Merge tag 'drm/tegra/for-6.1-rc6' of https://gitlab.freedesktop.org/drm/tegra into...
[platform/kernel/linux-starfive.git] / kernel / bpf / verifier.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /* Copyright (c) 2011-2014 PLUMgrid, http://plumgrid.com
3  * Copyright (c) 2016 Facebook
4  * Copyright (c) 2018 Covalent IO, Inc. http://covalent.io
5  */
6 #include <uapi/linux/btf.h>
7 #include <linux/bpf-cgroup.h>
8 #include <linux/kernel.h>
9 #include <linux/types.h>
10 #include <linux/slab.h>
11 #include <linux/bpf.h>
12 #include <linux/btf.h>
13 #include <linux/bpf_verifier.h>
14 #include <linux/filter.h>
15 #include <net/netlink.h>
16 #include <linux/file.h>
17 #include <linux/vmalloc.h>
18 #include <linux/stringify.h>
19 #include <linux/bsearch.h>
20 #include <linux/sort.h>
21 #include <linux/perf_event.h>
22 #include <linux/ctype.h>
23 #include <linux/error-injection.h>
24 #include <linux/bpf_lsm.h>
25 #include <linux/btf_ids.h>
26 #include <linux/poison.h>
27
28 #include "disasm.h"
29
30 static const struct bpf_verifier_ops * const bpf_verifier_ops[] = {
31 #define BPF_PROG_TYPE(_id, _name, prog_ctx_type, kern_ctx_type) \
32         [_id] = & _name ## _verifier_ops,
33 #define BPF_MAP_TYPE(_id, _ops)
34 #define BPF_LINK_TYPE(_id, _name)
35 #include <linux/bpf_types.h>
36 #undef BPF_PROG_TYPE
37 #undef BPF_MAP_TYPE
38 #undef BPF_LINK_TYPE
39 };
40
41 /* bpf_check() is a static code analyzer that walks eBPF program
42  * instruction by instruction and updates register/stack state.
43  * All paths of conditional branches are analyzed until 'bpf_exit' insn.
44  *
45  * The first pass is depth-first-search to check that the program is a DAG.
46  * It rejects the following programs:
47  * - larger than BPF_MAXINSNS insns
48  * - if loop is present (detected via back-edge)
49  * - unreachable insns exist (shouldn't be a forest. program = one function)
50  * - out of bounds or malformed jumps
51  * The second pass is all possible path descent from the 1st insn.
52  * Since it's analyzing all paths through the program, the length of the
53  * analysis is limited to 64k insn, which may be hit even if total number of
54  * insn is less then 4K, but there are too many branches that change stack/regs.
55  * Number of 'branches to be analyzed' is limited to 1k
56  *
57  * On entry to each instruction, each register has a type, and the instruction
58  * changes the types of the registers depending on instruction semantics.
59  * If instruction is BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_5), then type of R5 is
60  * copied to R1.
61  *
62  * All registers are 64-bit.
63  * R0 - return register
64  * R1-R5 argument passing registers
65  * R6-R9 callee saved registers
66  * R10 - frame pointer read-only
67  *
68  * At the start of BPF program the register R1 contains a pointer to bpf_context
69  * and has type PTR_TO_CTX.
70  *
71  * Verifier tracks arithmetic operations on pointers in case:
72  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_10),
73  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_1, -20),
74  * 1st insn copies R10 (which has FRAME_PTR) type into R1
75  * and 2nd arithmetic instruction is pattern matched to recognize
76  * that it wants to construct a pointer to some element within stack.
77  * So after 2nd insn, the register R1 has type PTR_TO_STACK
78  * (and -20 constant is saved for further stack bounds checking).
79  * Meaning that this reg is a pointer to stack plus known immediate constant.
80  *
81  * Most of the time the registers have SCALAR_VALUE type, which
82  * means the register has some value, but it's not a valid pointer.
83  * (like pointer plus pointer becomes SCALAR_VALUE type)
84  *
85  * When verifier sees load or store instructions the type of base register
86  * can be: PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_CTX, PTR_TO_STACK, PTR_TO_SOCKET. These are
87  * four pointer types recognized by check_mem_access() function.
88  *
89  * PTR_TO_MAP_VALUE means that this register is pointing to 'map element value'
90  * and the range of [ptr, ptr + map's value_size) is accessible.
91  *
92  * registers used to pass values to function calls are checked against
93  * function argument constraints.
94  *
95  * ARG_PTR_TO_MAP_KEY is one of such argument constraints.
96  * It means that the register type passed to this function must be
97  * PTR_TO_STACK and it will be used inside the function as
98  * 'pointer to map element key'
99  *
100  * For example the argument constraints for bpf_map_lookup_elem():
101  *   .ret_type = RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL,
102  *   .arg1_type = ARG_CONST_MAP_PTR,
103  *   .arg2_type = ARG_PTR_TO_MAP_KEY,
104  *
105  * ret_type says that this function returns 'pointer to map elem value or null'
106  * function expects 1st argument to be a const pointer to 'struct bpf_map' and
107  * 2nd argument should be a pointer to stack, which will be used inside
108  * the helper function as a pointer to map element key.
109  *
110  * On the kernel side the helper function looks like:
111  * u64 bpf_map_lookup_elem(u64 r1, u64 r2, u64 r3, u64 r4, u64 r5)
112  * {
113  *    struct bpf_map *map = (struct bpf_map *) (unsigned long) r1;
114  *    void *key = (void *) (unsigned long) r2;
115  *    void *value;
116  *
117  *    here kernel can access 'key' and 'map' pointers safely, knowing that
118  *    [key, key + map->key_size) bytes are valid and were initialized on
119  *    the stack of eBPF program.
120  * }
121  *
122  * Corresponding eBPF program may look like:
123  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, BPF_REG_10),  // after this insn R2 type is FRAME_PTR
124  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_2, -4), // after this insn R2 type is PTR_TO_STACK
125  *    BPF_LD_MAP_FD(BPF_REG_1, map_fd),      // after this insn R1 type is CONST_PTR_TO_MAP
126  *    BPF_RAW_INSN(BPF_JMP | BPF_CALL, 0, 0, 0, BPF_FUNC_map_lookup_elem),
127  * here verifier looks at prototype of map_lookup_elem() and sees:
128  * .arg1_type == ARG_CONST_MAP_PTR and R1->type == CONST_PTR_TO_MAP, which is ok,
129  * Now verifier knows that this map has key of R1->map_ptr->key_size bytes
130  *
131  * Then .arg2_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY and R2->type == PTR_TO_STACK, ok so far,
132  * Now verifier checks that [R2, R2 + map's key_size) are within stack limits
133  * and were initialized prior to this call.
134  * If it's ok, then verifier allows this BPF_CALL insn and looks at
135  * .ret_type which is RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, so it sets
136  * R0->type = PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL which means bpf_map_lookup_elem() function
137  * returns either pointer to map value or NULL.
138  *
139  * When type PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL passes through 'if (reg != 0) goto +off'
140  * insn, the register holding that pointer in the true branch changes state to
141  * PTR_TO_MAP_VALUE and the same register changes state to CONST_IMM in the false
142  * branch. See check_cond_jmp_op().
143  *
144  * After the call R0 is set to return type of the function and registers R1-R5
145  * are set to NOT_INIT to indicate that they are no longer readable.
146  *
147  * The following reference types represent a potential reference to a kernel
148  * resource which, after first being allocated, must be checked and freed by
149  * the BPF program:
150  * - PTR_TO_SOCKET_OR_NULL, PTR_TO_SOCKET
151  *
152  * When the verifier sees a helper call return a reference type, it allocates a
153  * pointer id for the reference and stores it in the current function state.
154  * Similar to the way that PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL is converted into
155  * PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_SOCKET_OR_NULL becomes PTR_TO_SOCKET when the type
156  * passes through a NULL-check conditional. For the branch wherein the state is
157  * changed to CONST_IMM, the verifier releases the reference.
158  *
159  * For each helper function that allocates a reference, such as
160  * bpf_sk_lookup_tcp(), there is a corresponding release function, such as
161  * bpf_sk_release(). When a reference type passes into the release function,
162  * the verifier also releases the reference. If any unchecked or unreleased
163  * reference remains at the end of the program, the verifier rejects it.
164  */
165
166 /* verifier_state + insn_idx are pushed to stack when branch is encountered */
167 struct bpf_verifier_stack_elem {
168         /* verifer state is 'st'
169          * before processing instruction 'insn_idx'
170          * and after processing instruction 'prev_insn_idx'
171          */
172         struct bpf_verifier_state st;
173         int insn_idx;
174         int prev_insn_idx;
175         struct bpf_verifier_stack_elem *next;
176         /* length of verifier log at the time this state was pushed on stack */
177         u32 log_pos;
178 };
179
180 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ    8192
181 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES     64
182
183 #define BPF_MAP_KEY_POISON      (1ULL << 63)
184 #define BPF_MAP_KEY_SEEN        (1ULL << 62)
185
186 #define BPF_MAP_PTR_UNPRIV      1UL
187 #define BPF_MAP_PTR_POISON      ((void *)((0xeB9FUL << 1) +     \
188                                           POISON_POINTER_DELTA))
189 #define BPF_MAP_PTR(X)          ((struct bpf_map *)((X) & ~BPF_MAP_PTR_UNPRIV))
190
191 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx);
192 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env, int ref_obj_id);
193
194 static bool bpf_map_ptr_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
195 {
196         return BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) == BPF_MAP_PTR_POISON;
197 }
198
199 static bool bpf_map_ptr_unpriv(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
200 {
201         return aux->map_ptr_state & BPF_MAP_PTR_UNPRIV;
202 }
203
204 static void bpf_map_ptr_store(struct bpf_insn_aux_data *aux,
205                               const struct bpf_map *map, bool unpriv)
206 {
207         BUILD_BUG_ON((unsigned long)BPF_MAP_PTR_POISON & BPF_MAP_PTR_UNPRIV);
208         unpriv |= bpf_map_ptr_unpriv(aux);
209         aux->map_ptr_state = (unsigned long)map |
210                              (unpriv ? BPF_MAP_PTR_UNPRIV : 0UL);
211 }
212
213 static bool bpf_map_key_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
214 {
215         return aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_POISON;
216 }
217
218 static bool bpf_map_key_unseen(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
219 {
220         return !(aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_SEEN);
221 }
222
223 static u64 bpf_map_key_immediate(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
224 {
225         return aux->map_key_state & ~(BPF_MAP_KEY_SEEN | BPF_MAP_KEY_POISON);
226 }
227
228 static void bpf_map_key_store(struct bpf_insn_aux_data *aux, u64 state)
229 {
230         bool poisoned = bpf_map_key_poisoned(aux);
231
232         aux->map_key_state = state | BPF_MAP_KEY_SEEN |
233                              (poisoned ? BPF_MAP_KEY_POISON : 0ULL);
234 }
235
236 static bool bpf_pseudo_call(const struct bpf_insn *insn)
237 {
238         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
239                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL;
240 }
241
242 static bool bpf_pseudo_kfunc_call(const struct bpf_insn *insn)
243 {
244         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
245                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL;
246 }
247
248 struct bpf_call_arg_meta {
249         struct bpf_map *map_ptr;
250         bool raw_mode;
251         bool pkt_access;
252         u8 release_regno;
253         int regno;
254         int access_size;
255         int mem_size;
256         u64 msize_max_value;
257         int ref_obj_id;
258         int map_uid;
259         int func_id;
260         struct btf *btf;
261         u32 btf_id;
262         struct btf *ret_btf;
263         u32 ret_btf_id;
264         u32 subprogno;
265         struct bpf_map_value_off_desc *kptr_off_desc;
266         u8 uninit_dynptr_regno;
267 };
268
269 struct btf *btf_vmlinux;
270
271 static DEFINE_MUTEX(bpf_verifier_lock);
272
273 static const struct bpf_line_info *
274 find_linfo(const struct bpf_verifier_env *env, u32 insn_off)
275 {
276         const struct bpf_line_info *linfo;
277         const struct bpf_prog *prog;
278         u32 i, nr_linfo;
279
280         prog = env->prog;
281         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
282
283         if (!nr_linfo || insn_off >= prog->len)
284                 return NULL;
285
286         linfo = prog->aux->linfo;
287         for (i = 1; i < nr_linfo; i++)
288                 if (insn_off < linfo[i].insn_off)
289                         break;
290
291         return &linfo[i - 1];
292 }
293
294 void bpf_verifier_vlog(struct bpf_verifier_log *log, const char *fmt,
295                        va_list args)
296 {
297         unsigned int n;
298
299         n = vscnprintf(log->kbuf, BPF_VERIFIER_TMP_LOG_SIZE, fmt, args);
300
301         WARN_ONCE(n >= BPF_VERIFIER_TMP_LOG_SIZE - 1,
302                   "verifier log line truncated - local buffer too short\n");
303
304         if (log->level == BPF_LOG_KERNEL) {
305                 bool newline = n > 0 && log->kbuf[n - 1] == '\n';
306
307                 pr_err("BPF: %s%s", log->kbuf, newline ? "" : "\n");
308                 return;
309         }
310
311         n = min(log->len_total - log->len_used - 1, n);
312         log->kbuf[n] = '\0';
313         if (!copy_to_user(log->ubuf + log->len_used, log->kbuf, n + 1))
314                 log->len_used += n;
315         else
316                 log->ubuf = NULL;
317 }
318
319 static void bpf_vlog_reset(struct bpf_verifier_log *log, u32 new_pos)
320 {
321         char zero = 0;
322
323         if (!bpf_verifier_log_needed(log))
324                 return;
325
326         log->len_used = new_pos;
327         if (put_user(zero, log->ubuf + new_pos))
328                 log->ubuf = NULL;
329 }
330
331 /* log_level controls verbosity level of eBPF verifier.
332  * bpf_verifier_log_write() is used to dump the verification trace to the log,
333  * so the user can figure out what's wrong with the program
334  */
335 __printf(2, 3) void bpf_verifier_log_write(struct bpf_verifier_env *env,
336                                            const char *fmt, ...)
337 {
338         va_list args;
339
340         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
341                 return;
342
343         va_start(args, fmt);
344         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
345         va_end(args);
346 }
347 EXPORT_SYMBOL_GPL(bpf_verifier_log_write);
348
349 __printf(2, 3) static void verbose(void *private_data, const char *fmt, ...)
350 {
351         struct bpf_verifier_env *env = private_data;
352         va_list args;
353
354         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
355                 return;
356
357         va_start(args, fmt);
358         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
359         va_end(args);
360 }
361
362 __printf(2, 3) void bpf_log(struct bpf_verifier_log *log,
363                             const char *fmt, ...)
364 {
365         va_list args;
366
367         if (!bpf_verifier_log_needed(log))
368                 return;
369
370         va_start(args, fmt);
371         bpf_verifier_vlog(log, fmt, args);
372         va_end(args);
373 }
374 EXPORT_SYMBOL_GPL(bpf_log);
375
376 static const char *ltrim(const char *s)
377 {
378         while (isspace(*s))
379                 s++;
380
381         return s;
382 }
383
384 __printf(3, 4) static void verbose_linfo(struct bpf_verifier_env *env,
385                                          u32 insn_off,
386                                          const char *prefix_fmt, ...)
387 {
388         const struct bpf_line_info *linfo;
389
390         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
391                 return;
392
393         linfo = find_linfo(env, insn_off);
394         if (!linfo || linfo == env->prev_linfo)
395                 return;
396
397         if (prefix_fmt) {
398                 va_list args;
399
400                 va_start(args, prefix_fmt);
401                 bpf_verifier_vlog(&env->log, prefix_fmt, args);
402                 va_end(args);
403         }
404
405         verbose(env, "%s\n",
406                 ltrim(btf_name_by_offset(env->prog->aux->btf,
407                                          linfo->line_off)));
408
409         env->prev_linfo = linfo;
410 }
411
412 static void verbose_invalid_scalar(struct bpf_verifier_env *env,
413                                    struct bpf_reg_state *reg,
414                                    struct tnum *range, const char *ctx,
415                                    const char *reg_name)
416 {
417         char tn_buf[48];
418
419         verbose(env, "At %s the register %s ", ctx, reg_name);
420         if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
421                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
422                 verbose(env, "has value %s", tn_buf);
423         } else {
424                 verbose(env, "has unknown scalar value");
425         }
426         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), *range);
427         verbose(env, " should have been in %s\n", tn_buf);
428 }
429
430 static bool type_is_pkt_pointer(enum bpf_reg_type type)
431 {
432         type = base_type(type);
433         return type == PTR_TO_PACKET ||
434                type == PTR_TO_PACKET_META;
435 }
436
437 static bool type_is_sk_pointer(enum bpf_reg_type type)
438 {
439         return type == PTR_TO_SOCKET ||
440                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON ||
441                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
442                 type == PTR_TO_XDP_SOCK;
443 }
444
445 static bool reg_type_not_null(enum bpf_reg_type type)
446 {
447         return type == PTR_TO_SOCKET ||
448                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
449                 type == PTR_TO_MAP_VALUE ||
450                 type == PTR_TO_MAP_KEY ||
451                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON;
452 }
453
454 static bool reg_may_point_to_spin_lock(const struct bpf_reg_state *reg)
455 {
456         return reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE &&
457                 map_value_has_spin_lock(reg->map_ptr);
458 }
459
460 static bool reg_type_may_be_refcounted_or_null(enum bpf_reg_type type)
461 {
462         type = base_type(type);
463         return type == PTR_TO_SOCKET || type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
464                 type == PTR_TO_MEM || type == PTR_TO_BTF_ID;
465 }
466
467 static bool type_is_rdonly_mem(u32 type)
468 {
469         return type & MEM_RDONLY;
470 }
471
472 static bool type_may_be_null(u32 type)
473 {
474         return type & PTR_MAYBE_NULL;
475 }
476
477 static bool is_acquire_function(enum bpf_func_id func_id,
478                                 const struct bpf_map *map)
479 {
480         enum bpf_map_type map_type = map ? map->map_type : BPF_MAP_TYPE_UNSPEC;
481
482         if (func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_tcp ||
483             func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_udp ||
484             func_id == BPF_FUNC_skc_lookup_tcp ||
485             func_id == BPF_FUNC_ringbuf_reserve ||
486             func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg)
487                 return true;
488
489         if (func_id == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
490             (map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
491              map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH))
492                 return true;
493
494         return false;
495 }
496
497 static bool is_ptr_cast_function(enum bpf_func_id func_id)
498 {
499         return func_id == BPF_FUNC_tcp_sock ||
500                 func_id == BPF_FUNC_sk_fullsock ||
501                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_sock ||
502                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp6_sock ||
503                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_udp6_sock ||
504                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_mptcp_sock ||
505                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_timewait_sock ||
506                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_request_sock;
507 }
508
509 static bool is_dynptr_ref_function(enum bpf_func_id func_id)
510 {
511         return func_id == BPF_FUNC_dynptr_data;
512 }
513
514 static bool helper_multiple_ref_obj_use(enum bpf_func_id func_id,
515                                         const struct bpf_map *map)
516 {
517         int ref_obj_uses = 0;
518
519         if (is_ptr_cast_function(func_id))
520                 ref_obj_uses++;
521         if (is_acquire_function(func_id, map))
522                 ref_obj_uses++;
523         if (is_dynptr_ref_function(func_id))
524                 ref_obj_uses++;
525
526         return ref_obj_uses > 1;
527 }
528
529 static bool is_cmpxchg_insn(const struct bpf_insn *insn)
530 {
531         return BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX &&
532                BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
533                insn->imm == BPF_CMPXCHG;
534 }
535
536 /* string representation of 'enum bpf_reg_type'
537  *
538  * Note that reg_type_str() can not appear more than once in a single verbose()
539  * statement.
540  */
541 static const char *reg_type_str(struct bpf_verifier_env *env,
542                                 enum bpf_reg_type type)
543 {
544         char postfix[16] = {0}, prefix[32] = {0};
545         static const char * const str[] = {
546                 [NOT_INIT]              = "?",
547                 [SCALAR_VALUE]          = "scalar",
548                 [PTR_TO_CTX]            = "ctx",
549                 [CONST_PTR_TO_MAP]      = "map_ptr",
550                 [PTR_TO_MAP_VALUE]      = "map_value",
551                 [PTR_TO_STACK]          = "fp",
552                 [PTR_TO_PACKET]         = "pkt",
553                 [PTR_TO_PACKET_META]    = "pkt_meta",
554                 [PTR_TO_PACKET_END]     = "pkt_end",
555                 [PTR_TO_FLOW_KEYS]      = "flow_keys",
556                 [PTR_TO_SOCKET]         = "sock",
557                 [PTR_TO_SOCK_COMMON]    = "sock_common",
558                 [PTR_TO_TCP_SOCK]       = "tcp_sock",
559                 [PTR_TO_TP_BUFFER]      = "tp_buffer",
560                 [PTR_TO_XDP_SOCK]       = "xdp_sock",
561                 [PTR_TO_BTF_ID]         = "ptr_",
562                 [PTR_TO_MEM]            = "mem",
563                 [PTR_TO_BUF]            = "buf",
564                 [PTR_TO_FUNC]           = "func",
565                 [PTR_TO_MAP_KEY]        = "map_key",
566                 [PTR_TO_DYNPTR]         = "dynptr_ptr",
567         };
568
569         if (type & PTR_MAYBE_NULL) {
570                 if (base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID)
571                         strncpy(postfix, "or_null_", 16);
572                 else
573                         strncpy(postfix, "_or_null", 16);
574         }
575
576         if (type & MEM_RDONLY)
577                 strncpy(prefix, "rdonly_", 32);
578         if (type & MEM_ALLOC)
579                 strncpy(prefix, "alloc_", 32);
580         if (type & MEM_USER)
581                 strncpy(prefix, "user_", 32);
582         if (type & MEM_PERCPU)
583                 strncpy(prefix, "percpu_", 32);
584         if (type & PTR_UNTRUSTED)
585                 strncpy(prefix, "untrusted_", 32);
586
587         snprintf(env->type_str_buf, TYPE_STR_BUF_LEN, "%s%s%s",
588                  prefix, str[base_type(type)], postfix);
589         return env->type_str_buf;
590 }
591
592 static char slot_type_char[] = {
593         [STACK_INVALID] = '?',
594         [STACK_SPILL]   = 'r',
595         [STACK_MISC]    = 'm',
596         [STACK_ZERO]    = '0',
597         [STACK_DYNPTR]  = 'd',
598 };
599
600 static void print_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
601                            enum bpf_reg_liveness live)
602 {
603         if (live & (REG_LIVE_READ | REG_LIVE_WRITTEN | REG_LIVE_DONE))
604             verbose(env, "_");
605         if (live & REG_LIVE_READ)
606                 verbose(env, "r");
607         if (live & REG_LIVE_WRITTEN)
608                 verbose(env, "w");
609         if (live & REG_LIVE_DONE)
610                 verbose(env, "D");
611 }
612
613 static int get_spi(s32 off)
614 {
615         return (-off - 1) / BPF_REG_SIZE;
616 }
617
618 static bool is_spi_bounds_valid(struct bpf_func_state *state, int spi, int nr_slots)
619 {
620         int allocated_slots = state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE;
621
622         /* We need to check that slots between [spi - nr_slots + 1, spi] are
623          * within [0, allocated_stack).
624          *
625          * Please note that the spi grows downwards. For example, a dynptr
626          * takes the size of two stack slots; the first slot will be at
627          * spi and the second slot will be at spi - 1.
628          */
629         return spi - nr_slots + 1 >= 0 && spi < allocated_slots;
630 }
631
632 static struct bpf_func_state *func(struct bpf_verifier_env *env,
633                                    const struct bpf_reg_state *reg)
634 {
635         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
636
637         return cur->frame[reg->frameno];
638 }
639
640 static const char *kernel_type_name(const struct btf* btf, u32 id)
641 {
642         return btf_name_by_offset(btf, btf_type_by_id(btf, id)->name_off);
643 }
644
645 static void mark_reg_scratched(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno)
646 {
647         env->scratched_regs |= 1U << regno;
648 }
649
650 static void mark_stack_slot_scratched(struct bpf_verifier_env *env, u32 spi)
651 {
652         env->scratched_stack_slots |= 1ULL << spi;
653 }
654
655 static bool reg_scratched(const struct bpf_verifier_env *env, u32 regno)
656 {
657         return (env->scratched_regs >> regno) & 1;
658 }
659
660 static bool stack_slot_scratched(const struct bpf_verifier_env *env, u64 regno)
661 {
662         return (env->scratched_stack_slots >> regno) & 1;
663 }
664
665 static bool verifier_state_scratched(const struct bpf_verifier_env *env)
666 {
667         return env->scratched_regs || env->scratched_stack_slots;
668 }
669
670 static void mark_verifier_state_clean(struct bpf_verifier_env *env)
671 {
672         env->scratched_regs = 0U;
673         env->scratched_stack_slots = 0ULL;
674 }
675
676 /* Used for printing the entire verifier state. */
677 static void mark_verifier_state_scratched(struct bpf_verifier_env *env)
678 {
679         env->scratched_regs = ~0U;
680         env->scratched_stack_slots = ~0ULL;
681 }
682
683 static enum bpf_dynptr_type arg_to_dynptr_type(enum bpf_arg_type arg_type)
684 {
685         switch (arg_type & DYNPTR_TYPE_FLAG_MASK) {
686         case DYNPTR_TYPE_LOCAL:
687                 return BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL;
688         case DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
689                 return BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
690         default:
691                 return BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID;
692         }
693 }
694
695 static bool dynptr_type_refcounted(enum bpf_dynptr_type type)
696 {
697         return type == BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
698 }
699
700 static int mark_stack_slots_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
701                                    enum bpf_arg_type arg_type, int insn_idx)
702 {
703         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
704         enum bpf_dynptr_type type;
705         int spi, i, id;
706
707         spi = get_spi(reg->off);
708
709         if (!is_spi_bounds_valid(state, spi, BPF_DYNPTR_NR_SLOTS))
710                 return -EINVAL;
711
712         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
713                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_DYNPTR;
714                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_DYNPTR;
715         }
716
717         type = arg_to_dynptr_type(arg_type);
718         if (type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID)
719                 return -EINVAL;
720
721         state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot = true;
722         state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type = type;
723         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.dynptr.type = type;
724
725         if (dynptr_type_refcounted(type)) {
726                 /* The id is used to track proper releasing */
727                 id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
728                 if (id < 0)
729                         return id;
730
731                 state->stack[spi].spilled_ptr.id = id;
732                 state->stack[spi - 1].spilled_ptr.id = id;
733         }
734
735         return 0;
736 }
737
738 static int unmark_stack_slots_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
739 {
740         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
741         int spi, i;
742
743         spi = get_spi(reg->off);
744
745         if (!is_spi_bounds_valid(state, spi, BPF_DYNPTR_NR_SLOTS))
746                 return -EINVAL;
747
748         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
749                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_INVALID;
750                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_INVALID;
751         }
752
753         /* Invalidate any slices associated with this dynptr */
754         if (dynptr_type_refcounted(state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type)) {
755                 release_reference(env, state->stack[spi].spilled_ptr.id);
756                 state->stack[spi].spilled_ptr.id = 0;
757                 state->stack[spi - 1].spilled_ptr.id = 0;
758         }
759
760         state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot = false;
761         state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type = 0;
762         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.dynptr.type = 0;
763
764         return 0;
765 }
766
767 static bool is_dynptr_reg_valid_uninit(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
768 {
769         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
770         int spi = get_spi(reg->off);
771         int i;
772
773         if (!is_spi_bounds_valid(state, spi, BPF_DYNPTR_NR_SLOTS))
774                 return true;
775
776         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
777                 if (state->stack[spi].slot_type[i] == STACK_DYNPTR ||
778                     state->stack[spi - 1].slot_type[i] == STACK_DYNPTR)
779                         return false;
780         }
781
782         return true;
783 }
784
785 bool is_dynptr_reg_valid_init(struct bpf_verifier_env *env,
786                               struct bpf_reg_state *reg)
787 {
788         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
789         int spi = get_spi(reg->off);
790         int i;
791
792         if (!is_spi_bounds_valid(state, spi, BPF_DYNPTR_NR_SLOTS) ||
793             !state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
794                 return false;
795
796         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
797                 if (state->stack[spi].slot_type[i] != STACK_DYNPTR ||
798                     state->stack[spi - 1].slot_type[i] != STACK_DYNPTR)
799                         return false;
800         }
801
802         return true;
803 }
804
805 bool is_dynptr_type_expected(struct bpf_verifier_env *env,
806                              struct bpf_reg_state *reg,
807                              enum bpf_arg_type arg_type)
808 {
809         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
810         enum bpf_dynptr_type dynptr_type;
811         int spi = get_spi(reg->off);
812
813         /* ARG_PTR_TO_DYNPTR takes any type of dynptr */
814         if (arg_type == ARG_PTR_TO_DYNPTR)
815                 return true;
816
817         dynptr_type = arg_to_dynptr_type(arg_type);
818
819         return state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type == dynptr_type;
820 }
821
822 /* The reg state of a pointer or a bounded scalar was saved when
823  * it was spilled to the stack.
824  */
825 static bool is_spilled_reg(const struct bpf_stack_state *stack)
826 {
827         return stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1] == STACK_SPILL;
828 }
829
830 static void scrub_spilled_slot(u8 *stype)
831 {
832         if (*stype != STACK_INVALID)
833                 *stype = STACK_MISC;
834 }
835
836 static void print_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
837                                  const struct bpf_func_state *state,
838                                  bool print_all)
839 {
840         const struct bpf_reg_state *reg;
841         enum bpf_reg_type t;
842         int i;
843
844         if (state->frameno)
845                 verbose(env, " frame%d:", state->frameno);
846         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
847                 reg = &state->regs[i];
848                 t = reg->type;
849                 if (t == NOT_INIT)
850                         continue;
851                 if (!print_all && !reg_scratched(env, i))
852                         continue;
853                 verbose(env, " R%d", i);
854                 print_liveness(env, reg->live);
855                 verbose(env, "=");
856                 if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
857                         verbose(env, "P");
858                 if ((t == SCALAR_VALUE || t == PTR_TO_STACK) &&
859                     tnum_is_const(reg->var_off)) {
860                         /* reg->off should be 0 for SCALAR_VALUE */
861                         verbose(env, "%s", t == SCALAR_VALUE ? "" : reg_type_str(env, t));
862                         verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
863                 } else {
864                         const char *sep = "";
865
866                         verbose(env, "%s", reg_type_str(env, t));
867                         if (base_type(t) == PTR_TO_BTF_ID)
868                                 verbose(env, "%s", kernel_type_name(reg->btf, reg->btf_id));
869                         verbose(env, "(");
870 /*
871  * _a stands for append, was shortened to avoid multiline statements below.
872  * This macro is used to output a comma separated list of attributes.
873  */
874 #define verbose_a(fmt, ...) ({ verbose(env, "%s" fmt, sep, __VA_ARGS__); sep = ","; })
875
876                         if (reg->id)
877                                 verbose_a("id=%d", reg->id);
878                         if (reg_type_may_be_refcounted_or_null(t) && reg->ref_obj_id)
879                                 verbose_a("ref_obj_id=%d", reg->ref_obj_id);
880                         if (t != SCALAR_VALUE)
881                                 verbose_a("off=%d", reg->off);
882                         if (type_is_pkt_pointer(t))
883                                 verbose_a("r=%d", reg->range);
884                         else if (base_type(t) == CONST_PTR_TO_MAP ||
885                                  base_type(t) == PTR_TO_MAP_KEY ||
886                                  base_type(t) == PTR_TO_MAP_VALUE)
887                                 verbose_a("ks=%d,vs=%d",
888                                           reg->map_ptr->key_size,
889                                           reg->map_ptr->value_size);
890                         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
891                                 /* Typically an immediate SCALAR_VALUE, but
892                                  * could be a pointer whose offset is too big
893                                  * for reg->off
894                                  */
895                                 verbose_a("imm=%llx", reg->var_off.value);
896                         } else {
897                                 if (reg->smin_value != reg->umin_value &&
898                                     reg->smin_value != S64_MIN)
899                                         verbose_a("smin=%lld", (long long)reg->smin_value);
900                                 if (reg->smax_value != reg->umax_value &&
901                                     reg->smax_value != S64_MAX)
902                                         verbose_a("smax=%lld", (long long)reg->smax_value);
903                                 if (reg->umin_value != 0)
904                                         verbose_a("umin=%llu", (unsigned long long)reg->umin_value);
905                                 if (reg->umax_value != U64_MAX)
906                                         verbose_a("umax=%llu", (unsigned long long)reg->umax_value);
907                                 if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
908                                         char tn_buf[48];
909
910                                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
911                                         verbose_a("var_off=%s", tn_buf);
912                                 }
913                                 if (reg->s32_min_value != reg->smin_value &&
914                                     reg->s32_min_value != S32_MIN)
915                                         verbose_a("s32_min=%d", (int)(reg->s32_min_value));
916                                 if (reg->s32_max_value != reg->smax_value &&
917                                     reg->s32_max_value != S32_MAX)
918                                         verbose_a("s32_max=%d", (int)(reg->s32_max_value));
919                                 if (reg->u32_min_value != reg->umin_value &&
920                                     reg->u32_min_value != U32_MIN)
921                                         verbose_a("u32_min=%d", (int)(reg->u32_min_value));
922                                 if (reg->u32_max_value != reg->umax_value &&
923                                     reg->u32_max_value != U32_MAX)
924                                         verbose_a("u32_max=%d", (int)(reg->u32_max_value));
925                         }
926 #undef verbose_a
927
928                         verbose(env, ")");
929                 }
930         }
931         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
932                 char types_buf[BPF_REG_SIZE + 1];
933                 bool valid = false;
934                 int j;
935
936                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++) {
937                         if (state->stack[i].slot_type[j] != STACK_INVALID)
938                                 valid = true;
939                         types_buf[j] = slot_type_char[
940                                         state->stack[i].slot_type[j]];
941                 }
942                 types_buf[BPF_REG_SIZE] = 0;
943                 if (!valid)
944                         continue;
945                 if (!print_all && !stack_slot_scratched(env, i))
946                         continue;
947                 verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
948                 print_liveness(env, state->stack[i].spilled_ptr.live);
949                 if (is_spilled_reg(&state->stack[i])) {
950                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
951                         t = reg->type;
952                         verbose(env, "=%s", t == SCALAR_VALUE ? "" : reg_type_str(env, t));
953                         if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
954                                 verbose(env, "P");
955                         if (t == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off))
956                                 verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
957                 } else {
958                         verbose(env, "=%s", types_buf);
959                 }
960         }
961         if (state->acquired_refs && state->refs[0].id) {
962                 verbose(env, " refs=%d", state->refs[0].id);
963                 for (i = 1; i < state->acquired_refs; i++)
964                         if (state->refs[i].id)
965                                 verbose(env, ",%d", state->refs[i].id);
966         }
967         if (state->in_callback_fn)
968                 verbose(env, " cb");
969         if (state->in_async_callback_fn)
970                 verbose(env, " async_cb");
971         verbose(env, "\n");
972         mark_verifier_state_clean(env);
973 }
974
975 static inline u32 vlog_alignment(u32 pos)
976 {
977         return round_up(max(pos + BPF_LOG_MIN_ALIGNMENT / 2, BPF_LOG_ALIGNMENT),
978                         BPF_LOG_MIN_ALIGNMENT) - pos - 1;
979 }
980
981 static void print_insn_state(struct bpf_verifier_env *env,
982                              const struct bpf_func_state *state)
983 {
984         if (env->prev_log_len && env->prev_log_len == env->log.len_used) {
985                 /* remove new line character */
986                 bpf_vlog_reset(&env->log, env->prev_log_len - 1);
987                 verbose(env, "%*c;", vlog_alignment(env->prev_insn_print_len), ' ');
988         } else {
989                 verbose(env, "%d:", env->insn_idx);
990         }
991         print_verifier_state(env, state, false);
992 }
993
994 /* copy array src of length n * size bytes to dst. dst is reallocated if it's too
995  * small to hold src. This is different from krealloc since we don't want to preserve
996  * the contents of dst.
997  *
998  * Leaves dst untouched if src is NULL or length is zero. Returns NULL if memory could
999  * not be allocated.
1000  */
1001 static void *copy_array(void *dst, const void *src, size_t n, size_t size, gfp_t flags)
1002 {
1003         size_t bytes;
1004
1005         if (ZERO_OR_NULL_PTR(src))
1006                 goto out;
1007
1008         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
1009                 return NULL;
1010
1011         if (ksize(dst) < bytes) {
1012                 kfree(dst);
1013                 dst = kmalloc_track_caller(bytes, flags);
1014                 if (!dst)
1015                         return NULL;
1016         }
1017
1018         memcpy(dst, src, bytes);
1019 out:
1020         return dst ? dst : ZERO_SIZE_PTR;
1021 }
1022
1023 /* resize an array from old_n items to new_n items. the array is reallocated if it's too
1024  * small to hold new_n items. new items are zeroed out if the array grows.
1025  *
1026  * Contrary to krealloc_array, does not free arr if new_n is zero.
1027  */
1028 static void *realloc_array(void *arr, size_t old_n, size_t new_n, size_t size)
1029 {
1030         void *new_arr;
1031
1032         if (!new_n || old_n == new_n)
1033                 goto out;
1034
1035         new_arr = krealloc_array(arr, new_n, size, GFP_KERNEL);
1036         if (!new_arr) {
1037                 kfree(arr);
1038                 return NULL;
1039         }
1040         arr = new_arr;
1041
1042         if (new_n > old_n)
1043                 memset(arr + old_n * size, 0, (new_n - old_n) * size);
1044
1045 out:
1046         return arr ? arr : ZERO_SIZE_PTR;
1047 }
1048
1049 static int copy_reference_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
1050 {
1051         dst->refs = copy_array(dst->refs, src->refs, src->acquired_refs,
1052                                sizeof(struct bpf_reference_state), GFP_KERNEL);
1053         if (!dst->refs)
1054                 return -ENOMEM;
1055
1056         dst->acquired_refs = src->acquired_refs;
1057         return 0;
1058 }
1059
1060 static int copy_stack_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
1061 {
1062         size_t n = src->allocated_stack / BPF_REG_SIZE;
1063
1064         dst->stack = copy_array(dst->stack, src->stack, n, sizeof(struct bpf_stack_state),
1065                                 GFP_KERNEL);
1066         if (!dst->stack)
1067                 return -ENOMEM;
1068
1069         dst->allocated_stack = src->allocated_stack;
1070         return 0;
1071 }
1072
1073 static int resize_reference_state(struct bpf_func_state *state, size_t n)
1074 {
1075         state->refs = realloc_array(state->refs, state->acquired_refs, n,
1076                                     sizeof(struct bpf_reference_state));
1077         if (!state->refs)
1078                 return -ENOMEM;
1079
1080         state->acquired_refs = n;
1081         return 0;
1082 }
1083
1084 static int grow_stack_state(struct bpf_func_state *state, int size)
1085 {
1086         size_t old_n = state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE, n = size / BPF_REG_SIZE;
1087
1088         if (old_n >= n)
1089                 return 0;
1090
1091         state->stack = realloc_array(state->stack, old_n, n, sizeof(struct bpf_stack_state));
1092         if (!state->stack)
1093                 return -ENOMEM;
1094
1095         state->allocated_stack = size;
1096         return 0;
1097 }
1098
1099 /* Acquire a pointer id from the env and update the state->refs to include
1100  * this new pointer reference.
1101  * On success, returns a valid pointer id to associate with the register
1102  * On failure, returns a negative errno.
1103  */
1104 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
1105 {
1106         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
1107         int new_ofs = state->acquired_refs;
1108         int id, err;
1109
1110         err = resize_reference_state(state, state->acquired_refs + 1);
1111         if (err)
1112                 return err;
1113         id = ++env->id_gen;
1114         state->refs[new_ofs].id = id;
1115         state->refs[new_ofs].insn_idx = insn_idx;
1116         state->refs[new_ofs].callback_ref = state->in_callback_fn ? state->frameno : 0;
1117
1118         return id;
1119 }
1120
1121 /* release function corresponding to acquire_reference_state(). Idempotent. */
1122 static int release_reference_state(struct bpf_func_state *state, int ptr_id)
1123 {
1124         int i, last_idx;
1125
1126         last_idx = state->acquired_refs - 1;
1127         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
1128                 if (state->refs[i].id == ptr_id) {
1129                         /* Cannot release caller references in callbacks */
1130                         if (state->in_callback_fn && state->refs[i].callback_ref != state->frameno)
1131                                 return -EINVAL;
1132                         if (last_idx && i != last_idx)
1133                                 memcpy(&state->refs[i], &state->refs[last_idx],
1134                                        sizeof(*state->refs));
1135                         memset(&state->refs[last_idx], 0, sizeof(*state->refs));
1136                         state->acquired_refs--;
1137                         return 0;
1138                 }
1139         }
1140         return -EINVAL;
1141 }
1142
1143 static void free_func_state(struct bpf_func_state *state)
1144 {
1145         if (!state)
1146                 return;
1147         kfree(state->refs);
1148         kfree(state->stack);
1149         kfree(state);
1150 }
1151
1152 static void clear_jmp_history(struct bpf_verifier_state *state)
1153 {
1154         kfree(state->jmp_history);
1155         state->jmp_history = NULL;
1156         state->jmp_history_cnt = 0;
1157 }
1158
1159 static void free_verifier_state(struct bpf_verifier_state *state,
1160                                 bool free_self)
1161 {
1162         int i;
1163
1164         for (i = 0; i <= state->curframe; i++) {
1165                 free_func_state(state->frame[i]);
1166                 state->frame[i] = NULL;
1167         }
1168         clear_jmp_history(state);
1169         if (free_self)
1170                 kfree(state);
1171 }
1172
1173 /* copy verifier state from src to dst growing dst stack space
1174  * when necessary to accommodate larger src stack
1175  */
1176 static int copy_func_state(struct bpf_func_state *dst,
1177                            const struct bpf_func_state *src)
1178 {
1179         int err;
1180
1181         memcpy(dst, src, offsetof(struct bpf_func_state, acquired_refs));
1182         err = copy_reference_state(dst, src);
1183         if (err)
1184                 return err;
1185         return copy_stack_state(dst, src);
1186 }
1187
1188 static int copy_verifier_state(struct bpf_verifier_state *dst_state,
1189                                const struct bpf_verifier_state *src)
1190 {
1191         struct bpf_func_state *dst;
1192         int i, err;
1193
1194         dst_state->jmp_history = copy_array(dst_state->jmp_history, src->jmp_history,
1195                                             src->jmp_history_cnt, sizeof(struct bpf_idx_pair),
1196                                             GFP_USER);
1197         if (!dst_state->jmp_history)
1198                 return -ENOMEM;
1199         dst_state->jmp_history_cnt = src->jmp_history_cnt;
1200
1201         /* if dst has more stack frames then src frame, free them */
1202         for (i = src->curframe + 1; i <= dst_state->curframe; i++) {
1203                 free_func_state(dst_state->frame[i]);
1204                 dst_state->frame[i] = NULL;
1205         }
1206         dst_state->speculative = src->speculative;
1207         dst_state->curframe = src->curframe;
1208         dst_state->active_spin_lock = src->active_spin_lock;
1209         dst_state->branches = src->branches;
1210         dst_state->parent = src->parent;
1211         dst_state->first_insn_idx = src->first_insn_idx;
1212         dst_state->last_insn_idx = src->last_insn_idx;
1213         for (i = 0; i <= src->curframe; i++) {
1214                 dst = dst_state->frame[i];
1215                 if (!dst) {
1216                         dst = kzalloc(sizeof(*dst), GFP_KERNEL);
1217                         if (!dst)
1218                                 return -ENOMEM;
1219                         dst_state->frame[i] = dst;
1220                 }
1221                 err = copy_func_state(dst, src->frame[i]);
1222                 if (err)
1223                         return err;
1224         }
1225         return 0;
1226 }
1227
1228 static void update_branch_counts(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
1229 {
1230         while (st) {
1231                 u32 br = --st->branches;
1232
1233                 /* WARN_ON(br > 1) technically makes sense here,
1234                  * but see comment in push_stack(), hence:
1235                  */
1236                 WARN_ONCE((int)br < 0,
1237                           "BUG update_branch_counts:branches_to_explore=%d\n",
1238                           br);
1239                 if (br)
1240                         break;
1241                 st = st->parent;
1242         }
1243 }
1244
1245 static int pop_stack(struct bpf_verifier_env *env, int *prev_insn_idx,
1246                      int *insn_idx, bool pop_log)
1247 {
1248         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1249         struct bpf_verifier_stack_elem *elem, *head = env->head;
1250         int err;
1251
1252         if (env->head == NULL)
1253                 return -ENOENT;
1254
1255         if (cur) {
1256                 err = copy_verifier_state(cur, &head->st);
1257                 if (err)
1258                         return err;
1259         }
1260         if (pop_log)
1261                 bpf_vlog_reset(&env->log, head->log_pos);
1262         if (insn_idx)
1263                 *insn_idx = head->insn_idx;
1264         if (prev_insn_idx)
1265                 *prev_insn_idx = head->prev_insn_idx;
1266         elem = head->next;
1267         free_verifier_state(&head->st, false);
1268         kfree(head);
1269         env->head = elem;
1270         env->stack_size--;
1271         return 0;
1272 }
1273
1274 static struct bpf_verifier_state *push_stack(struct bpf_verifier_env *env,
1275                                              int insn_idx, int prev_insn_idx,
1276                                              bool speculative)
1277 {
1278         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1279         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
1280         int err;
1281
1282         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
1283         if (!elem)
1284                 goto err;
1285
1286         elem->insn_idx = insn_idx;
1287         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
1288         elem->next = env->head;
1289         elem->log_pos = env->log.len_used;
1290         env->head = elem;
1291         env->stack_size++;
1292         err = copy_verifier_state(&elem->st, cur);
1293         if (err)
1294                 goto err;
1295         elem->st.speculative |= speculative;
1296         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
1297                 verbose(env, "The sequence of %d jumps is too complex.\n",
1298                         env->stack_size);
1299                 goto err;
1300         }
1301         if (elem->st.parent) {
1302                 ++elem->st.parent->branches;
1303                 /* WARN_ON(branches > 2) technically makes sense here,
1304                  * but
1305                  * 1. speculative states will bump 'branches' for non-branch
1306                  * instructions
1307                  * 2. is_state_visited() heuristics may decide not to create
1308                  * a new state for a sequence of branches and all such current
1309                  * and cloned states will be pointing to a single parent state
1310                  * which might have large 'branches' count.
1311                  */
1312         }
1313         return &elem->st;
1314 err:
1315         free_verifier_state(env->cur_state, true);
1316         env->cur_state = NULL;
1317         /* pop all elements and return */
1318         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
1319         return NULL;
1320 }
1321
1322 #define CALLER_SAVED_REGS 6
1323 static const int caller_saved[CALLER_SAVED_REGS] = {
1324         BPF_REG_0, BPF_REG_1, BPF_REG_2, BPF_REG_3, BPF_REG_4, BPF_REG_5
1325 };
1326
1327 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
1328                                 struct bpf_reg_state *reg);
1329
1330 /* This helper doesn't clear reg->id */
1331 static void ___mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1332 {
1333         reg->var_off = tnum_const(imm);
1334         reg->smin_value = (s64)imm;
1335         reg->smax_value = (s64)imm;
1336         reg->umin_value = imm;
1337         reg->umax_value = imm;
1338
1339         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1340         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1341         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1342         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1343 }
1344
1345 /* Mark the unknown part of a register (variable offset or scalar value) as
1346  * known to have the value @imm.
1347  */
1348 static void __mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1349 {
1350         /* Clear id, off, and union(map_ptr, range) */
1351         memset(((u8 *)reg) + sizeof(reg->type), 0,
1352                offsetof(struct bpf_reg_state, var_off) - sizeof(reg->type));
1353         ___mark_reg_known(reg, imm);
1354 }
1355
1356 static void __mark_reg32_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1357 {
1358         reg->var_off = tnum_const_subreg(reg->var_off, imm);
1359         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1360         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1361         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1362         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1363 }
1364
1365 /* Mark the 'variable offset' part of a register as zero.  This should be
1366  * used only on registers holding a pointer type.
1367  */
1368 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1369 {
1370         __mark_reg_known(reg, 0);
1371 }
1372
1373 static void __mark_reg_const_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1374 {
1375         __mark_reg_known(reg, 0);
1376         reg->type = SCALAR_VALUE;
1377 }
1378
1379 static void mark_reg_known_zero(struct bpf_verifier_env *env,
1380                                 struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1381 {
1382         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1383                 verbose(env, "mark_reg_known_zero(regs, %u)\n", regno);
1384                 /* Something bad happened, let's kill all regs */
1385                 for (regno = 0; regno < MAX_BPF_REG; regno++)
1386                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1387                 return;
1388         }
1389         __mark_reg_known_zero(regs + regno);
1390 }
1391
1392 static void mark_ptr_not_null_reg(struct bpf_reg_state *reg)
1393 {
1394         if (base_type(reg->type) == PTR_TO_MAP_VALUE) {
1395                 const struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
1396
1397                 if (map->inner_map_meta) {
1398                         reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
1399                         reg->map_ptr = map->inner_map_meta;
1400                         /* transfer reg's id which is unique for every map_lookup_elem
1401                          * as UID of the inner map.
1402                          */
1403                         if (map_value_has_timer(map->inner_map_meta))
1404                                 reg->map_uid = reg->id;
1405                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_XSKMAP) {
1406                         reg->type = PTR_TO_XDP_SOCK;
1407                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
1408                            map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH) {
1409                         reg->type = PTR_TO_SOCKET;
1410                 } else {
1411                         reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
1412                 }
1413                 return;
1414         }
1415
1416         reg->type &= ~PTR_MAYBE_NULL;
1417 }
1418
1419 static bool reg_is_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg)
1420 {
1421         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
1422 }
1423
1424 static bool reg_is_pkt_pointer_any(const struct bpf_reg_state *reg)
1425 {
1426         return reg_is_pkt_pointer(reg) ||
1427                reg->type == PTR_TO_PACKET_END;
1428 }
1429
1430 /* Unmodified PTR_TO_PACKET[_META,_END] register from ctx access. */
1431 static bool reg_is_init_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg,
1432                                     enum bpf_reg_type which)
1433 {
1434         /* The register can already have a range from prior markings.
1435          * This is fine as long as it hasn't been advanced from its
1436          * origin.
1437          */
1438         return reg->type == which &&
1439                reg->id == 0 &&
1440                reg->off == 0 &&
1441                tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
1442 }
1443
1444 /* Reset the min/max bounds of a register */
1445 static void __mark_reg_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1446 {
1447         reg->smin_value = S64_MIN;
1448         reg->smax_value = S64_MAX;
1449         reg->umin_value = 0;
1450         reg->umax_value = U64_MAX;
1451
1452         reg->s32_min_value = S32_MIN;
1453         reg->s32_max_value = S32_MAX;
1454         reg->u32_min_value = 0;
1455         reg->u32_max_value = U32_MAX;
1456 }
1457
1458 static void __mark_reg64_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1459 {
1460         reg->smin_value = S64_MIN;
1461         reg->smax_value = S64_MAX;
1462         reg->umin_value = 0;
1463         reg->umax_value = U64_MAX;
1464 }
1465
1466 static void __mark_reg32_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1467 {
1468         reg->s32_min_value = S32_MIN;
1469         reg->s32_max_value = S32_MAX;
1470         reg->u32_min_value = 0;
1471         reg->u32_max_value = U32_MAX;
1472 }
1473
1474 static void __update_reg32_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1475 {
1476         struct tnum var32_off = tnum_subreg(reg->var_off);
1477
1478         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
1479         reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value,
1480                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MIN));
1481         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
1482         reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value,
1483                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MAX));
1484         reg->u32_min_value = max_t(u32, reg->u32_min_value, (u32)var32_off.value);
1485         reg->u32_max_value = min(reg->u32_max_value,
1486                                  (u32)(var32_off.value | var32_off.mask));
1487 }
1488
1489 static void __update_reg64_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1490 {
1491         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
1492         reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value,
1493                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MIN));
1494         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
1495         reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value,
1496                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MAX));
1497         reg->umin_value = max(reg->umin_value, reg->var_off.value);
1498         reg->umax_value = min(reg->umax_value,
1499                               reg->var_off.value | reg->var_off.mask);
1500 }
1501
1502 static void __update_reg_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1503 {
1504         __update_reg32_bounds(reg);
1505         __update_reg64_bounds(reg);
1506 }
1507
1508 /* Uses signed min/max values to inform unsigned, and vice-versa */
1509 static void __reg32_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1510 {
1511         /* Learn sign from signed bounds.
1512          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
1513          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
1514          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
1515          */
1516         if (reg->s32_min_value >= 0 || reg->s32_max_value < 0) {
1517                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
1518                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
1519                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
1520                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
1521                 return;
1522         }
1523         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
1524          * boundary, so we must be careful.
1525          */
1526         if ((s32)reg->u32_max_value >= 0) {
1527                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
1528                  * is positive, hence safe.
1529                  */
1530                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value;
1531                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
1532                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
1533         } else if ((s32)reg->u32_min_value < 0) {
1534                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
1535                  * is negative, hence safe.
1536                  */
1537                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
1538                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
1539                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value;
1540         }
1541 }
1542
1543 static void __reg64_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1544 {
1545         /* Learn sign from signed bounds.
1546          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
1547          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
1548          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
1549          */
1550         if (reg->smin_value >= 0 || reg->smax_value < 0) {
1551                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
1552                                                           reg->umin_value);
1553                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
1554                                                           reg->umax_value);
1555                 return;
1556         }
1557         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
1558          * boundary, so we must be careful.
1559          */
1560         if ((s64)reg->umax_value >= 0) {
1561                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
1562                  * is positive, hence safe.
1563                  */
1564                 reg->smin_value = reg->umin_value;
1565                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
1566                                                           reg->umax_value);
1567         } else if ((s64)reg->umin_value < 0) {
1568                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
1569                  * is negative, hence safe.
1570                  */
1571                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
1572                                                           reg->umin_value);
1573                 reg->smax_value = reg->umax_value;
1574         }
1575 }
1576
1577 static void __reg_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1578 {
1579         __reg32_deduce_bounds(reg);
1580         __reg64_deduce_bounds(reg);
1581 }
1582
1583 /* Attempts to improve var_off based on unsigned min/max information */
1584 static void __reg_bound_offset(struct bpf_reg_state *reg)
1585 {
1586         struct tnum var64_off = tnum_intersect(reg->var_off,
1587                                                tnum_range(reg->umin_value,
1588                                                           reg->umax_value));
1589         struct tnum var32_off = tnum_intersect(tnum_subreg(reg->var_off),
1590                                                 tnum_range(reg->u32_min_value,
1591                                                            reg->u32_max_value));
1592
1593         reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(var64_off), var32_off);
1594 }
1595
1596 static void reg_bounds_sync(struct bpf_reg_state *reg)
1597 {
1598         /* We might have learned new bounds from the var_off. */
1599         __update_reg_bounds(reg);
1600         /* We might have learned something about the sign bit. */
1601         __reg_deduce_bounds(reg);
1602         /* We might have learned some bits from the bounds. */
1603         __reg_bound_offset(reg);
1604         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
1605          * slightly, e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
1606          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
1607          */
1608         __update_reg_bounds(reg);
1609 }
1610
1611 static bool __reg32_bound_s64(s32 a)
1612 {
1613         return a >= 0 && a <= S32_MAX;
1614 }
1615
1616 static void __reg_assign_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
1617 {
1618         reg->umin_value = reg->u32_min_value;
1619         reg->umax_value = reg->u32_max_value;
1620
1621         /* Attempt to pull 32-bit signed bounds into 64-bit bounds but must
1622          * be positive otherwise set to worse case bounds and refine later
1623          * from tnum.
1624          */
1625         if (__reg32_bound_s64(reg->s32_min_value) &&
1626             __reg32_bound_s64(reg->s32_max_value)) {
1627                 reg->smin_value = reg->s32_min_value;
1628                 reg->smax_value = reg->s32_max_value;
1629         } else {
1630                 reg->smin_value = 0;
1631                 reg->smax_value = U32_MAX;
1632         }
1633 }
1634
1635 static void __reg_combine_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
1636 {
1637         /* special case when 64-bit register has upper 32-bit register
1638          * zeroed. Typically happens after zext or <<32, >>32 sequence
1639          * allowing us to use 32-bit bounds directly,
1640          */
1641         if (tnum_equals_const(tnum_clear_subreg(reg->var_off), 0)) {
1642                 __reg_assign_32_into_64(reg);
1643         } else {
1644                 /* Otherwise the best we can do is push lower 32bit known and
1645                  * unknown bits into register (var_off set from jmp logic)
1646                  * then learn as much as possible from the 64-bit tnum
1647                  * known and unknown bits. The previous smin/smax bounds are
1648                  * invalid here because of jmp32 compare so mark them unknown
1649                  * so they do not impact tnum bounds calculation.
1650                  */
1651                 __mark_reg64_unbounded(reg);
1652         }
1653         reg_bounds_sync(reg);
1654 }
1655
1656 static bool __reg64_bound_s32(s64 a)
1657 {
1658         return a >= S32_MIN && a <= S32_MAX;
1659 }
1660
1661 static bool __reg64_bound_u32(u64 a)
1662 {
1663         return a >= U32_MIN && a <= U32_MAX;
1664 }
1665
1666 static void __reg_combine_64_into_32(struct bpf_reg_state *reg)
1667 {
1668         __mark_reg32_unbounded(reg);
1669         if (__reg64_bound_s32(reg->smin_value) && __reg64_bound_s32(reg->smax_value)) {
1670                 reg->s32_min_value = (s32)reg->smin_value;
1671                 reg->s32_max_value = (s32)reg->smax_value;
1672         }
1673         if (__reg64_bound_u32(reg->umin_value) && __reg64_bound_u32(reg->umax_value)) {
1674                 reg->u32_min_value = (u32)reg->umin_value;
1675                 reg->u32_max_value = (u32)reg->umax_value;
1676         }
1677         reg_bounds_sync(reg);
1678 }
1679
1680 /* Mark a register as having a completely unknown (scalar) value. */
1681 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
1682                                struct bpf_reg_state *reg)
1683 {
1684         /*
1685          * Clear type, id, off, and union(map_ptr, range) and
1686          * padding between 'type' and union
1687          */
1688         memset(reg, 0, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off));
1689         reg->type = SCALAR_VALUE;
1690         reg->var_off = tnum_unknown;
1691         reg->frameno = 0;
1692         reg->precise = env->subprog_cnt > 1 || !env->bpf_capable;
1693         __mark_reg_unbounded(reg);
1694 }
1695
1696 static void mark_reg_unknown(struct bpf_verifier_env *env,
1697                              struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1698 {
1699         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1700                 verbose(env, "mark_reg_unknown(regs, %u)\n", regno);
1701                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
1702                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
1703                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1704                 return;
1705         }
1706         __mark_reg_unknown(env, regs + regno);
1707 }
1708
1709 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
1710                                 struct bpf_reg_state *reg)
1711 {
1712         __mark_reg_unknown(env, reg);
1713         reg->type = NOT_INIT;
1714 }
1715
1716 static void mark_reg_not_init(struct bpf_verifier_env *env,
1717                               struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1718 {
1719         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1720                 verbose(env, "mark_reg_not_init(regs, %u)\n", regno);
1721                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
1722                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
1723                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1724                 return;
1725         }
1726         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1727 }
1728
1729 static void mark_btf_ld_reg(struct bpf_verifier_env *env,
1730                             struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
1731                             enum bpf_reg_type reg_type,
1732                             struct btf *btf, u32 btf_id,
1733                             enum bpf_type_flag flag)
1734 {
1735         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
1736                 mark_reg_unknown(env, regs, regno);
1737                 return;
1738         }
1739         mark_reg_known_zero(env, regs, regno);
1740         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID | flag;
1741         regs[regno].btf = btf;
1742         regs[regno].btf_id = btf_id;
1743 }
1744
1745 #define DEF_NOT_SUBREG  (0)
1746 static void init_reg_state(struct bpf_verifier_env *env,
1747                            struct bpf_func_state *state)
1748 {
1749         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
1750         int i;
1751
1752         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
1753                 mark_reg_not_init(env, regs, i);
1754                 regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
1755                 regs[i].parent = NULL;
1756                 regs[i].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
1757         }
1758
1759         /* frame pointer */
1760         regs[BPF_REG_FP].type = PTR_TO_STACK;
1761         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_FP);
1762         regs[BPF_REG_FP].frameno = state->frameno;
1763 }
1764
1765 #define BPF_MAIN_FUNC (-1)
1766 static void init_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
1767                             struct bpf_func_state *state,
1768                             int callsite, int frameno, int subprogno)
1769 {
1770         state->callsite = callsite;
1771         state->frameno = frameno;
1772         state->subprogno = subprogno;
1773         state->callback_ret_range = tnum_range(0, 0);
1774         init_reg_state(env, state);
1775         mark_verifier_state_scratched(env);
1776 }
1777
1778 /* Similar to push_stack(), but for async callbacks */
1779 static struct bpf_verifier_state *push_async_cb(struct bpf_verifier_env *env,
1780                                                 int insn_idx, int prev_insn_idx,
1781                                                 int subprog)
1782 {
1783         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
1784         struct bpf_func_state *frame;
1785
1786         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
1787         if (!elem)
1788                 goto err;
1789
1790         elem->insn_idx = insn_idx;
1791         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
1792         elem->next = env->head;
1793         elem->log_pos = env->log.len_used;
1794         env->head = elem;
1795         env->stack_size++;
1796         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
1797                 verbose(env,
1798                         "The sequence of %d jumps is too complex for async cb.\n",
1799                         env->stack_size);
1800                 goto err;
1801         }
1802         /* Unlike push_stack() do not copy_verifier_state().
1803          * The caller state doesn't matter.
1804          * This is async callback. It starts in a fresh stack.
1805          * Initialize it similar to do_check_common().
1806          */
1807         elem->st.branches = 1;
1808         frame = kzalloc(sizeof(*frame), GFP_KERNEL);
1809         if (!frame)
1810                 goto err;
1811         init_func_state(env, frame,
1812                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
1813                         0 /* frameno within this callchain */,
1814                         subprog /* subprog number within this prog */);
1815         elem->st.frame[0] = frame;
1816         return &elem->st;
1817 err:
1818         free_verifier_state(env->cur_state, true);
1819         env->cur_state = NULL;
1820         /* pop all elements and return */
1821         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
1822         return NULL;
1823 }
1824
1825
1826 enum reg_arg_type {
1827         SRC_OP,         /* register is used as source operand */
1828         DST_OP,         /* register is used as destination operand */
1829         DST_OP_NO_MARK  /* same as above, check only, don't mark */
1830 };
1831
1832 static int cmp_subprogs(const void *a, const void *b)
1833 {
1834         return ((struct bpf_subprog_info *)a)->start -
1835                ((struct bpf_subprog_info *)b)->start;
1836 }
1837
1838 static int find_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
1839 {
1840         struct bpf_subprog_info *p;
1841
1842         p = bsearch(&off, env->subprog_info, env->subprog_cnt,
1843                     sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs);
1844         if (!p)
1845                 return -ENOENT;
1846         return p - env->subprog_info;
1847
1848 }
1849
1850 static int add_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
1851 {
1852         int insn_cnt = env->prog->len;
1853         int ret;
1854
1855         if (off >= insn_cnt || off < 0) {
1856                 verbose(env, "call to invalid destination\n");
1857                 return -EINVAL;
1858         }
1859         ret = find_subprog(env, off);
1860         if (ret >= 0)
1861                 return ret;
1862         if (env->subprog_cnt >= BPF_MAX_SUBPROGS) {
1863                 verbose(env, "too many subprograms\n");
1864                 return -E2BIG;
1865         }
1866         /* determine subprog starts. The end is one before the next starts */
1867         env->subprog_info[env->subprog_cnt++].start = off;
1868         sort(env->subprog_info, env->subprog_cnt,
1869              sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs, NULL);
1870         return env->subprog_cnt - 1;
1871 }
1872
1873 #define MAX_KFUNC_DESCS 256
1874 #define MAX_KFUNC_BTFS  256
1875
1876 struct bpf_kfunc_desc {
1877         struct btf_func_model func_model;
1878         u32 func_id;
1879         s32 imm;
1880         u16 offset;
1881 };
1882
1883 struct bpf_kfunc_btf {
1884         struct btf *btf;
1885         struct module *module;
1886         u16 offset;
1887 };
1888
1889 struct bpf_kfunc_desc_tab {
1890         struct bpf_kfunc_desc descs[MAX_KFUNC_DESCS];
1891         u32 nr_descs;
1892 };
1893
1894 struct bpf_kfunc_btf_tab {
1895         struct bpf_kfunc_btf descs[MAX_KFUNC_BTFS];
1896         u32 nr_descs;
1897 };
1898
1899 static int kfunc_desc_cmp_by_id_off(const void *a, const void *b)
1900 {
1901         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
1902         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
1903
1904         /* func_id is not greater than BTF_MAX_TYPE */
1905         return d0->func_id - d1->func_id ?: d0->offset - d1->offset;
1906 }
1907
1908 static int kfunc_btf_cmp_by_off(const void *a, const void *b)
1909 {
1910         const struct bpf_kfunc_btf *d0 = a;
1911         const struct bpf_kfunc_btf *d1 = b;
1912
1913         return d0->offset - d1->offset;
1914 }
1915
1916 static const struct bpf_kfunc_desc *
1917 find_kfunc_desc(const struct bpf_prog *prog, u32 func_id, u16 offset)
1918 {
1919         struct bpf_kfunc_desc desc = {
1920                 .func_id = func_id,
1921                 .offset = offset,
1922         };
1923         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
1924
1925         tab = prog->aux->kfunc_tab;
1926         return bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
1927                        sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_id_off);
1928 }
1929
1930 static struct btf *__find_kfunc_desc_btf(struct bpf_verifier_env *env,
1931                                          s16 offset)
1932 {
1933         struct bpf_kfunc_btf kf_btf = { .offset = offset };
1934         struct bpf_kfunc_btf_tab *tab;
1935         struct bpf_kfunc_btf *b;
1936         struct module *mod;
1937         struct btf *btf;
1938         int btf_fd;
1939
1940         tab = env->prog->aux->kfunc_btf_tab;
1941         b = bsearch(&kf_btf, tab->descs, tab->nr_descs,
1942                     sizeof(tab->descs[0]), kfunc_btf_cmp_by_off);
1943         if (!b) {
1944                 if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_BTFS) {
1945                         verbose(env, "too many different module BTFs\n");
1946                         return ERR_PTR(-E2BIG);
1947                 }
1948
1949                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
1950                         verbose(env, "kfunc offset > 0 without fd_array is invalid\n");
1951                         return ERR_PTR(-EPROTO);
1952                 }
1953
1954                 if (copy_from_bpfptr_offset(&btf_fd, env->fd_array,
1955                                             offset * sizeof(btf_fd),
1956                                             sizeof(btf_fd)))
1957                         return ERR_PTR(-EFAULT);
1958
1959                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
1960                 if (IS_ERR(btf)) {
1961                         verbose(env, "invalid module BTF fd specified\n");
1962                         return btf;
1963                 }
1964
1965                 if (!btf_is_module(btf)) {
1966                         verbose(env, "BTF fd for kfunc is not a module BTF\n");
1967                         btf_put(btf);
1968                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1969                 }
1970
1971                 mod = btf_try_get_module(btf);
1972                 if (!mod) {
1973                         btf_put(btf);
1974                         return ERR_PTR(-ENXIO);
1975                 }
1976
1977                 b = &tab->descs[tab->nr_descs++];
1978                 b->btf = btf;
1979                 b->module = mod;
1980                 b->offset = offset;
1981
1982                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
1983                      kfunc_btf_cmp_by_off, NULL);
1984         }
1985         return b->btf;
1986 }
1987
1988 void bpf_free_kfunc_btf_tab(struct bpf_kfunc_btf_tab *tab)
1989 {
1990         if (!tab)
1991                 return;
1992
1993         while (tab->nr_descs--) {
1994                 module_put(tab->descs[tab->nr_descs].module);
1995                 btf_put(tab->descs[tab->nr_descs].btf);
1996         }
1997         kfree(tab);
1998 }
1999
2000 static struct btf *find_kfunc_desc_btf(struct bpf_verifier_env *env, s16 offset)
2001 {
2002         if (offset) {
2003                 if (offset < 0) {
2004                         /* In the future, this can be allowed to increase limit
2005                          * of fd index into fd_array, interpreted as u16.
2006                          */
2007                         verbose(env, "negative offset disallowed for kernel module function call\n");
2008                         return ERR_PTR(-EINVAL);
2009                 }
2010
2011                 return __find_kfunc_desc_btf(env, offset);
2012         }
2013         return btf_vmlinux ?: ERR_PTR(-ENOENT);
2014 }
2015
2016 static int add_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, u32 func_id, s16 offset)
2017 {
2018         const struct btf_type *func, *func_proto;
2019         struct bpf_kfunc_btf_tab *btf_tab;
2020         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2021         struct bpf_prog_aux *prog_aux;
2022         struct bpf_kfunc_desc *desc;
2023         const char *func_name;
2024         struct btf *desc_btf;
2025         unsigned long call_imm;
2026         unsigned long addr;
2027         int err;
2028
2029         prog_aux = env->prog->aux;
2030         tab = prog_aux->kfunc_tab;
2031         btf_tab = prog_aux->kfunc_btf_tab;
2032         if (!tab) {
2033                 if (!btf_vmlinux) {
2034                         verbose(env, "calling kernel function is not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
2035                         return -ENOTSUPP;
2036                 }
2037
2038                 if (!env->prog->jit_requested) {
2039                         verbose(env, "JIT is required for calling kernel function\n");
2040                         return -ENOTSUPP;
2041                 }
2042
2043                 if (!bpf_jit_supports_kfunc_call()) {
2044                         verbose(env, "JIT does not support calling kernel function\n");
2045                         return -ENOTSUPP;
2046                 }
2047
2048                 if (!env->prog->gpl_compatible) {
2049                         verbose(env, "cannot call kernel function from non-GPL compatible program\n");
2050                         return -EINVAL;
2051                 }
2052
2053                 tab = kzalloc(sizeof(*tab), GFP_KERNEL);
2054                 if (!tab)
2055                         return -ENOMEM;
2056                 prog_aux->kfunc_tab = tab;
2057         }
2058
2059         /* func_id == 0 is always invalid, but instead of returning an error, be
2060          * conservative and wait until the code elimination pass before returning
2061          * error, so that invalid calls that get pruned out can be in BPF programs
2062          * loaded from userspace.  It is also required that offset be untouched
2063          * for such calls.
2064          */
2065         if (!func_id && !offset)
2066                 return 0;
2067
2068         if (!btf_tab && offset) {
2069                 btf_tab = kzalloc(sizeof(*btf_tab), GFP_KERNEL);
2070                 if (!btf_tab)
2071                         return -ENOMEM;
2072                 prog_aux->kfunc_btf_tab = btf_tab;
2073         }
2074
2075         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, offset);
2076         if (IS_ERR(desc_btf)) {
2077                 verbose(env, "failed to find BTF for kernel function\n");
2078                 return PTR_ERR(desc_btf);
2079         }
2080
2081         if (find_kfunc_desc(env->prog, func_id, offset))
2082                 return 0;
2083
2084         if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_DESCS) {
2085                 verbose(env, "too many different kernel function calls\n");
2086                 return -E2BIG;
2087         }
2088
2089         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
2090         if (!func || !btf_type_is_func(func)) {
2091                 verbose(env, "kernel btf_id %u is not a function\n",
2092                         func_id);
2093                 return -EINVAL;
2094         }
2095         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
2096         if (!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)) {
2097                 verbose(env, "kernel function btf_id %u does not have a valid func_proto\n",
2098                         func_id);
2099                 return -EINVAL;
2100         }
2101
2102         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
2103         addr = kallsyms_lookup_name(func_name);
2104         if (!addr) {
2105                 verbose(env, "cannot find address for kernel function %s\n",
2106                         func_name);
2107                 return -EINVAL;
2108         }
2109
2110         call_imm = BPF_CALL_IMM(addr);
2111         /* Check whether or not the relative offset overflows desc->imm */
2112         if ((unsigned long)(s32)call_imm != call_imm) {
2113                 verbose(env, "address of kernel function %s is out of range\n",
2114                         func_name);
2115                 return -EINVAL;
2116         }
2117
2118         desc = &tab->descs[tab->nr_descs++];
2119         desc->func_id = func_id;
2120         desc->imm = call_imm;
2121         desc->offset = offset;
2122         err = btf_distill_func_proto(&env->log, desc_btf,
2123                                      func_proto, func_name,
2124                                      &desc->func_model);
2125         if (!err)
2126                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2127                      kfunc_desc_cmp_by_id_off, NULL);
2128         return err;
2129 }
2130
2131 static int kfunc_desc_cmp_by_imm(const void *a, const void *b)
2132 {
2133         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
2134         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
2135
2136         if (d0->imm > d1->imm)
2137                 return 1;
2138         else if (d0->imm < d1->imm)
2139                 return -1;
2140         return 0;
2141 }
2142
2143 static void sort_kfunc_descs_by_imm(struct bpf_prog *prog)
2144 {
2145         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2146
2147         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2148         if (!tab)
2149                 return;
2150
2151         sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2152              kfunc_desc_cmp_by_imm, NULL);
2153 }
2154
2155 bool bpf_prog_has_kfunc_call(const struct bpf_prog *prog)
2156 {
2157         return !!prog->aux->kfunc_tab;
2158 }
2159
2160 const struct btf_func_model *
2161 bpf_jit_find_kfunc_model(const struct bpf_prog *prog,
2162                          const struct bpf_insn *insn)
2163 {
2164         const struct bpf_kfunc_desc desc = {
2165                 .imm = insn->imm,
2166         };
2167         const struct bpf_kfunc_desc *res;
2168         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2169
2170         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2171         res = bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
2172                       sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_imm);
2173
2174         return res ? &res->func_model : NULL;
2175 }
2176
2177 static int add_subprog_and_kfunc(struct bpf_verifier_env *env)
2178 {
2179         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
2180         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
2181         int i, ret, insn_cnt = env->prog->len;
2182
2183         /* Add entry function. */
2184         ret = add_subprog(env, 0);
2185         if (ret)
2186                 return ret;
2187
2188         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
2189                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn) &&
2190                     !bpf_pseudo_kfunc_call(insn))
2191                         continue;
2192
2193                 if (!env->bpf_capable) {
2194                         verbose(env, "loading/calling other bpf or kernel functions are allowed for CAP_BPF and CAP_SYS_ADMIN\n");
2195                         return -EPERM;
2196                 }
2197
2198                 if (bpf_pseudo_func(insn) || bpf_pseudo_call(insn))
2199                         ret = add_subprog(env, i + insn->imm + 1);
2200                 else
2201                         ret = add_kfunc_call(env, insn->imm, insn->off);
2202
2203                 if (ret < 0)
2204                         return ret;
2205         }
2206
2207         /* Add a fake 'exit' subprog which could simplify subprog iteration
2208          * logic. 'subprog_cnt' should not be increased.
2209          */
2210         subprog[env->subprog_cnt].start = insn_cnt;
2211
2212         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
2213                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
2214                         verbose(env, "func#%d @%d\n", i, subprog[i].start);
2215
2216         return 0;
2217 }
2218
2219 static int check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
2220 {
2221         int i, subprog_start, subprog_end, off, cur_subprog = 0;
2222         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
2223         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
2224         int insn_cnt = env->prog->len;
2225
2226         /* now check that all jumps are within the same subprog */
2227         subprog_start = subprog[cur_subprog].start;
2228         subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
2229         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
2230                 u8 code = insn[i].code;
2231
2232                 if (code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
2233                     insn[i].imm == BPF_FUNC_tail_call &&
2234                     insn[i].src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
2235                         subprog[cur_subprog].has_tail_call = true;
2236                 if (BPF_CLASS(code) == BPF_LD &&
2237                     (BPF_MODE(code) == BPF_ABS || BPF_MODE(code) == BPF_IND))
2238                         subprog[cur_subprog].has_ld_abs = true;
2239                 if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP && BPF_CLASS(code) != BPF_JMP32)
2240                         goto next;
2241                 if (BPF_OP(code) == BPF_EXIT || BPF_OP(code) == BPF_CALL)
2242                         goto next;
2243                 off = i + insn[i].off + 1;
2244                 if (off < subprog_start || off >= subprog_end) {
2245                         verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", i, off);
2246                         return -EINVAL;
2247                 }
2248 next:
2249                 if (i == subprog_end - 1) {
2250                         /* to avoid fall-through from one subprog into another
2251                          * the last insn of the subprog should be either exit
2252                          * or unconditional jump back
2253                          */
2254                         if (code != (BPF_JMP | BPF_EXIT) &&
2255                             code != (BPF_JMP | BPF_JA)) {
2256                                 verbose(env, "last insn is not an exit or jmp\n");
2257                                 return -EINVAL;
2258                         }
2259                         subprog_start = subprog_end;
2260                         cur_subprog++;
2261                         if (cur_subprog < env->subprog_cnt)
2262                                 subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
2263                 }
2264         }
2265         return 0;
2266 }
2267
2268 /* Parentage chain of this register (or stack slot) should take care of all
2269  * issues like callee-saved registers, stack slot allocation time, etc.
2270  */
2271 static int mark_reg_read(struct bpf_verifier_env *env,
2272                          const struct bpf_reg_state *state,
2273                          struct bpf_reg_state *parent, u8 flag)
2274 {
2275         bool writes = parent == state->parent; /* Observe write marks */
2276         int cnt = 0;
2277
2278         while (parent) {
2279                 /* if read wasn't screened by an earlier write ... */
2280                 if (writes && state->live & REG_LIVE_WRITTEN)
2281                         break;
2282                 if (parent->live & REG_LIVE_DONE) {
2283                         verbose(env, "verifier BUG type %s var_off %lld off %d\n",
2284                                 reg_type_str(env, parent->type),
2285                                 parent->var_off.value, parent->off);
2286                         return -EFAULT;
2287                 }
2288                 /* The first condition is more likely to be true than the
2289                  * second, checked it first.
2290                  */
2291                 if ((parent->live & REG_LIVE_READ) == flag ||
2292                     parent->live & REG_LIVE_READ64)
2293                         /* The parentage chain never changes and
2294                          * this parent was already marked as LIVE_READ.
2295                          * There is no need to keep walking the chain again and
2296                          * keep re-marking all parents as LIVE_READ.
2297                          * This case happens when the same register is read
2298                          * multiple times without writes into it in-between.
2299                          * Also, if parent has the stronger REG_LIVE_READ64 set,
2300                          * then no need to set the weak REG_LIVE_READ32.
2301                          */
2302                         break;
2303                 /* ... then we depend on parent's value */
2304                 parent->live |= flag;
2305                 /* REG_LIVE_READ64 overrides REG_LIVE_READ32. */
2306                 if (flag == REG_LIVE_READ64)
2307                         parent->live &= ~REG_LIVE_READ32;
2308                 state = parent;
2309                 parent = state->parent;
2310                 writes = true;
2311                 cnt++;
2312         }
2313
2314         if (env->longest_mark_read_walk < cnt)
2315                 env->longest_mark_read_walk = cnt;
2316         return 0;
2317 }
2318
2319 /* This function is supposed to be used by the following 32-bit optimization
2320  * code only. It returns TRUE if the source or destination register operates
2321  * on 64-bit, otherwise return FALSE.
2322  */
2323 static bool is_reg64(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
2324                      u32 regno, struct bpf_reg_state *reg, enum reg_arg_type t)
2325 {
2326         u8 code, class, op;
2327
2328         code = insn->code;
2329         class = BPF_CLASS(code);
2330         op = BPF_OP(code);
2331         if (class == BPF_JMP) {
2332                 /* BPF_EXIT for "main" will reach here. Return TRUE
2333                  * conservatively.
2334                  */
2335                 if (op == BPF_EXIT)
2336                         return true;
2337                 if (op == BPF_CALL) {
2338                         /* BPF to BPF call will reach here because of marking
2339                          * caller saved clobber with DST_OP_NO_MARK for which we
2340                          * don't care the register def because they are anyway
2341                          * marked as NOT_INIT already.
2342                          */
2343                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
2344                                 return false;
2345                         /* Helper call will reach here because of arg type
2346                          * check, conservatively return TRUE.
2347                          */
2348                         if (t == SRC_OP)
2349                                 return true;
2350
2351                         return false;
2352                 }
2353         }
2354
2355         if (class == BPF_ALU64 || class == BPF_JMP ||
2356             /* BPF_END always use BPF_ALU class. */
2357             (class == BPF_ALU && op == BPF_END && insn->imm == 64))
2358                 return true;
2359
2360         if (class == BPF_ALU || class == BPF_JMP32)
2361                 return false;
2362
2363         if (class == BPF_LDX) {
2364                 if (t != SRC_OP)
2365                         return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
2366                 /* LDX source must be ptr. */
2367                 return true;
2368         }
2369
2370         if (class == BPF_STX) {
2371                 /* BPF_STX (including atomic variants) has multiple source
2372                  * operands, one of which is a ptr. Check whether the caller is
2373                  * asking about it.
2374                  */
2375                 if (t == SRC_OP && reg->type != SCALAR_VALUE)
2376                         return true;
2377                 return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
2378         }
2379
2380         if (class == BPF_LD) {
2381                 u8 mode = BPF_MODE(code);
2382
2383                 /* LD_IMM64 */
2384                 if (mode == BPF_IMM)
2385                         return true;
2386
2387                 /* Both LD_IND and LD_ABS return 32-bit data. */
2388                 if (t != SRC_OP)
2389                         return  false;
2390
2391                 /* Implicit ctx ptr. */
2392                 if (regno == BPF_REG_6)
2393                         return true;
2394
2395                 /* Explicit source could be any width. */
2396                 return true;
2397         }
2398
2399         if (class == BPF_ST)
2400                 /* The only source register for BPF_ST is a ptr. */
2401                 return true;
2402
2403         /* Conservatively return true at default. */
2404         return true;
2405 }
2406
2407 /* Return the regno defined by the insn, or -1. */
2408 static int insn_def_regno(const struct bpf_insn *insn)
2409 {
2410         switch (BPF_CLASS(insn->code)) {
2411         case BPF_JMP:
2412         case BPF_JMP32:
2413         case BPF_ST:
2414                 return -1;
2415         case BPF_STX:
2416                 if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
2417                     (insn->imm & BPF_FETCH)) {
2418                         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
2419                                 return BPF_REG_0;
2420                         else
2421                                 return insn->src_reg;
2422                 } else {
2423                         return -1;
2424                 }
2425         default:
2426                 return insn->dst_reg;
2427         }
2428 }
2429
2430 /* Return TRUE if INSN has defined any 32-bit value explicitly. */
2431 static bool insn_has_def32(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
2432 {
2433         int dst_reg = insn_def_regno(insn);
2434
2435         if (dst_reg == -1)
2436                 return false;
2437
2438         return !is_reg64(env, insn, dst_reg, NULL, DST_OP);
2439 }
2440
2441 static void mark_insn_zext(struct bpf_verifier_env *env,
2442                            struct bpf_reg_state *reg)
2443 {
2444         s32 def_idx = reg->subreg_def;
2445
2446         if (def_idx == DEF_NOT_SUBREG)
2447                 return;
2448
2449         env->insn_aux_data[def_idx - 1].zext_dst = true;
2450         /* The dst will be zero extended, so won't be sub-register anymore. */
2451         reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
2452 }
2453
2454 static int check_reg_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
2455                          enum reg_arg_type t)
2456 {
2457         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
2458         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
2459         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + env->insn_idx;
2460         struct bpf_reg_state *reg, *regs = state->regs;
2461         bool rw64;
2462
2463         if (regno >= MAX_BPF_REG) {
2464                 verbose(env, "R%d is invalid\n", regno);
2465                 return -EINVAL;
2466         }
2467
2468         mark_reg_scratched(env, regno);
2469
2470         reg = &regs[regno];
2471         rw64 = is_reg64(env, insn, regno, reg, t);
2472         if (t == SRC_OP) {
2473                 /* check whether register used as source operand can be read */
2474                 if (reg->type == NOT_INIT) {
2475                         verbose(env, "R%d !read_ok\n", regno);
2476                         return -EACCES;
2477                 }
2478                 /* We don't need to worry about FP liveness because it's read-only */
2479                 if (regno == BPF_REG_FP)
2480                         return 0;
2481
2482                 if (rw64)
2483                         mark_insn_zext(env, reg);
2484
2485                 return mark_reg_read(env, reg, reg->parent,
2486                                      rw64 ? REG_LIVE_READ64 : REG_LIVE_READ32);
2487         } else {
2488                 /* check whether register used as dest operand can be written to */
2489                 if (regno == BPF_REG_FP) {
2490                         verbose(env, "frame pointer is read only\n");
2491                         return -EACCES;
2492                 }
2493                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2494                 reg->subreg_def = rw64 ? DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
2495                 if (t == DST_OP)
2496                         mark_reg_unknown(env, regs, regno);
2497         }
2498         return 0;
2499 }
2500
2501 /* for any branch, call, exit record the history of jmps in the given state */
2502 static int push_jmp_history(struct bpf_verifier_env *env,
2503                             struct bpf_verifier_state *cur)
2504 {
2505         u32 cnt = cur->jmp_history_cnt;
2506         struct bpf_idx_pair *p;
2507
2508         cnt++;
2509         p = krealloc(cur->jmp_history, cnt * sizeof(*p), GFP_USER);
2510         if (!p)
2511                 return -ENOMEM;
2512         p[cnt - 1].idx = env->insn_idx;
2513         p[cnt - 1].prev_idx = env->prev_insn_idx;
2514         cur->jmp_history = p;
2515         cur->jmp_history_cnt = cnt;
2516         return 0;
2517 }
2518
2519 /* Backtrack one insn at a time. If idx is not at the top of recorded
2520  * history then previous instruction came from straight line execution.
2521  */
2522 static int get_prev_insn_idx(struct bpf_verifier_state *st, int i,
2523                              u32 *history)
2524 {
2525         u32 cnt = *history;
2526
2527         if (cnt && st->jmp_history[cnt - 1].idx == i) {
2528                 i = st->jmp_history[cnt - 1].prev_idx;
2529                 (*history)--;
2530         } else {
2531                 i--;
2532         }
2533         return i;
2534 }
2535
2536 static const char *disasm_kfunc_name(void *data, const struct bpf_insn *insn)
2537 {
2538         const struct btf_type *func;
2539         struct btf *desc_btf;
2540
2541         if (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL)
2542                 return NULL;
2543
2544         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(data, insn->off);
2545         if (IS_ERR(desc_btf))
2546                 return "<error>";
2547
2548         func = btf_type_by_id(desc_btf, insn->imm);
2549         return btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
2550 }
2551
2552 /* For given verifier state backtrack_insn() is called from the last insn to
2553  * the first insn. Its purpose is to compute a bitmask of registers and
2554  * stack slots that needs precision in the parent verifier state.
2555  */
2556 static int backtrack_insn(struct bpf_verifier_env *env, int idx,
2557                           u32 *reg_mask, u64 *stack_mask)
2558 {
2559         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
2560                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
2561                 .cb_print       = verbose,
2562                 .private_data   = env,
2563         };
2564         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + idx;
2565         u8 class = BPF_CLASS(insn->code);
2566         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
2567         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
2568         u32 dreg = 1u << insn->dst_reg;
2569         u32 sreg = 1u << insn->src_reg;
2570         u32 spi;
2571
2572         if (insn->code == 0)
2573                 return 0;
2574         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
2575                 verbose(env, "regs=%x stack=%llx before ", *reg_mask, *stack_mask);
2576                 verbose(env, "%d: ", idx);
2577                 print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
2578         }
2579
2580         if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
2581                 if (!(*reg_mask & dreg))
2582                         return 0;
2583                 if (opcode == BPF_MOV) {
2584                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
2585                                 /* dreg = sreg
2586                                  * dreg needs precision after this insn
2587                                  * sreg needs precision before this insn
2588                                  */
2589                                 *reg_mask &= ~dreg;
2590                                 *reg_mask |= sreg;
2591                         } else {
2592                                 /* dreg = K
2593                                  * dreg needs precision after this insn.
2594                                  * Corresponding register is already marked
2595                                  * as precise=true in this verifier state.
2596                                  * No further markings in parent are necessary
2597                                  */
2598                                 *reg_mask &= ~dreg;
2599                         }
2600                 } else {
2601                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
2602                                 /* dreg += sreg
2603                                  * both dreg and sreg need precision
2604                                  * before this insn
2605                                  */
2606                                 *reg_mask |= sreg;
2607                         } /* else dreg += K
2608                            * dreg still needs precision before this insn
2609                            */
2610                 }
2611         } else if (class == BPF_LDX) {
2612                 if (!(*reg_mask & dreg))
2613                         return 0;
2614                 *reg_mask &= ~dreg;
2615
2616                 /* scalars can only be spilled into stack w/o losing precision.
2617                  * Load from any other memory can be zero extended.
2618                  * The desire to keep that precision is already indicated
2619                  * by 'precise' mark in corresponding register of this state.
2620                  * No further tracking necessary.
2621                  */
2622                 if (insn->src_reg != BPF_REG_FP)
2623                         return 0;
2624
2625                 /* dreg = *(u64 *)[fp - off] was a fill from the stack.
2626                  * that [fp - off] slot contains scalar that needs to be
2627                  * tracked with precision
2628                  */
2629                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
2630                 if (spi >= 64) {
2631                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
2632                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
2633                         return -EFAULT;
2634                 }
2635                 *stack_mask |= 1ull << spi;
2636         } else if (class == BPF_STX || class == BPF_ST) {
2637                 if (*reg_mask & dreg)
2638                         /* stx & st shouldn't be using _scalar_ dst_reg
2639                          * to access memory. It means backtracking
2640                          * encountered a case of pointer subtraction.
2641                          */
2642                         return -ENOTSUPP;
2643                 /* scalars can only be spilled into stack */
2644                 if (insn->dst_reg != BPF_REG_FP)
2645                         return 0;
2646                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
2647                 if (spi >= 64) {
2648                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
2649                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
2650                         return -EFAULT;
2651                 }
2652                 if (!(*stack_mask & (1ull << spi)))
2653                         return 0;
2654                 *stack_mask &= ~(1ull << spi);
2655                 if (class == BPF_STX)
2656                         *reg_mask |= sreg;
2657         } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
2658                 if (opcode == BPF_CALL) {
2659                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
2660                                 return -ENOTSUPP;
2661                         /* regular helper call sets R0 */
2662                         *reg_mask &= ~1;
2663                         if (*reg_mask & 0x3f) {
2664                                 /* if backtracing was looking for registers R1-R5
2665                                  * they should have been found already.
2666                                  */
2667                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", *reg_mask);
2668                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
2669                                 return -EFAULT;
2670                         }
2671                 } else if (opcode == BPF_EXIT) {
2672                         return -ENOTSUPP;
2673                 }
2674         } else if (class == BPF_LD) {
2675                 if (!(*reg_mask & dreg))
2676                         return 0;
2677                 *reg_mask &= ~dreg;
2678                 /* It's ld_imm64 or ld_abs or ld_ind.
2679                  * For ld_imm64 no further tracking of precision
2680                  * into parent is necessary
2681                  */
2682                 if (mode == BPF_IND || mode == BPF_ABS)
2683                         /* to be analyzed */
2684                         return -ENOTSUPP;
2685         }
2686         return 0;
2687 }
2688
2689 /* the scalar precision tracking algorithm:
2690  * . at the start all registers have precise=false.
2691  * . scalar ranges are tracked as normal through alu and jmp insns.
2692  * . once precise value of the scalar register is used in:
2693  *   .  ptr + scalar alu
2694  *   . if (scalar cond K|scalar)
2695  *   .  helper_call(.., scalar, ...) where ARG_CONST is expected
2696  *   backtrack through the verifier states and mark all registers and
2697  *   stack slots with spilled constants that these scalar regisers
2698  *   should be precise.
2699  * . during state pruning two registers (or spilled stack slots)
2700  *   are equivalent if both are not precise.
2701  *
2702  * Note the verifier cannot simply walk register parentage chain,
2703  * since many different registers and stack slots could have been
2704  * used to compute single precise scalar.
2705  *
2706  * The approach of starting with precise=true for all registers and then
2707  * backtrack to mark a register as not precise when the verifier detects
2708  * that program doesn't care about specific value (e.g., when helper
2709  * takes register as ARG_ANYTHING parameter) is not safe.
2710  *
2711  * It's ok to walk single parentage chain of the verifier states.
2712  * It's possible that this backtracking will go all the way till 1st insn.
2713  * All other branches will be explored for needing precision later.
2714  *
2715  * The backtracking needs to deal with cases like:
2716  *   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)
2717  * r9 -= r8
2718  * r5 = r9
2719  * if r5 > 0x79f goto pc+7
2720  *    R5_w=inv(id=0,umax_value=1951,var_off=(0x0; 0x7ff))
2721  * r5 += 1
2722  * ...
2723  * call bpf_perf_event_output#25
2724  *   where .arg5_type = ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO
2725  *
2726  * and this case:
2727  * r6 = 1
2728  * call foo // uses callee's r6 inside to compute r0
2729  * r0 += r6
2730  * if r0 == 0 goto
2731  *
2732  * to track above reg_mask/stack_mask needs to be independent for each frame.
2733  *
2734  * Also if parent's curframe > frame where backtracking started,
2735  * the verifier need to mark registers in both frames, otherwise callees
2736  * may incorrectly prune callers. This is similar to
2737  * commit 7640ead93924 ("bpf: verifier: make sure callees don't prune with caller differences")
2738  *
2739  * For now backtracking falls back into conservative marking.
2740  */
2741 static void mark_all_scalars_precise(struct bpf_verifier_env *env,
2742                                      struct bpf_verifier_state *st)
2743 {
2744         struct bpf_func_state *func;
2745         struct bpf_reg_state *reg;
2746         int i, j;
2747
2748         /* big hammer: mark all scalars precise in this path.
2749          * pop_stack may still get !precise scalars.
2750          */
2751         for (; st; st = st->parent)
2752                 for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
2753                         func = st->frame[i];
2754                         for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
2755                                 reg = &func->regs[j];
2756                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE)
2757                                         continue;
2758                                 reg->precise = true;
2759                         }
2760                         for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
2761                                 if (!is_spilled_reg(&func->stack[j]))
2762                                         continue;
2763                                 reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
2764                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE)
2765                                         continue;
2766                                 reg->precise = true;
2767                         }
2768                 }
2769 }
2770
2771 static int __mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
2772                                   int spi)
2773 {
2774         struct bpf_verifier_state *st = env->cur_state;
2775         int first_idx = st->first_insn_idx;
2776         int last_idx = env->insn_idx;
2777         struct bpf_func_state *func;
2778         struct bpf_reg_state *reg;
2779         u32 reg_mask = regno >= 0 ? 1u << regno : 0;
2780         u64 stack_mask = spi >= 0 ? 1ull << spi : 0;
2781         bool skip_first = true;
2782         bool new_marks = false;
2783         int i, err;
2784
2785         if (!env->bpf_capable)
2786                 return 0;
2787
2788         func = st->frame[st->curframe];
2789         if (regno >= 0) {
2790                 reg = &func->regs[regno];
2791                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2792                         WARN_ONCE(1, "backtracing misuse");
2793                         return -EFAULT;
2794                 }
2795                 if (!reg->precise)
2796                         new_marks = true;
2797                 else
2798                         reg_mask = 0;
2799                 reg->precise = true;
2800         }
2801
2802         while (spi >= 0) {
2803                 if (!is_spilled_reg(&func->stack[spi])) {
2804                         stack_mask = 0;
2805                         break;
2806                 }
2807                 reg = &func->stack[spi].spilled_ptr;
2808                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2809                         stack_mask = 0;
2810                         break;
2811                 }
2812                 if (!reg->precise)
2813                         new_marks = true;
2814                 else
2815                         stack_mask = 0;
2816                 reg->precise = true;
2817                 break;
2818         }
2819
2820         if (!new_marks)
2821                 return 0;
2822         if (!reg_mask && !stack_mask)
2823                 return 0;
2824         for (;;) {
2825                 DECLARE_BITMAP(mask, 64);
2826                 u32 history = st->jmp_history_cnt;
2827
2828                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
2829                         verbose(env, "last_idx %d first_idx %d\n", last_idx, first_idx);
2830                 for (i = last_idx;;) {
2831                         if (skip_first) {
2832                                 err = 0;
2833                                 skip_first = false;
2834                         } else {
2835                                 err = backtrack_insn(env, i, &reg_mask, &stack_mask);
2836                         }
2837                         if (err == -ENOTSUPP) {
2838                                 mark_all_scalars_precise(env, st);
2839                                 return 0;
2840                         } else if (err) {
2841                                 return err;
2842                         }
2843                         if (!reg_mask && !stack_mask)
2844                                 /* Found assignment(s) into tracked register in this state.
2845                                  * Since this state is already marked, just return.
2846                                  * Nothing to be tracked further in the parent state.
2847                                  */
2848                                 return 0;
2849                         if (i == first_idx)
2850                                 break;
2851                         i = get_prev_insn_idx(st, i, &history);
2852                         if (i >= env->prog->len) {
2853                                 /* This can happen if backtracking reached insn 0
2854                                  * and there are still reg_mask or stack_mask
2855                                  * to backtrack.
2856                                  * It means the backtracking missed the spot where
2857                                  * particular register was initialized with a constant.
2858                                  */
2859                                 verbose(env, "BUG backtracking idx %d\n", i);
2860                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
2861                                 return -EFAULT;
2862                         }
2863                 }
2864                 st = st->parent;
2865                 if (!st)
2866                         break;
2867
2868                 new_marks = false;
2869                 func = st->frame[st->curframe];
2870                 bitmap_from_u64(mask, reg_mask);
2871                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
2872                         reg = &func->regs[i];
2873                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2874                                 reg_mask &= ~(1u << i);
2875                                 continue;
2876                         }
2877                         if (!reg->precise)
2878                                 new_marks = true;
2879                         reg->precise = true;
2880                 }
2881
2882                 bitmap_from_u64(mask, stack_mask);
2883                 for_each_set_bit(i, mask, 64) {
2884                         if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE) {
2885                                 /* the sequence of instructions:
2886                                  * 2: (bf) r3 = r10
2887                                  * 3: (7b) *(u64 *)(r3 -8) = r0
2888                                  * 4: (79) r4 = *(u64 *)(r10 -8)
2889                                  * doesn't contain jmps. It's backtracked
2890                                  * as a single block.
2891                                  * During backtracking insn 3 is not recognized as
2892                                  * stack access, so at the end of backtracking
2893                                  * stack slot fp-8 is still marked in stack_mask.
2894                                  * However the parent state may not have accessed
2895                                  * fp-8 and it's "unallocated" stack space.
2896                                  * In such case fallback to conservative.
2897                                  */
2898                                 mark_all_scalars_precise(env, st);
2899                                 return 0;
2900                         }
2901
2902                         if (!is_spilled_reg(&func->stack[i])) {
2903                                 stack_mask &= ~(1ull << i);
2904                                 continue;
2905                         }
2906                         reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
2907                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2908                                 stack_mask &= ~(1ull << i);
2909                                 continue;
2910                         }
2911                         if (!reg->precise)
2912                                 new_marks = true;
2913                         reg->precise = true;
2914                 }
2915                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
2916                         verbose(env, "parent %s regs=%x stack=%llx marks:",
2917                                 new_marks ? "didn't have" : "already had",
2918                                 reg_mask, stack_mask);
2919                         print_verifier_state(env, func, true);
2920                 }
2921
2922                 if (!reg_mask && !stack_mask)
2923                         break;
2924                 if (!new_marks)
2925                         break;
2926
2927                 last_idx = st->last_insn_idx;
2928                 first_idx = st->first_insn_idx;
2929         }
2930         return 0;
2931 }
2932
2933 int mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2934 {
2935         return __mark_chain_precision(env, regno, -1);
2936 }
2937
2938 static int mark_chain_precision_stack(struct bpf_verifier_env *env, int spi)
2939 {
2940         return __mark_chain_precision(env, -1, spi);
2941 }
2942
2943 static bool is_spillable_regtype(enum bpf_reg_type type)
2944 {
2945         switch (base_type(type)) {
2946         case PTR_TO_MAP_VALUE:
2947         case PTR_TO_STACK:
2948         case PTR_TO_CTX:
2949         case PTR_TO_PACKET:
2950         case PTR_TO_PACKET_META:
2951         case PTR_TO_PACKET_END:
2952         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
2953         case CONST_PTR_TO_MAP:
2954         case PTR_TO_SOCKET:
2955         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
2956         case PTR_TO_TCP_SOCK:
2957         case PTR_TO_XDP_SOCK:
2958         case PTR_TO_BTF_ID:
2959         case PTR_TO_BUF:
2960         case PTR_TO_MEM:
2961         case PTR_TO_FUNC:
2962         case PTR_TO_MAP_KEY:
2963                 return true;
2964         default:
2965                 return false;
2966         }
2967 }
2968
2969 /* Does this register contain a constant zero? */
2970 static bool register_is_null(struct bpf_reg_state *reg)
2971 {
2972         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
2973 }
2974
2975 static bool register_is_const(struct bpf_reg_state *reg)
2976 {
2977         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off);
2978 }
2979
2980 static bool __is_scalar_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2981 {
2982         return tnum_is_unknown(reg->var_off) &&
2983                reg->smin_value == S64_MIN && reg->smax_value == S64_MAX &&
2984                reg->umin_value == 0 && reg->umax_value == U64_MAX &&
2985                reg->s32_min_value == S32_MIN && reg->s32_max_value == S32_MAX &&
2986                reg->u32_min_value == 0 && reg->u32_max_value == U32_MAX;
2987 }
2988
2989 static bool register_is_bounded(struct bpf_reg_state *reg)
2990 {
2991         return reg->type == SCALAR_VALUE && !__is_scalar_unbounded(reg);
2992 }
2993
2994 static bool __is_pointer_value(bool allow_ptr_leaks,
2995                                const struct bpf_reg_state *reg)
2996 {
2997         if (allow_ptr_leaks)
2998                 return false;
2999
3000         return reg->type != SCALAR_VALUE;
3001 }
3002
3003 static void save_register_state(struct bpf_func_state *state,
3004                                 int spi, struct bpf_reg_state *reg,
3005                                 int size)
3006 {
3007         int i;
3008
3009         state->stack[spi].spilled_ptr = *reg;
3010         if (size == BPF_REG_SIZE)
3011                 state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3012
3013         for (i = BPF_REG_SIZE; i > BPF_REG_SIZE - size; i--)
3014                 state->stack[spi].slot_type[i - 1] = STACK_SPILL;
3015
3016         /* size < 8 bytes spill */
3017         for (; i; i--)
3018                 scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[i - 1]);
3019 }
3020
3021 /* check_stack_{read,write}_fixed_off functions track spill/fill of registers,
3022  * stack boundary and alignment are checked in check_mem_access()
3023  */
3024 static int check_stack_write_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
3025                                        /* stack frame we're writing to */
3026                                        struct bpf_func_state *state,
3027                                        int off, int size, int value_regno,
3028                                        int insn_idx)
3029 {
3030         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
3031         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE, err;
3032         u32 dst_reg = env->prog->insnsi[insn_idx].dst_reg;
3033         struct bpf_reg_state *reg = NULL;
3034
3035         err = grow_stack_state(state, round_up(slot + 1, BPF_REG_SIZE));
3036         if (err)
3037                 return err;
3038         /* caller checked that off % size == 0 and -MAX_BPF_STACK <= off < 0,
3039          * so it's aligned access and [off, off + size) are within stack limits
3040          */
3041         if (!env->allow_ptr_leaks &&
3042             state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
3043             size != BPF_REG_SIZE) {
3044                 verbose(env, "attempt to corrupt spilled pointer on stack\n");
3045                 return -EACCES;
3046         }
3047
3048         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
3049         if (value_regno >= 0)
3050                 reg = &cur->regs[value_regno];
3051         if (!env->bypass_spec_v4) {
3052                 bool sanitize = reg && is_spillable_regtype(reg->type);
3053
3054                 for (i = 0; i < size; i++) {
3055                         if (state->stack[spi].slot_type[i] == STACK_INVALID) {
3056                                 sanitize = true;
3057                                 break;
3058                         }
3059                 }
3060
3061                 if (sanitize)
3062                         env->insn_aux_data[insn_idx].sanitize_stack_spill = true;
3063         }
3064
3065         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
3066         if (reg && !(off % BPF_REG_SIZE) && register_is_bounded(reg) &&
3067             !register_is_null(reg) && env->bpf_capable) {
3068                 if (dst_reg != BPF_REG_FP) {
3069                         /* The backtracking logic can only recognize explicit
3070                          * stack slot address like [fp - 8]. Other spill of
3071                          * scalar via different register has to be conservative.
3072                          * Backtrack from here and mark all registers as precise
3073                          * that contributed into 'reg' being a constant.
3074                          */
3075                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
3076                         if (err)
3077                                 return err;
3078                 }
3079                 save_register_state(state, spi, reg, size);
3080         } else if (reg && is_spillable_regtype(reg->type)) {
3081                 /* register containing pointer is being spilled into stack */
3082                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
3083                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
3084                         verbose(env, "invalid size of register spill\n");
3085                         return -EACCES;
3086                 }
3087                 if (state != cur && reg->type == PTR_TO_STACK) {
3088                         verbose(env, "cannot spill pointers to stack into stack frame of the caller\n");
3089                         return -EINVAL;
3090                 }
3091                 save_register_state(state, spi, reg, size);
3092         } else {
3093                 u8 type = STACK_MISC;
3094
3095                 /* regular write of data into stack destroys any spilled ptr */
3096                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
3097                 /* Mark slots as STACK_MISC if they belonged to spilled ptr. */
3098                 if (is_spilled_reg(&state->stack[spi]))
3099                         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
3100                                 scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[i]);
3101
3102                 /* only mark the slot as written if all 8 bytes were written
3103                  * otherwise read propagation may incorrectly stop too soon
3104                  * when stack slots are partially written.
3105                  * This heuristic means that read propagation will be
3106                  * conservative, since it will add reg_live_read marks
3107                  * to stack slots all the way to first state when programs
3108                  * writes+reads less than 8 bytes
3109                  */
3110                 if (size == BPF_REG_SIZE)
3111                         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3112
3113                 /* when we zero initialize stack slots mark them as such */
3114                 if (reg && register_is_null(reg)) {
3115                         /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
3116                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
3117                         if (err)
3118                                 return err;
3119                         type = STACK_ZERO;
3120                 }
3121
3122                 /* Mark slots affected by this stack write. */
3123                 for (i = 0; i < size; i++)
3124                         state->stack[spi].slot_type[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] =
3125                                 type;
3126         }
3127         return 0;
3128 }
3129
3130 /* Write the stack: 'stack[ptr_regno + off] = value_regno'. 'ptr_regno' is
3131  * known to contain a variable offset.
3132  * This function checks whether the write is permitted and conservatively
3133  * tracks the effects of the write, considering that each stack slot in the
3134  * dynamic range is potentially written to.
3135  *
3136  * 'off' includes 'regno->off'.
3137  * 'value_regno' can be -1, meaning that an unknown value is being written to
3138  * the stack.
3139  *
3140  * Spilled pointers in range are not marked as written because we don't know
3141  * what's going to be actually written. This means that read propagation for
3142  * future reads cannot be terminated by this write.
3143  *
3144  * For privileged programs, uninitialized stack slots are considered
3145  * initialized by this write (even though we don't know exactly what offsets
3146  * are going to be written to). The idea is that we don't want the verifier to
3147  * reject future reads that access slots written to through variable offsets.
3148  */
3149 static int check_stack_write_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
3150                                      /* func where register points to */
3151                                      struct bpf_func_state *state,
3152                                      int ptr_regno, int off, int size,
3153                                      int value_regno, int insn_idx)
3154 {
3155         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
3156         int min_off, max_off;
3157         int i, err;
3158         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, *value_reg = NULL;
3159         bool writing_zero = false;
3160         /* set if the fact that we're writing a zero is used to let any
3161          * stack slots remain STACK_ZERO
3162          */
3163         bool zero_used = false;
3164
3165         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
3166         ptr_reg = &cur->regs[ptr_regno];
3167         min_off = ptr_reg->smin_value + off;
3168         max_off = ptr_reg->smax_value + off + size;
3169         if (value_regno >= 0)
3170                 value_reg = &cur->regs[value_regno];
3171         if (value_reg && register_is_null(value_reg))
3172                 writing_zero = true;
3173
3174         err = grow_stack_state(state, round_up(-min_off, BPF_REG_SIZE));
3175         if (err)
3176                 return err;
3177
3178
3179         /* Variable offset writes destroy any spilled pointers in range. */
3180         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
3181                 u8 new_type, *stype;
3182                 int slot, spi;
3183
3184                 slot = -i - 1;
3185                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
3186                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
3187                 mark_stack_slot_scratched(env, spi);
3188
3189                 if (!env->allow_ptr_leaks
3190                                 && *stype != NOT_INIT
3191                                 && *stype != SCALAR_VALUE) {
3192                         /* Reject the write if there's are spilled pointers in
3193                          * range. If we didn't reject here, the ptr status
3194                          * would be erased below (even though not all slots are
3195                          * actually overwritten), possibly opening the door to
3196                          * leaks.
3197                          */
3198                         verbose(env, "spilled ptr in range of var-offset stack write; insn %d, ptr off: %d",
3199                                 insn_idx, i);
3200                         return -EINVAL;
3201                 }
3202
3203                 /* Erase all spilled pointers. */
3204                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
3205
3206                 /* Update the slot type. */
3207                 new_type = STACK_MISC;
3208                 if (writing_zero && *stype == STACK_ZERO) {
3209                         new_type = STACK_ZERO;
3210                         zero_used = true;
3211                 }
3212                 /* If the slot is STACK_INVALID, we check whether it's OK to
3213                  * pretend that it will be initialized by this write. The slot
3214                  * might not actually be written to, and so if we mark it as
3215                  * initialized future reads might leak uninitialized memory.
3216                  * For privileged programs, we will accept such reads to slots
3217                  * that may or may not be written because, if we're reject
3218                  * them, the error would be too confusing.
3219                  */
3220                 if (*stype == STACK_INVALID && !env->allow_uninit_stack) {
3221                         verbose(env, "uninit stack in range of var-offset write prohibited for !root; insn %d, off: %d",
3222                                         insn_idx, i);
3223                         return -EINVAL;
3224                 }
3225                 *stype = new_type;
3226         }
3227         if (zero_used) {
3228                 /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
3229                 err = mark_chain_precision(env, value_regno);
3230                 if (err)
3231                         return err;
3232         }
3233         return 0;
3234 }
3235
3236 /* When register 'dst_regno' is assigned some values from stack[min_off,
3237  * max_off), we set the register's type according to the types of the
3238  * respective stack slots. If all the stack values are known to be zeros, then
3239  * so is the destination reg. Otherwise, the register is considered to be
3240  * SCALAR. This function does not deal with register filling; the caller must
3241  * ensure that all spilled registers in the stack range have been marked as
3242  * read.
3243  */
3244 static void mark_reg_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
3245                                 /* func where src register points to */
3246                                 struct bpf_func_state *ptr_state,
3247                                 int min_off, int max_off, int dst_regno)
3248 {
3249         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3250         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3251         int i, slot, spi;
3252         u8 *stype;
3253         int zeros = 0;
3254
3255         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
3256                 slot = -i - 1;
3257                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
3258                 stype = ptr_state->stack[spi].slot_type;
3259                 if (stype[slot % BPF_REG_SIZE] != STACK_ZERO)
3260                         break;
3261                 zeros++;
3262         }
3263         if (zeros == max_off - min_off) {
3264                 /* any access_size read into register is zero extended,
3265                  * so the whole register == const_zero
3266                  */
3267                 __mark_reg_const_zero(&state->regs[dst_regno]);
3268                 /* backtracking doesn't support STACK_ZERO yet,
3269                  * so mark it precise here, so that later
3270                  * backtracking can stop here.
3271                  * Backtracking may not need this if this register
3272                  * doesn't participate in pointer adjustment.
3273                  * Forward propagation of precise flag is not
3274                  * necessary either. This mark is only to stop
3275                  * backtracking. Any register that contributed
3276                  * to const 0 was marked precise before spill.
3277                  */
3278                 state->regs[dst_regno].precise = true;
3279         } else {
3280                 /* have read misc data from the stack */
3281                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
3282         }
3283         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3284 }
3285
3286 /* Read the stack at 'off' and put the results into the register indicated by
3287  * 'dst_regno'. It handles reg filling if the addressed stack slot is a
3288  * spilled reg.
3289  *
3290  * 'dst_regno' can be -1, meaning that the read value is not going to a
3291  * register.
3292  *
3293  * The access is assumed to be within the current stack bounds.
3294  */
3295 static int check_stack_read_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
3296                                       /* func where src register points to */
3297                                       struct bpf_func_state *reg_state,
3298                                       int off, int size, int dst_regno)
3299 {
3300         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3301         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3302         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE;
3303         struct bpf_reg_state *reg;
3304         u8 *stype, type;
3305
3306         stype = reg_state->stack[spi].slot_type;
3307         reg = &reg_state->stack[spi].spilled_ptr;
3308
3309         if (is_spilled_reg(&reg_state->stack[spi])) {
3310                 u8 spill_size = 1;
3311
3312                 for (i = BPF_REG_SIZE - 1; i > 0 && stype[i - 1] == STACK_SPILL; i--)
3313                         spill_size++;
3314
3315                 if (size != BPF_REG_SIZE || spill_size != BPF_REG_SIZE) {
3316                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
3317                                 verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
3318                                 verbose(env, "invalid size of register fill\n");
3319                                 return -EACCES;
3320                         }
3321
3322                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
3323                         if (dst_regno < 0)
3324                                 return 0;
3325
3326                         if (!(off % BPF_REG_SIZE) && size == spill_size) {
3327                                 /* The earlier check_reg_arg() has decided the
3328                                  * subreg_def for this insn.  Save it first.
3329                                  */
3330                                 s32 subreg_def = state->regs[dst_regno].subreg_def;
3331
3332                                 state->regs[dst_regno] = *reg;
3333                                 state->regs[dst_regno].subreg_def = subreg_def;
3334                         } else {
3335                                 for (i = 0; i < size; i++) {
3336                                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
3337                                         if (type == STACK_SPILL)
3338                                                 continue;
3339                                         if (type == STACK_MISC)
3340                                                 continue;
3341                                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
3342                                                 off, i, size);
3343                                         return -EACCES;
3344                                 }
3345                                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
3346                         }
3347                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3348                         return 0;
3349                 }
3350
3351                 if (dst_regno >= 0) {
3352                         /* restore register state from stack */
3353                         state->regs[dst_regno] = *reg;
3354                         /* mark reg as written since spilled pointer state likely
3355                          * has its liveness marks cleared by is_state_visited()
3356                          * which resets stack/reg liveness for state transitions
3357                          */
3358                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3359                 } else if (__is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg)) {
3360                         /* If dst_regno==-1, the caller is asking us whether
3361                          * it is acceptable to use this value as a SCALAR_VALUE
3362                          * (e.g. for XADD).
3363                          * We must not allow unprivileged callers to do that
3364                          * with spilled pointers.
3365                          */
3366                         verbose(env, "leaking pointer from stack off %d\n",
3367                                 off);
3368                         return -EACCES;
3369                 }
3370                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
3371         } else {
3372                 for (i = 0; i < size; i++) {
3373                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
3374                         if (type == STACK_MISC)
3375                                 continue;
3376                         if (type == STACK_ZERO)
3377                                 continue;
3378                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
3379                                 off, i, size);
3380                         return -EACCES;
3381                 }
3382                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
3383                 if (dst_regno >= 0)
3384                         mark_reg_stack_read(env, reg_state, off, off + size, dst_regno);
3385         }
3386         return 0;
3387 }
3388
3389 enum bpf_access_src {
3390         ACCESS_DIRECT = 1,  /* the access is performed by an instruction */
3391         ACCESS_HELPER = 2,  /* the access is performed by a helper */
3392 };
3393
3394 static int check_stack_range_initialized(struct bpf_verifier_env *env,
3395                                          int regno, int off, int access_size,
3396                                          bool zero_size_allowed,
3397                                          enum bpf_access_src type,
3398                                          struct bpf_call_arg_meta *meta);
3399
3400 static struct bpf_reg_state *reg_state(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
3401 {
3402         return cur_regs(env) + regno;
3403 }
3404
3405 /* Read the stack at 'ptr_regno + off' and put the result into the register
3406  * 'dst_regno'.
3407  * 'off' includes the pointer register's fixed offset(i.e. 'ptr_regno.off'),
3408  * but not its variable offset.
3409  * 'size' is assumed to be <= reg size and the access is assumed to be aligned.
3410  *
3411  * As opposed to check_stack_read_fixed_off, this function doesn't deal with
3412  * filling registers (i.e. reads of spilled register cannot be detected when
3413  * the offset is not fixed). We conservatively mark 'dst_regno' as containing
3414  * SCALAR_VALUE. That's why we assert that the 'ptr_regno' has a variable
3415  * offset; for a fixed offset check_stack_read_fixed_off should be used
3416  * instead.
3417  */
3418 static int check_stack_read_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
3419                                     int ptr_regno, int off, int size, int dst_regno)
3420 {
3421         /* The state of the source register. */
3422         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
3423         struct bpf_func_state *ptr_state = func(env, reg);
3424         int err;
3425         int min_off, max_off;
3426
3427         /* Note that we pass a NULL meta, so raw access will not be permitted.
3428          */
3429         err = check_stack_range_initialized(env, ptr_regno, off, size,
3430                                             false, ACCESS_DIRECT, NULL);
3431         if (err)
3432                 return err;
3433
3434         min_off = reg->smin_value + off;
3435         max_off = reg->smax_value + off;
3436         mark_reg_stack_read(env, ptr_state, min_off, max_off + size, dst_regno);
3437         return 0;
3438 }
3439
3440 /* check_stack_read dispatches to check_stack_read_fixed_off or
3441  * check_stack_read_var_off.
3442  *
3443  * The caller must ensure that the offset falls within the allocated stack
3444  * bounds.
3445  *
3446  * 'dst_regno' is a register which will receive the value from the stack. It
3447  * can be -1, meaning that the read value is not going to a register.
3448  */
3449 static int check_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
3450                             int ptr_regno, int off, int size,
3451                             int dst_regno)
3452 {
3453         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
3454         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
3455         int err;
3456         /* Some accesses are only permitted with a static offset. */
3457         bool var_off = !tnum_is_const(reg->var_off);
3458
3459         /* The offset is required to be static when reads don't go to a
3460          * register, in order to not leak pointers (see
3461          * check_stack_read_fixed_off).
3462          */
3463         if (dst_regno < 0 && var_off) {
3464                 char tn_buf[48];
3465
3466                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3467                 verbose(env, "variable offset stack pointer cannot be passed into helper function; var_off=%s off=%d size=%d\n",
3468                         tn_buf, off, size);
3469                 return -EACCES;
3470         }
3471         /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity
3472          * since it requires corresponding support in Spectre masking for stack
3473          * ALU. See also retrieve_ptr_limit().
3474          */
3475         if (!env->bypass_spec_v1 && var_off) {
3476                 char tn_buf[48];
3477
3478                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3479                 verbose(env, "R%d variable offset stack access prohibited for !root, var_off=%s\n",
3480                                 ptr_regno, tn_buf);
3481                 return -EACCES;
3482         }
3483
3484         if (!var_off) {
3485                 off += reg->var_off.value;
3486                 err = check_stack_read_fixed_off(env, state, off, size,
3487                                                  dst_regno);
3488         } else {
3489                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
3490                  * than fixed offset ones. Note that dst_regno >= 0 on this
3491                  * branch.
3492                  */
3493                 err = check_stack_read_var_off(env, ptr_regno, off, size,
3494                                                dst_regno);
3495         }
3496         return err;
3497 }
3498
3499
3500 /* check_stack_write dispatches to check_stack_write_fixed_off or
3501  * check_stack_write_var_off.
3502  *
3503  * 'ptr_regno' is the register used as a pointer into the stack.
3504  * 'off' includes 'ptr_regno->off', but not its variable offset (if any).
3505  * 'value_regno' is the register whose value we're writing to the stack. It can
3506  * be -1, meaning that we're not writing from a register.
3507  *
3508  * The caller must ensure that the offset falls within the maximum stack size.
3509  */
3510 static int check_stack_write(struct bpf_verifier_env *env,
3511                              int ptr_regno, int off, int size,
3512                              int value_regno, int insn_idx)
3513 {
3514         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
3515         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
3516         int err;
3517
3518         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
3519                 off += reg->var_off.value;
3520                 err = check_stack_write_fixed_off(env, state, off, size,
3521                                                   value_regno, insn_idx);
3522         } else {
3523                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
3524                  * than fixed offset ones.
3525                  */
3526                 err = check_stack_write_var_off(env, state,
3527                                                 ptr_regno, off, size,
3528                                                 value_regno, insn_idx);
3529         }
3530         return err;
3531 }
3532
3533 static int check_map_access_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3534                                  int off, int size, enum bpf_access_type type)
3535 {
3536         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
3537         struct bpf_map *map = regs[regno].map_ptr;
3538         u32 cap = bpf_map_flags_to_cap(map);
3539
3540         if (type == BPF_WRITE && !(cap & BPF_MAP_CAN_WRITE)) {
3541                 verbose(env, "write into map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
3542                         map->value_size, off, size);
3543                 return -EACCES;
3544         }
3545
3546         if (type == BPF_READ && !(cap & BPF_MAP_CAN_READ)) {
3547                 verbose(env, "read from map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
3548                         map->value_size, off, size);
3549                 return -EACCES;
3550         }
3551
3552         return 0;
3553 }
3554
3555 /* check read/write into memory region (e.g., map value, ringbuf sample, etc) */
3556 static int __check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
3557                               int off, int size, u32 mem_size,
3558                               bool zero_size_allowed)
3559 {
3560         bool size_ok = size > 0 || (size == 0 && zero_size_allowed);
3561         struct bpf_reg_state *reg;
3562
3563         if (off >= 0 && size_ok && (u64)off + size <= mem_size)
3564                 return 0;
3565
3566         reg = &cur_regs(env)[regno];
3567         switch (reg->type) {
3568         case PTR_TO_MAP_KEY:
3569                 verbose(env, "invalid access to map key, key_size=%d off=%d size=%d\n",
3570                         mem_size, off, size);
3571                 break;
3572         case PTR_TO_MAP_VALUE:
3573                 verbose(env, "invalid access to map value, value_size=%d off=%d size=%d\n",
3574                         mem_size, off, size);
3575                 break;
3576         case PTR_TO_PACKET:
3577         case PTR_TO_PACKET_META:
3578         case PTR_TO_PACKET_END:
3579                 verbose(env, "invalid access to packet, off=%d size=%d, R%d(id=%d,off=%d,r=%d)\n",
3580                         off, size, regno, reg->id, off, mem_size);
3581                 break;
3582         case PTR_TO_MEM:
3583         default:
3584                 verbose(env, "invalid access to memory, mem_size=%u off=%d size=%d\n",
3585                         mem_size, off, size);
3586         }
3587
3588         return -EACCES;
3589 }
3590
3591 /* check read/write into a memory region with possible variable offset */
3592 static int check_mem_region_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3593                                    int off, int size, u32 mem_size,
3594                                    bool zero_size_allowed)
3595 {
3596         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3597         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3598         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
3599         int err;
3600
3601         /* We may have adjusted the register pointing to memory region, so we
3602          * need to try adding each of min_value and max_value to off
3603          * to make sure our theoretical access will be safe.
3604          *
3605          * The minimum value is only important with signed
3606          * comparisons where we can't assume the floor of a
3607          * value is 0.  If we are using signed variables for our
3608          * index'es we need to make sure that whatever we use
3609          * will have a set floor within our range.
3610          */
3611         if (reg->smin_value < 0 &&
3612             (reg->smin_value == S64_MIN ||
3613              (off + reg->smin_value != (s64)(s32)(off + reg->smin_value)) ||
3614               reg->smin_value + off < 0)) {
3615                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
3616                         regno);
3617                 return -EACCES;
3618         }
3619         err = __check_mem_access(env, regno, reg->smin_value + off, size,
3620                                  mem_size, zero_size_allowed);
3621         if (err) {
3622                 verbose(env, "R%d min value is outside of the allowed memory range\n",
3623                         regno);
3624                 return err;
3625         }
3626
3627         /* If we haven't set a max value then we need to bail since we can't be
3628          * sure we won't do bad things.
3629          * If reg->umax_value + off could overflow, treat that as unbounded too.
3630          */
3631         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
3632                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, make sure to bounds check any such access\n",
3633                         regno);
3634                 return -EACCES;
3635         }
3636         err = __check_mem_access(env, regno, reg->umax_value + off, size,
3637                                  mem_size, zero_size_allowed);
3638         if (err) {
3639                 verbose(env, "R%d max value is outside of the allowed memory range\n",
3640                         regno);
3641                 return err;
3642         }
3643
3644         return 0;
3645 }
3646
3647 static int __check_ptr_off_reg(struct bpf_verifier_env *env,
3648                                const struct bpf_reg_state *reg, int regno,
3649                                bool fixed_off_ok)
3650 {
3651         /* Access to this pointer-typed register or passing it to a helper
3652          * is only allowed in its original, unmodified form.
3653          */
3654
3655         if (reg->off < 0) {
3656                 verbose(env, "negative offset %s ptr R%d off=%d disallowed\n",
3657                         reg_type_str(env, reg->type), regno, reg->off);
3658                 return -EACCES;
3659         }
3660
3661         if (!fixed_off_ok && reg->off) {
3662                 verbose(env, "dereference of modified %s ptr R%d off=%d disallowed\n",
3663                         reg_type_str(env, reg->type), regno, reg->off);
3664                 return -EACCES;
3665         }
3666
3667         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
3668                 char tn_buf[48];
3669
3670                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3671                 verbose(env, "variable %s access var_off=%s disallowed\n",
3672                         reg_type_str(env, reg->type), tn_buf);
3673                 return -EACCES;
3674         }
3675
3676         return 0;
3677 }
3678
3679 int check_ptr_off_reg(struct bpf_verifier_env *env,
3680                       const struct bpf_reg_state *reg, int regno)
3681 {
3682         return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
3683 }
3684
3685 static int map_kptr_match_type(struct bpf_verifier_env *env,
3686                                struct bpf_map_value_off_desc *off_desc,
3687                                struct bpf_reg_state *reg, u32 regno)
3688 {
3689         const char *targ_name = kernel_type_name(off_desc->kptr.btf, off_desc->kptr.btf_id);
3690         int perm_flags = PTR_MAYBE_NULL;
3691         const char *reg_name = "";
3692
3693         /* Only unreferenced case accepts untrusted pointers */
3694         if (off_desc->type == BPF_KPTR_UNREF)
3695                 perm_flags |= PTR_UNTRUSTED;
3696
3697         if (base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID || (type_flag(reg->type) & ~perm_flags))
3698                 goto bad_type;
3699
3700         if (!btf_is_kernel(reg->btf)) {
3701                 verbose(env, "R%d must point to kernel BTF\n", regno);
3702                 return -EINVAL;
3703         }
3704         /* We need to verify reg->type and reg->btf, before accessing reg->btf */
3705         reg_name = kernel_type_name(reg->btf, reg->btf_id);
3706
3707         /* For ref_ptr case, release function check should ensure we get one
3708          * referenced PTR_TO_BTF_ID, and that its fixed offset is 0. For the
3709          * normal store of unreferenced kptr, we must ensure var_off is zero.
3710          * Since ref_ptr cannot be accessed directly by BPF insns, checks for
3711          * reg->off and reg->ref_obj_id are not needed here.
3712          */
3713         if (__check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true))
3714                 return -EACCES;
3715
3716         /* A full type match is needed, as BTF can be vmlinux or module BTF, and
3717          * we also need to take into account the reg->off.
3718          *
3719          * We want to support cases like:
3720          *
3721          * struct foo {
3722          *         struct bar br;
3723          *         struct baz bz;
3724          * };
3725          *
3726          * struct foo *v;
3727          * v = func();        // PTR_TO_BTF_ID
3728          * val->foo = v;      // reg->off is zero, btf and btf_id match type
3729          * val->bar = &v->br; // reg->off is still zero, but we need to retry with
3730          *                    // first member type of struct after comparison fails
3731          * val->baz = &v->bz; // reg->off is non-zero, so struct needs to be walked
3732          *                    // to match type
3733          *
3734          * In the kptr_ref case, check_func_arg_reg_off already ensures reg->off
3735          * is zero. We must also ensure that btf_struct_ids_match does not walk
3736          * the struct to match type against first member of struct, i.e. reject
3737          * second case from above. Hence, when type is BPF_KPTR_REF, we set
3738          * strict mode to true for type match.
3739          */
3740         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
3741                                   off_desc->kptr.btf, off_desc->kptr.btf_id,
3742                                   off_desc->type == BPF_KPTR_REF))
3743                 goto bad_type;
3744         return 0;
3745 bad_type:
3746         verbose(env, "invalid kptr access, R%d type=%s%s ", regno,
3747                 reg_type_str(env, reg->type), reg_name);
3748         verbose(env, "expected=%s%s", reg_type_str(env, PTR_TO_BTF_ID), targ_name);
3749         if (off_desc->type == BPF_KPTR_UNREF)
3750                 verbose(env, " or %s%s\n", reg_type_str(env, PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED),
3751                         targ_name);
3752         else
3753                 verbose(env, "\n");
3754         return -EINVAL;
3755 }
3756
3757 static int check_map_kptr_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3758                                  int value_regno, int insn_idx,
3759                                  struct bpf_map_value_off_desc *off_desc)
3760 {
3761         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
3762         int class = BPF_CLASS(insn->code);
3763         struct bpf_reg_state *val_reg;
3764
3765         /* Things we already checked for in check_map_access and caller:
3766          *  - Reject cases where variable offset may touch kptr
3767          *  - size of access (must be BPF_DW)
3768          *  - tnum_is_const(reg->var_off)
3769          *  - off_desc->offset == off + reg->var_off.value
3770          */
3771         /* Only BPF_[LDX,STX,ST] | BPF_MEM | BPF_DW is supported */
3772         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM) {
3773                 verbose(env, "kptr in map can only be accessed using BPF_MEM instruction mode\n");
3774                 return -EACCES;
3775         }
3776
3777         /* We only allow loading referenced kptr, since it will be marked as
3778          * untrusted, similar to unreferenced kptr.
3779          */
3780         if (class != BPF_LDX && off_desc->type == BPF_KPTR_REF) {
3781                 verbose(env, "store to referenced kptr disallowed\n");
3782                 return -EACCES;
3783         }
3784
3785         if (class == BPF_LDX) {
3786                 val_reg = reg_state(env, value_regno);
3787                 /* We can simply mark the value_regno receiving the pointer
3788                  * value from map as PTR_TO_BTF_ID, with the correct type.
3789                  */
3790                 mark_btf_ld_reg(env, cur_regs(env), value_regno, PTR_TO_BTF_ID, off_desc->kptr.btf,
3791                                 off_desc->kptr.btf_id, PTR_MAYBE_NULL | PTR_UNTRUSTED);
3792                 /* For mark_ptr_or_null_reg */
3793                 val_reg->id = ++env->id_gen;
3794         } else if (class == BPF_STX) {
3795                 val_reg = reg_state(env, value_regno);
3796                 if (!register_is_null(val_reg) &&
3797                     map_kptr_match_type(env, off_desc, val_reg, value_regno))
3798                         return -EACCES;
3799         } else if (class == BPF_ST) {
3800                 if (insn->imm) {
3801                         verbose(env, "BPF_ST imm must be 0 when storing to kptr at off=%u\n",
3802                                 off_desc->offset);
3803                         return -EACCES;
3804                 }
3805         } else {
3806                 verbose(env, "kptr in map can only be accessed using BPF_LDX/BPF_STX/BPF_ST\n");
3807                 return -EACCES;
3808         }
3809         return 0;
3810 }
3811
3812 /* check read/write into a map element with possible variable offset */
3813 static int check_map_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3814                             int off, int size, bool zero_size_allowed,
3815                             enum bpf_access_src src)
3816 {
3817         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3818         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3819         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
3820         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
3821         int err;
3822
3823         err = check_mem_region_access(env, regno, off, size, map->value_size,
3824                                       zero_size_allowed);
3825         if (err)
3826                 return err;
3827
3828         if (map_value_has_spin_lock(map)) {
3829                 u32 lock = map->spin_lock_off;
3830
3831                 /* if any part of struct bpf_spin_lock can be touched by
3832                  * load/store reject this program.
3833                  * To check that [x1, x2) overlaps with [y1, y2)
3834                  * it is sufficient to check x1 < y2 && y1 < x2.
3835                  */
3836                 if (reg->smin_value + off < lock + sizeof(struct bpf_spin_lock) &&
3837                      lock < reg->umax_value + off + size) {
3838                         verbose(env, "bpf_spin_lock cannot be accessed directly by load/store\n");
3839                         return -EACCES;
3840                 }
3841         }
3842         if (map_value_has_timer(map)) {
3843                 u32 t = map->timer_off;
3844
3845                 if (reg->smin_value + off < t + sizeof(struct bpf_timer) &&
3846                      t < reg->umax_value + off + size) {
3847                         verbose(env, "bpf_timer cannot be accessed directly by load/store\n");
3848                         return -EACCES;
3849                 }
3850         }
3851         if (map_value_has_kptrs(map)) {
3852                 struct bpf_map_value_off *tab = map->kptr_off_tab;
3853                 int i;
3854
3855                 for (i = 0; i < tab->nr_off; i++) {
3856                         u32 p = tab->off[i].offset;
3857
3858                         if (reg->smin_value + off < p + sizeof(u64) &&
3859                             p < reg->umax_value + off + size) {
3860                                 if (src != ACCESS_DIRECT) {
3861                                         verbose(env, "kptr cannot be accessed indirectly by helper\n");
3862                                         return -EACCES;
3863                                 }
3864                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
3865                                         verbose(env, "kptr access cannot have variable offset\n");
3866                                         return -EACCES;
3867                                 }
3868                                 if (p != off + reg->var_off.value) {
3869                                         verbose(env, "kptr access misaligned expected=%u off=%llu\n",
3870                                                 p, off + reg->var_off.value);
3871                                         return -EACCES;
3872                                 }
3873                                 if (size != bpf_size_to_bytes(BPF_DW)) {
3874                                         verbose(env, "kptr access size must be BPF_DW\n");
3875                                         return -EACCES;
3876                                 }
3877                                 break;
3878                         }
3879                 }
3880         }
3881         return err;
3882 }
3883
3884 #define MAX_PACKET_OFF 0xffff
3885
3886 static bool may_access_direct_pkt_data(struct bpf_verifier_env *env,
3887                                        const struct bpf_call_arg_meta *meta,
3888                                        enum bpf_access_type t)
3889 {
3890         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
3891
3892         switch (prog_type) {
3893         /* Program types only with direct read access go here! */
3894         case BPF_PROG_TYPE_LWT_IN:
3895         case BPF_PROG_TYPE_LWT_OUT:
3896         case BPF_PROG_TYPE_LWT_SEG6LOCAL:
3897         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
3898         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
3899         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
3900                 if (t == BPF_WRITE)
3901                         return false;
3902                 fallthrough;
3903
3904         /* Program types with direct read + write access go here! */
3905         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
3906         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
3907         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
3908         case BPF_PROG_TYPE_LWT_XMIT:
3909         case BPF_PROG_TYPE_SK_SKB:
3910         case BPF_PROG_TYPE_SK_MSG:
3911                 if (meta)
3912                         return meta->pkt_access;
3913
3914                 env->seen_direct_write = true;
3915                 return true;
3916
3917         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
3918                 if (t == BPF_WRITE)
3919                         env->seen_direct_write = true;
3920
3921                 return true;
3922
3923         default:
3924                 return false;
3925         }
3926 }
3927
3928 static int check_packet_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno, int off,
3929                                int size, bool zero_size_allowed)
3930 {
3931         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
3932         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
3933         int err;
3934
3935         /* We may have added a variable offset to the packet pointer; but any
3936          * reg->range we have comes after that.  We are only checking the fixed
3937          * offset.
3938          */
3939
3940         /* We don't allow negative numbers, because we aren't tracking enough
3941          * detail to prove they're safe.
3942          */
3943         if (reg->smin_value < 0) {
3944                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
3945                         regno);
3946                 return -EACCES;
3947         }
3948
3949         err = reg->range < 0 ? -EINVAL :
3950               __check_mem_access(env, regno, off, size, reg->range,
3951                                  zero_size_allowed);
3952         if (err) {
3953                 verbose(env, "R%d offset is outside of the packet\n", regno);
3954                 return err;
3955         }
3956
3957         /* __check_mem_access has made sure "off + size - 1" is within u16.
3958          * reg->umax_value can't be bigger than MAX_PACKET_OFF which is 0xffff,
3959          * otherwise find_good_pkt_pointers would have refused to set range info
3960          * that __check_mem_access would have rejected this pkt access.
3961          * Therefore, "off + reg->umax_value + size - 1" won't overflow u32.
3962          */
3963         env->prog->aux->max_pkt_offset =
3964                 max_t(u32, env->prog->aux->max_pkt_offset,
3965                       off + reg->umax_value + size - 1);
3966
3967         return err;
3968 }
3969
3970 /* check access to 'struct bpf_context' fields.  Supports fixed offsets only */
3971 static int check_ctx_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, int off, int size,
3972                             enum bpf_access_type t, enum bpf_reg_type *reg_type,
3973                             struct btf **btf, u32 *btf_id)
3974 {
3975         struct bpf_insn_access_aux info = {
3976                 .reg_type = *reg_type,
3977                 .log = &env->log,
3978         };
3979
3980         if (env->ops->is_valid_access &&
3981             env->ops->is_valid_access(off, size, t, env->prog, &info)) {
3982                 /* A non zero info.ctx_field_size indicates that this field is a
3983                  * candidate for later verifier transformation to load the whole
3984                  * field and then apply a mask when accessed with a narrower
3985                  * access than actual ctx access size. A zero info.ctx_field_size
3986                  * will only allow for whole field access and rejects any other
3987                  * type of narrower access.
3988                  */
3989                 *reg_type = info.reg_type;
3990
3991                 if (base_type(*reg_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
3992                         *btf = info.btf;
3993                         *btf_id = info.btf_id;
3994                 } else {
3995                         env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size = info.ctx_field_size;
3996                 }
3997                 /* remember the offset of last byte accessed in ctx */
3998                 if (env->prog->aux->max_ctx_offset < off + size)
3999                         env->prog->aux->max_ctx_offset = off + size;
4000                 return 0;
4001         }
4002
4003         verbose(env, "invalid bpf_context access off=%d size=%d\n", off, size);
4004         return -EACCES;
4005 }
4006
4007 static int check_flow_keys_access(struct bpf_verifier_env *env, int off,
4008                                   int size)
4009 {
4010         if (size < 0 || off < 0 ||
4011             (u64)off + size > sizeof(struct bpf_flow_keys)) {
4012                 verbose(env, "invalid access to flow keys off=%d size=%d\n",
4013                         off, size);
4014                 return -EACCES;
4015         }
4016         return 0;
4017 }
4018
4019 static int check_sock_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
4020                              u32 regno, int off, int size,
4021                              enum bpf_access_type t)
4022 {
4023         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
4024         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
4025         struct bpf_insn_access_aux info = {};
4026         bool valid;
4027
4028         if (reg->smin_value < 0) {
4029                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
4030                         regno);
4031                 return -EACCES;
4032         }
4033
4034         switch (reg->type) {
4035         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
4036                 valid = bpf_sock_common_is_valid_access(off, size, t, &info);
4037                 break;
4038         case PTR_TO_SOCKET:
4039                 valid = bpf_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
4040                 break;
4041         case PTR_TO_TCP_SOCK:
4042                 valid = bpf_tcp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
4043                 break;
4044         case PTR_TO_XDP_SOCK:
4045                 valid = bpf_xdp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
4046                 break;
4047         default:
4048                 valid = false;
4049         }
4050
4051
4052         if (valid) {
4053                 env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size =
4054                         info.ctx_field_size;
4055                 return 0;
4056         }
4057
4058         verbose(env, "R%d invalid %s access off=%d size=%d\n",
4059                 regno, reg_type_str(env, reg->type), off, size);
4060
4061         return -EACCES;
4062 }
4063
4064 static bool is_pointer_value(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4065 {
4066         return __is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg_state(env, regno));
4067 }
4068
4069 static bool is_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4070 {
4071         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
4072
4073         return reg->type == PTR_TO_CTX;
4074 }
4075
4076 static bool is_sk_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4077 {
4078         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
4079
4080         return type_is_sk_pointer(reg->type);
4081 }
4082
4083 static bool is_pkt_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4084 {
4085         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
4086
4087         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
4088 }
4089
4090 static bool is_flow_key_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4091 {
4092         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
4093
4094         /* Separate to is_ctx_reg() since we still want to allow BPF_ST here. */
4095         return reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS;
4096 }
4097
4098 static int check_pkt_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
4099                                    const struct bpf_reg_state *reg,
4100                                    int off, int size, bool strict)
4101 {
4102         struct tnum reg_off;
4103         int ip_align;
4104
4105         /* Byte size accesses are always allowed. */
4106         if (!strict || size == 1)
4107                 return 0;
4108
4109         /* For platforms that do not have a Kconfig enabling
4110          * CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS the value of
4111          * NET_IP_ALIGN is universally set to '2'.  And on platforms
4112          * that do set CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS, we get
4113          * to this code only in strict mode where we want to emulate
4114          * the NET_IP_ALIGN==2 checking.  Therefore use an
4115          * unconditional IP align value of '2'.
4116          */
4117         ip_align = 2;
4118
4119         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(ip_align + reg->off + off));
4120         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
4121                 char tn_buf[48];
4122
4123                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4124                 verbose(env,
4125                         "misaligned packet access off %d+%s+%d+%d size %d\n",
4126                         ip_align, tn_buf, reg->off, off, size);
4127                 return -EACCES;
4128         }
4129
4130         return 0;
4131 }
4132
4133 static int check_generic_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
4134                                        const struct bpf_reg_state *reg,
4135                                        const char *pointer_desc,
4136                                        int off, int size, bool strict)
4137 {
4138         struct tnum reg_off;
4139
4140         /* Byte size accesses are always allowed. */
4141         if (!strict || size == 1)
4142                 return 0;
4143
4144         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(reg->off + off));
4145         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
4146                 char tn_buf[48];
4147
4148                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4149                 verbose(env, "misaligned %saccess off %s+%d+%d size %d\n",
4150                         pointer_desc, tn_buf, reg->off, off, size);
4151                 return -EACCES;
4152         }
4153
4154         return 0;
4155 }
4156
4157 static int check_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
4158                                const struct bpf_reg_state *reg, int off,
4159                                int size, bool strict_alignment_once)
4160 {
4161         bool strict = env->strict_alignment || strict_alignment_once;
4162         const char *pointer_desc = "";
4163
4164         switch (reg->type) {
4165         case PTR_TO_PACKET:
4166         case PTR_TO_PACKET_META:
4167                 /* Special case, because of NET_IP_ALIGN. Given metadata sits
4168                  * right in front, treat it the very same way.
4169                  */
4170                 return check_pkt_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict);
4171         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
4172                 pointer_desc = "flow keys ";
4173                 break;
4174         case PTR_TO_MAP_KEY:
4175                 pointer_desc = "key ";
4176                 break;
4177         case PTR_TO_MAP_VALUE:
4178                 pointer_desc = "value ";
4179                 break;
4180         case PTR_TO_CTX:
4181                 pointer_desc = "context ";
4182                 break;
4183         case PTR_TO_STACK:
4184                 pointer_desc = "stack ";
4185                 /* The stack spill tracking logic in check_stack_write_fixed_off()
4186                  * and check_stack_read_fixed_off() relies on stack accesses being
4187                  * aligned.
4188                  */
4189                 strict = true;
4190                 break;
4191         case PTR_TO_SOCKET:
4192                 pointer_desc = "sock ";
4193                 break;
4194         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
4195                 pointer_desc = "sock_common ";
4196                 break;
4197         case PTR_TO_TCP_SOCK:
4198                 pointer_desc = "tcp_sock ";
4199                 break;
4200         case PTR_TO_XDP_SOCK:
4201                 pointer_desc = "xdp_sock ";
4202                 break;
4203         default:
4204                 break;
4205         }
4206         return check_generic_ptr_alignment(env, reg, pointer_desc, off, size,
4207                                            strict);
4208 }
4209
4210 static int update_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
4211                               const struct bpf_func_state *func,
4212                               int off)
4213 {
4214         u16 stack = env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth;
4215
4216         if (stack >= -off)
4217                 return 0;
4218
4219         /* update known max for given subprogram */
4220         env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth = -off;
4221         return 0;
4222 }
4223
4224 /* starting from main bpf function walk all instructions of the function
4225  * and recursively walk all callees that given function can call.
4226  * Ignore jump and exit insns.
4227  * Since recursion is prevented by check_cfg() this algorithm
4228  * only needs a local stack of MAX_CALL_FRAMES to remember callsites
4229  */
4230 static int check_max_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env)
4231 {
4232         int depth = 0, frame = 0, idx = 0, i = 0, subprog_end;
4233         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
4234         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
4235         bool tail_call_reachable = false;
4236         int ret_insn[MAX_CALL_FRAMES];
4237         int ret_prog[MAX_CALL_FRAMES];
4238         int j;
4239
4240 process_func:
4241         /* protect against potential stack overflow that might happen when
4242          * bpf2bpf calls get combined with tailcalls. Limit the caller's stack
4243          * depth for such case down to 256 so that the worst case scenario
4244          * would result in 8k stack size (32 which is tailcall limit * 256 =
4245          * 8k).
4246          *
4247          * To get the idea what might happen, see an example:
4248          * func1 -> sub rsp, 128
4249          *  subfunc1 -> sub rsp, 256
4250          *  tailcall1 -> add rsp, 256
4251          *   func2 -> sub rsp, 192 (total stack size = 128 + 192 = 320)
4252          *   subfunc2 -> sub rsp, 64
4253          *   subfunc22 -> sub rsp, 128
4254          *   tailcall2 -> add rsp, 128
4255          *    func3 -> sub rsp, 32 (total stack size 128 + 192 + 64 + 32 = 416)
4256          *
4257          * tailcall will unwind the current stack frame but it will not get rid
4258          * of caller's stack as shown on the example above.
4259          */
4260         if (idx && subprog[idx].has_tail_call && depth >= 256) {
4261                 verbose(env,
4262                         "tail_calls are not allowed when call stack of previous frames is %d bytes. Too large\n",
4263                         depth);
4264                 return -EACCES;
4265         }
4266         /* round up to 32-bytes, since this is granularity
4267          * of interpreter stack size
4268          */
4269         depth += round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
4270         if (depth > MAX_BPF_STACK) {
4271                 verbose(env, "combined stack size of %d calls is %d. Too large\n",
4272                         frame + 1, depth);
4273                 return -EACCES;
4274         }
4275 continue_func:
4276         subprog_end = subprog[idx + 1].start;
4277         for (; i < subprog_end; i++) {
4278                 int next_insn;
4279
4280                 if (!bpf_pseudo_call(insn + i) && !bpf_pseudo_func(insn + i))
4281                         continue;
4282                 /* remember insn and function to return to */
4283                 ret_insn[frame] = i + 1;
4284                 ret_prog[frame] = idx;
4285
4286                 /* find the callee */
4287                 next_insn = i + insn[i].imm + 1;
4288                 idx = find_subprog(env, next_insn);
4289                 if (idx < 0) {
4290                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
4291                                   next_insn);
4292                         return -EFAULT;
4293                 }
4294                 if (subprog[idx].is_async_cb) {
4295                         if (subprog[idx].has_tail_call) {
4296                                 verbose(env, "verifier bug. subprog has tail_call and async cb\n");
4297                                 return -EFAULT;
4298                         }
4299                          /* async callbacks don't increase bpf prog stack size */
4300                         continue;
4301                 }
4302                 i = next_insn;
4303
4304                 if (subprog[idx].has_tail_call)
4305                         tail_call_reachable = true;
4306
4307                 frame++;
4308                 if (frame >= MAX_CALL_FRAMES) {
4309                         verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep !\n",
4310                                 frame);
4311                         return -E2BIG;
4312                 }
4313                 goto process_func;
4314         }
4315         /* if tail call got detected across bpf2bpf calls then mark each of the
4316          * currently present subprog frames as tail call reachable subprogs;
4317          * this info will be utilized by JIT so that we will be preserving the
4318          * tail call counter throughout bpf2bpf calls combined with tailcalls
4319          */
4320         if (tail_call_reachable)
4321                 for (j = 0; j < frame; j++)
4322                         subprog[ret_prog[j]].tail_call_reachable = true;
4323         if (subprog[0].tail_call_reachable)
4324                 env->prog->aux->tail_call_reachable = true;
4325
4326         /* end of for() loop means the last insn of the 'subprog'
4327          * was reached. Doesn't matter whether it was JA or EXIT
4328          */
4329         if (frame == 0)
4330                 return 0;
4331         depth -= round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
4332         frame--;
4333         i = ret_insn[frame];
4334         idx = ret_prog[frame];
4335         goto continue_func;
4336 }
4337
4338 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
4339 static int get_callee_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
4340                                   const struct bpf_insn *insn, int idx)
4341 {
4342         int start = idx + insn->imm + 1, subprog;
4343
4344         subprog = find_subprog(env, start);
4345         if (subprog < 0) {
4346                 WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
4347                           start);
4348                 return -EFAULT;
4349         }
4350         return env->subprog_info[subprog].stack_depth;
4351 }
4352 #endif
4353
4354 static int __check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
4355                                  const char *buf_info,
4356                                  const struct bpf_reg_state *reg,
4357                                  int regno, int off, int size)
4358 {
4359         if (off < 0) {
4360                 verbose(env,
4361                         "R%d invalid %s buffer access: off=%d, size=%d\n",
4362                         regno, buf_info, off, size);
4363                 return -EACCES;
4364         }
4365         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
4366                 char tn_buf[48];
4367
4368                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4369                 verbose(env,
4370                         "R%d invalid variable buffer offset: off=%d, var_off=%s\n",
4371                         regno, off, tn_buf);
4372                 return -EACCES;
4373         }
4374
4375         return 0;
4376 }
4377
4378 static int check_tp_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
4379                                   const struct bpf_reg_state *reg,
4380                                   int regno, int off, int size)
4381 {
4382         int err;
4383
4384         err = __check_buffer_access(env, "tracepoint", reg, regno, off, size);
4385         if (err)
4386                 return err;
4387
4388         if (off + size > env->prog->aux->max_tp_access)
4389                 env->prog->aux->max_tp_access = off + size;
4390
4391         return 0;
4392 }
4393
4394 static int check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
4395                                const struct bpf_reg_state *reg,
4396                                int regno, int off, int size,
4397                                bool zero_size_allowed,
4398                                u32 *max_access)
4399 {
4400         const char *buf_info = type_is_rdonly_mem(reg->type) ? "rdonly" : "rdwr";
4401         int err;
4402
4403         err = __check_buffer_access(env, buf_info, reg, regno, off, size);
4404         if (err)
4405                 return err;
4406
4407         if (off + size > *max_access)
4408                 *max_access = off + size;
4409
4410         return 0;
4411 }
4412
4413 /* BPF architecture zero extends alu32 ops into 64-bit registesr */
4414 static void zext_32_to_64(struct bpf_reg_state *reg)
4415 {
4416         reg->var_off = tnum_subreg(reg->var_off);
4417         __reg_assign_32_into_64(reg);
4418 }
4419
4420 /* truncate register to smaller size (in bytes)
4421  * must be called with size < BPF_REG_SIZE
4422  */
4423 static void coerce_reg_to_size(struct bpf_reg_state *reg, int size)
4424 {
4425         u64 mask;
4426
4427         /* clear high bits in bit representation */
4428         reg->var_off = tnum_cast(reg->var_off, size);
4429
4430         /* fix arithmetic bounds */
4431         mask = ((u64)1 << (size * 8)) - 1;
4432         if ((reg->umin_value & ~mask) == (reg->umax_value & ~mask)) {
4433                 reg->umin_value &= mask;
4434                 reg->umax_value &= mask;
4435         } else {
4436                 reg->umin_value = 0;
4437                 reg->umax_value = mask;
4438         }
4439         reg->smin_value = reg->umin_value;
4440         reg->smax_value = reg->umax_value;
4441
4442         /* If size is smaller than 32bit register the 32bit register
4443          * values are also truncated so we push 64-bit bounds into
4444          * 32-bit bounds. Above were truncated < 32-bits already.
4445          */
4446         if (size >= 4)
4447                 return;
4448         __reg_combine_64_into_32(reg);
4449 }
4450
4451 static bool bpf_map_is_rdonly(const struct bpf_map *map)
4452 {
4453         /* A map is considered read-only if the following condition are true:
4454          *
4455          * 1) BPF program side cannot change any of the map content. The
4456          *    BPF_F_RDONLY_PROG flag is throughout the lifetime of a map
4457          *    and was set at map creation time.
4458          * 2) The map value(s) have been initialized from user space by a
4459          *    loader and then "frozen", such that no new map update/delete
4460          *    operations from syscall side are possible for the rest of
4461          *    the map's lifetime from that point onwards.
4462          * 3) Any parallel/pending map update/delete operations from syscall
4463          *    side have been completed. Only after that point, it's safe to
4464          *    assume that map value(s) are immutable.
4465          */
4466         return (map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
4467                READ_ONCE(map->frozen) &&
4468                !bpf_map_write_active(map);
4469 }
4470
4471 static int bpf_map_direct_read(struct bpf_map *map, int off, int size, u64 *val)
4472 {
4473         void *ptr;
4474         u64 addr;
4475         int err;
4476
4477         err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
4478         if (err)
4479                 return err;
4480         ptr = (void *)(long)addr + off;
4481
4482         switch (size) {
4483         case sizeof(u8):
4484                 *val = (u64)*(u8 *)ptr;
4485                 break;
4486         case sizeof(u16):
4487                 *val = (u64)*(u16 *)ptr;
4488                 break;
4489         case sizeof(u32):
4490                 *val = (u64)*(u32 *)ptr;
4491                 break;
4492         case sizeof(u64):
4493                 *val = *(u64 *)ptr;
4494                 break;
4495         default:
4496                 return -EINVAL;
4497         }
4498         return 0;
4499 }
4500
4501 static int check_ptr_to_btf_access(struct bpf_verifier_env *env,
4502                                    struct bpf_reg_state *regs,
4503                                    int regno, int off, int size,
4504                                    enum bpf_access_type atype,
4505                                    int value_regno)
4506 {
4507         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
4508         const struct btf_type *t = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
4509         const char *tname = btf_name_by_offset(reg->btf, t->name_off);
4510         enum bpf_type_flag flag = 0;
4511         u32 btf_id;
4512         int ret;
4513
4514         if (off < 0) {
4515                 verbose(env,
4516                         "R%d is ptr_%s invalid negative access: off=%d\n",
4517                         regno, tname, off);
4518                 return -EACCES;
4519         }
4520         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
4521                 char tn_buf[48];
4522
4523                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4524                 verbose(env,
4525                         "R%d is ptr_%s invalid variable offset: off=%d, var_off=%s\n",
4526                         regno, tname, off, tn_buf);
4527                 return -EACCES;
4528         }
4529
4530         if (reg->type & MEM_USER) {
4531                 verbose(env,
4532                         "R%d is ptr_%s access user memory: off=%d\n",
4533                         regno, tname, off);
4534                 return -EACCES;
4535         }
4536
4537         if (reg->type & MEM_PERCPU) {
4538                 verbose(env,
4539                         "R%d is ptr_%s access percpu memory: off=%d\n",
4540                         regno, tname, off);
4541                 return -EACCES;
4542         }
4543
4544         if (env->ops->btf_struct_access) {
4545                 ret = env->ops->btf_struct_access(&env->log, reg->btf, t,
4546                                                   off, size, atype, &btf_id, &flag);
4547         } else {
4548                 if (atype != BPF_READ) {
4549                         verbose(env, "only read is supported\n");
4550                         return -EACCES;
4551                 }
4552
4553                 ret = btf_struct_access(&env->log, reg->btf, t, off, size,
4554                                         atype, &btf_id, &flag);
4555         }
4556
4557         if (ret < 0)
4558                 return ret;
4559
4560         /* If this is an untrusted pointer, all pointers formed by walking it
4561          * also inherit the untrusted flag.
4562          */
4563         if (type_flag(reg->type) & PTR_UNTRUSTED)
4564                 flag |= PTR_UNTRUSTED;
4565
4566         if (atype == BPF_READ && value_regno >= 0)
4567                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, reg->btf, btf_id, flag);
4568
4569         return 0;
4570 }
4571
4572 static int check_ptr_to_map_access(struct bpf_verifier_env *env,
4573                                    struct bpf_reg_state *regs,
4574                                    int regno, int off, int size,
4575                                    enum bpf_access_type atype,
4576                                    int value_regno)
4577 {
4578         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
4579         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
4580         enum bpf_type_flag flag = 0;
4581         const struct btf_type *t;
4582         const char *tname;
4583         u32 btf_id;
4584         int ret;
4585
4586         if (!btf_vmlinux) {
4587                 verbose(env, "map_ptr access not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
4588                 return -ENOTSUPP;
4589         }
4590
4591         if (!map->ops->map_btf_id || !*map->ops->map_btf_id) {
4592                 verbose(env, "map_ptr access not supported for map type %d\n",
4593                         map->map_type);
4594                 return -ENOTSUPP;
4595         }
4596
4597         t = btf_type_by_id(btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id);
4598         tname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
4599
4600         if (!env->allow_ptr_to_map_access) {
4601                 verbose(env,
4602                         "%s access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
4603                         tname);
4604                 return -EPERM;
4605         }
4606
4607         if (off < 0) {
4608                 verbose(env, "R%d is %s invalid negative access: off=%d\n",
4609                         regno, tname, off);
4610                 return -EACCES;
4611         }
4612
4613         if (atype != BPF_READ) {
4614                 verbose(env, "only read from %s is supported\n", tname);
4615                 return -EACCES;
4616         }
4617
4618         ret = btf_struct_access(&env->log, btf_vmlinux, t, off, size, atype, &btf_id, &flag);
4619         if (ret < 0)
4620                 return ret;
4621
4622         if (value_regno >= 0)
4623                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, btf_vmlinux, btf_id, flag);
4624
4625         return 0;
4626 }
4627
4628 /* Check that the stack access at the given offset is within bounds. The
4629  * maximum valid offset is -1.
4630  *
4631  * The minimum valid offset is -MAX_BPF_STACK for writes, and
4632  * -state->allocated_stack for reads.
4633  */
4634 static int check_stack_slot_within_bounds(int off,
4635                                           struct bpf_func_state *state,
4636                                           enum bpf_access_type t)
4637 {
4638         int min_valid_off;
4639
4640         if (t == BPF_WRITE)
4641                 min_valid_off = -MAX_BPF_STACK;
4642         else
4643                 min_valid_off = -state->allocated_stack;
4644
4645         if (off < min_valid_off || off > -1)
4646                 return -EACCES;
4647         return 0;
4648 }
4649
4650 /* Check that the stack access at 'regno + off' falls within the maximum stack
4651  * bounds.
4652  *
4653  * 'off' includes `regno->offset`, but not its dynamic part (if any).
4654  */
4655 static int check_stack_access_within_bounds(
4656                 struct bpf_verifier_env *env,
4657                 int regno, int off, int access_size,
4658                 enum bpf_access_src src, enum bpf_access_type type)
4659 {
4660         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
4661         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
4662         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
4663         int min_off, max_off;
4664         int err;
4665         char *err_extra;
4666
4667         if (src == ACCESS_HELPER)
4668                 /* We don't know if helpers are reading or writing (or both). */
4669                 err_extra = " indirect access to";
4670         else if (type == BPF_READ)
4671                 err_extra = " read from";
4672         else
4673                 err_extra = " write to";
4674
4675         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
4676                 min_off = reg->var_off.value + off;
4677                 if (access_size > 0)
4678                         max_off = min_off + access_size - 1;
4679                 else
4680                         max_off = min_off;
4681         } else {
4682                 if (reg->smax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF ||
4683                     reg->smin_value <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
4684                         verbose(env, "invalid unbounded variable-offset%s stack R%d\n",
4685                                 err_extra, regno);
4686                         return -EACCES;
4687                 }
4688                 min_off = reg->smin_value + off;
4689                 if (access_size > 0)
4690                         max_off = reg->smax_value + off + access_size - 1;
4691                 else
4692                         max_off = min_off;
4693         }
4694
4695         err = check_stack_slot_within_bounds(min_off, state, type);
4696         if (!err)
4697                 err = check_stack_slot_within_bounds(max_off, state, type);
4698
4699         if (err) {
4700                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
4701                         verbose(env, "invalid%s stack R%d off=%d size=%d\n",
4702                                 err_extra, regno, off, access_size);
4703                 } else {
4704                         char tn_buf[48];
4705
4706                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4707                         verbose(env, "invalid variable-offset%s stack R%d var_off=%s size=%d\n",
4708                                 err_extra, regno, tn_buf, access_size);
4709                 }
4710         }
4711         return err;
4712 }
4713
4714 /* check whether memory at (regno + off) is accessible for t = (read | write)
4715  * if t==write, value_regno is a register which value is stored into memory
4716  * if t==read, value_regno is a register which will receive the value from memory
4717  * if t==write && value_regno==-1, some unknown value is stored into memory
4718  * if t==read && value_regno==-1, don't care what we read from memory
4719  */
4720 static int check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, u32 regno,
4721                             int off, int bpf_size, enum bpf_access_type t,
4722                             int value_regno, bool strict_alignment_once)
4723 {
4724         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
4725         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
4726         struct bpf_func_state *state;
4727         int size, err = 0;
4728
4729         size = bpf_size_to_bytes(bpf_size);
4730         if (size < 0)
4731                 return size;
4732
4733         /* alignment checks will add in reg->off themselves */
4734         err = check_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict_alignment_once);
4735         if (err)
4736                 return err;
4737
4738         /* for access checks, reg->off is just part of off */
4739         off += reg->off;
4740
4741         if (reg->type == PTR_TO_MAP_KEY) {
4742                 if (t == BPF_WRITE) {
4743                         verbose(env, "write to change key R%d not allowed\n", regno);
4744                         return -EACCES;
4745                 }
4746
4747                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
4748                                               reg->map_ptr->key_size, false);
4749                 if (err)
4750                         return err;
4751                 if (value_regno >= 0)
4752                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4753         } else if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
4754                 struct bpf_map_value_off_desc *kptr_off_desc = NULL;
4755
4756                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
4757                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
4758                         verbose(env, "R%d leaks addr into map\n", value_regno);
4759                         return -EACCES;
4760                 }
4761                 err = check_map_access_type(env, regno, off, size, t);
4762                 if (err)
4763                         return err;
4764                 err = check_map_access(env, regno, off, size, false, ACCESS_DIRECT);
4765                 if (err)
4766                         return err;
4767                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
4768                         kptr_off_desc = bpf_map_kptr_off_contains(reg->map_ptr,
4769                                                                   off + reg->var_off.value);
4770                 if (kptr_off_desc) {
4771                         err = check_map_kptr_access(env, regno, value_regno, insn_idx,
4772                                                     kptr_off_desc);
4773                 } else if (t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
4774                         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
4775
4776                         /* if map is read-only, track its contents as scalars */
4777                         if (tnum_is_const(reg->var_off) &&
4778                             bpf_map_is_rdonly(map) &&
4779                             map->ops->map_direct_value_addr) {
4780                                 int map_off = off + reg->var_off.value;
4781                                 u64 val = 0;
4782
4783                                 err = bpf_map_direct_read(map, map_off, size,
4784                                                           &val);
4785                                 if (err)
4786                                         return err;
4787
4788                                 regs[value_regno].type = SCALAR_VALUE;
4789                                 __mark_reg_known(&regs[value_regno], val);
4790                         } else {
4791                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4792                         }
4793                 }
4794         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_MEM) {
4795                 bool rdonly_mem = type_is_rdonly_mem(reg->type);
4796
4797                 if (type_may_be_null(reg->type)) {
4798                         verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
4799                                 reg_type_str(env, reg->type));
4800                         return -EACCES;
4801                 }
4802
4803                 if (t == BPF_WRITE && rdonly_mem) {
4804                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
4805                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
4806                         return -EACCES;
4807                 }
4808
4809                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
4810                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
4811                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", value_regno);
4812                         return -EACCES;
4813                 }
4814
4815                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
4816                                               reg->mem_size, false);
4817                 if (!err && value_regno >= 0 && (t == BPF_READ || rdonly_mem))
4818                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4819         } else if (reg->type == PTR_TO_CTX) {
4820                 enum bpf_reg_type reg_type = SCALAR_VALUE;
4821                 struct btf *btf = NULL;
4822                 u32 btf_id = 0;
4823
4824                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
4825                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
4826                         verbose(env, "R%d leaks addr into ctx\n", value_regno);
4827                         return -EACCES;
4828                 }
4829
4830                 err = check_ptr_off_reg(env, reg, regno);
4831                 if (err < 0)
4832                         return err;
4833
4834                 err = check_ctx_access(env, insn_idx, off, size, t, &reg_type, &btf,
4835                                        &btf_id);
4836                 if (err)
4837                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
4838                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
4839                         /* ctx access returns either a scalar, or a
4840                          * PTR_TO_PACKET[_META,_END]. In the latter
4841                          * case, we know the offset is zero.
4842                          */
4843                         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
4844                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4845                         } else {
4846                                 mark_reg_known_zero(env, regs,
4847                                                     value_regno);
4848                                 if (type_may_be_null(reg_type))
4849                                         regs[value_regno].id = ++env->id_gen;
4850                                 /* A load of ctx field could have different
4851                                  * actual load size with the one encoded in the
4852                                  * insn. When the dst is PTR, it is for sure not
4853                                  * a sub-register.
4854                                  */
4855                                 regs[value_regno].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
4856                                 if (base_type(reg_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
4857                                         regs[value_regno].btf = btf;
4858                                         regs[value_regno].btf_id = btf_id;
4859                                 }
4860                         }
4861                         regs[value_regno].type = reg_type;
4862                 }
4863
4864         } else if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
4865                 /* Basic bounds checks. */
4866                 err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, size, ACCESS_DIRECT, t);
4867                 if (err)
4868                         return err;
4869
4870                 state = func(env, reg);
4871                 err = update_stack_depth(env, state, off);
4872                 if (err)
4873                         return err;
4874
4875                 if (t == BPF_READ)
4876                         err = check_stack_read(env, regno, off, size,
4877                                                value_regno);
4878                 else
4879                         err = check_stack_write(env, regno, off, size,
4880                                                 value_regno, insn_idx);
4881         } else if (reg_is_pkt_pointer(reg)) {
4882                 if (t == BPF_WRITE && !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, t)) {
4883                         verbose(env, "cannot write into packet\n");
4884                         return -EACCES;
4885                 }
4886                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
4887                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
4888                         verbose(env, "R%d leaks addr into packet\n",
4889                                 value_regno);
4890                         return -EACCES;
4891                 }
4892                 err = check_packet_access(env, regno, off, size, false);
4893                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
4894                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4895         } else if (reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS) {
4896                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
4897                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
4898                         verbose(env, "R%d leaks addr into flow keys\n",
4899                                 value_regno);
4900                         return -EACCES;
4901                 }
4902
4903                 err = check_flow_keys_access(env, off, size);
4904                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
4905                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4906         } else if (type_is_sk_pointer(reg->type)) {
4907                 if (t == BPF_WRITE) {
4908                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
4909                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
4910                         return -EACCES;
4911                 }
4912                 err = check_sock_access(env, insn_idx, regno, off, size, t);
4913                 if (!err && value_regno >= 0)
4914                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4915         } else if (reg->type == PTR_TO_TP_BUFFER) {
4916                 err = check_tp_buffer_access(env, reg, regno, off, size);
4917                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
4918                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4919         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID &&
4920                    !type_may_be_null(reg->type)) {
4921                 err = check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, off, size, t,
4922                                               value_regno);
4923         } else if (reg->type == CONST_PTR_TO_MAP) {
4924                 err = check_ptr_to_map_access(env, regs, regno, off, size, t,
4925                                               value_regno);
4926         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BUF) {
4927                 bool rdonly_mem = type_is_rdonly_mem(reg->type);
4928                 u32 *max_access;
4929
4930                 if (rdonly_mem) {
4931                         if (t == BPF_WRITE) {
4932                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
4933                                         regno, reg_type_str(env, reg->type));
4934                                 return -EACCES;
4935                         }
4936                         max_access = &env->prog->aux->max_rdonly_access;
4937                 } else {
4938                         max_access = &env->prog->aux->max_rdwr_access;
4939                 }
4940
4941                 err = check_buffer_access(env, reg, regno, off, size, false,
4942                                           max_access);
4943
4944                 if (!err && value_regno >= 0 && (rdonly_mem || t == BPF_READ))
4945                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4946         } else {
4947                 verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
4948                         reg_type_str(env, reg->type));
4949                 return -EACCES;
4950         }
4951
4952         if (!err && size < BPF_REG_SIZE && value_regno >= 0 && t == BPF_READ &&
4953             regs[value_regno].type == SCALAR_VALUE) {
4954                 /* b/h/w load zero-extends, mark upper bits as known 0 */
4955                 coerce_reg_to_size(&regs[value_regno], size);
4956         }
4957         return err;
4958 }
4959
4960 static int check_atomic(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, struct bpf_insn *insn)
4961 {
4962         int load_reg;
4963         int err;
4964
4965         switch (insn->imm) {
4966         case BPF_ADD:
4967         case BPF_ADD | BPF_FETCH:
4968         case BPF_AND:
4969         case BPF_AND | BPF_FETCH:
4970         case BPF_OR:
4971         case BPF_OR | BPF_FETCH:
4972         case BPF_XOR:
4973         case BPF_XOR | BPF_FETCH:
4974         case BPF_XCHG:
4975         case BPF_CMPXCHG:
4976                 break;
4977         default:
4978                 verbose(env, "BPF_ATOMIC uses invalid atomic opcode %02x\n", insn->imm);
4979                 return -EINVAL;
4980         }
4981
4982         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_W && BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
4983                 verbose(env, "invalid atomic operand size\n");
4984                 return -EINVAL;
4985         }
4986
4987         /* check src1 operand */
4988         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
4989         if (err)
4990                 return err;
4991
4992         /* check src2 operand */
4993         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
4994         if (err)
4995                 return err;
4996
4997         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG) {
4998                 /* Check comparison of R0 with memory location */
4999                 const u32 aux_reg = BPF_REG_0;
5000
5001                 err = check_reg_arg(env, aux_reg, SRC_OP);
5002                 if (err)
5003                         return err;
5004
5005                 if (is_pointer_value(env, aux_reg)) {
5006                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", aux_reg);
5007                         return -EACCES;
5008                 }
5009         }
5010
5011         if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
5012                 verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", insn->src_reg);
5013                 return -EACCES;
5014         }
5015
5016         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg) ||
5017             is_pkt_reg(env, insn->dst_reg) ||
5018             is_flow_key_reg(env, insn->dst_reg) ||
5019             is_sk_reg(env, insn->dst_reg)) {
5020                 verbose(env, "BPF_ATOMIC stores into R%d %s is not allowed\n",
5021                         insn->dst_reg,
5022                         reg_type_str(env, reg_state(env, insn->dst_reg)->type));
5023                 return -EACCES;
5024         }
5025
5026         if (insn->imm & BPF_FETCH) {
5027                 if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
5028                         load_reg = BPF_REG_0;
5029                 else
5030                         load_reg = insn->src_reg;
5031
5032                 /* check and record load of old value */
5033                 err = check_reg_arg(env, load_reg, DST_OP);
5034                 if (err)
5035                         return err;
5036         } else {
5037                 /* This instruction accesses a memory location but doesn't
5038                  * actually load it into a register.
5039                  */
5040                 load_reg = -1;
5041         }
5042
5043         /* Check whether we can read the memory, with second call for fetch
5044          * case to simulate the register fill.
5045          */
5046         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
5047                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, -1, true);
5048         if (!err && load_reg >= 0)
5049                 err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
5050                                        BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, load_reg,
5051                                        true);
5052         if (err)
5053                 return err;
5054
5055         /* Check whether we can write into the same memory. */
5056         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
5057                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_WRITE, -1, true);
5058         if (err)
5059                 return err;
5060
5061         return 0;
5062 }
5063
5064 /* When register 'regno' is used to read the stack (either directly or through
5065  * a helper function) make sure that it's within stack boundary and, depending
5066  * on the access type, that all elements of the stack are initialized.
5067  *
5068  * 'off' includes 'regno->off', but not its dynamic part (if any).
5069  *
5070  * All registers that have been spilled on the stack in the slots within the
5071  * read offsets are marked as read.
5072  */
5073 static int check_stack_range_initialized(
5074                 struct bpf_verifier_env *env, int regno, int off,
5075                 int access_size, bool zero_size_allowed,
5076                 enum bpf_access_src type, struct bpf_call_arg_meta *meta)
5077 {
5078         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5079         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
5080         int err, min_off, max_off, i, j, slot, spi;
5081         char *err_extra = type == ACCESS_HELPER ? " indirect" : "";
5082         enum bpf_access_type bounds_check_type;
5083         /* Some accesses can write anything into the stack, others are
5084          * read-only.
5085          */
5086         bool clobber = false;
5087
5088         if (access_size == 0 && !zero_size_allowed) {
5089                 verbose(env, "invalid zero-sized read\n");
5090                 return -EACCES;
5091         }
5092
5093         if (type == ACCESS_HELPER) {
5094                 /* The bounds checks for writes are more permissive than for
5095                  * reads. However, if raw_mode is not set, we'll do extra
5096                  * checks below.
5097                  */
5098                 bounds_check_type = BPF_WRITE;
5099                 clobber = true;
5100         } else {
5101                 bounds_check_type = BPF_READ;
5102         }
5103         err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, access_size,
5104                                                type, bounds_check_type);
5105         if (err)
5106                 return err;
5107
5108
5109         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
5110                 min_off = max_off = reg->var_off.value + off;
5111         } else {
5112                 /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for
5113                  * simplicity since it requires corresponding support in
5114                  * Spectre masking for stack ALU.
5115                  * See also retrieve_ptr_limit().
5116                  */
5117                 if (!env->bypass_spec_v1) {
5118                         char tn_buf[48];
5119
5120                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5121                         verbose(env, "R%d%s variable offset stack access prohibited for !root, var_off=%s\n",
5122                                 regno, err_extra, tn_buf);
5123                         return -EACCES;
5124                 }
5125                 /* Only initialized buffer on stack is allowed to be accessed
5126                  * with variable offset. With uninitialized buffer it's hard to
5127                  * guarantee that whole memory is marked as initialized on
5128                  * helper return since specific bounds are unknown what may
5129                  * cause uninitialized stack leaking.
5130                  */
5131                 if (meta && meta->raw_mode)
5132                         meta = NULL;
5133
5134                 min_off = reg->smin_value + off;
5135                 max_off = reg->smax_value + off;
5136         }
5137
5138         if (meta && meta->raw_mode) {
5139                 meta->access_size = access_size;
5140                 meta->regno = regno;
5141                 return 0;
5142         }
5143
5144         for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
5145                 u8 *stype;
5146
5147                 slot = -i - 1;
5148                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
5149                 if (state->allocated_stack <= slot)
5150                         goto err;
5151                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
5152                 if (*stype == STACK_MISC)
5153                         goto mark;
5154                 if (*stype == STACK_ZERO) {
5155                         if (clobber) {
5156                                 /* helper can write anything into the stack */
5157                                 *stype = STACK_MISC;
5158                         }
5159                         goto mark;
5160                 }
5161
5162                 if (is_spilled_reg(&state->stack[spi]) &&
5163                     base_type(state->stack[spi].spilled_ptr.type) == PTR_TO_BTF_ID)
5164                         goto mark;
5165
5166                 if (is_spilled_reg(&state->stack[spi]) &&
5167                     (state->stack[spi].spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE ||
5168                      env->allow_ptr_leaks)) {
5169                         if (clobber) {
5170                                 __mark_reg_unknown(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
5171                                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
5172                                         scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[j]);
5173                         }
5174                         goto mark;
5175                 }
5176
5177 err:
5178                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
5179                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d off %d+%d size %d\n",
5180                                 err_extra, regno, min_off, i - min_off, access_size);
5181                 } else {
5182                         char tn_buf[48];
5183
5184                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5185                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d var_off %s+%d size %d\n",
5186                                 err_extra, regno, tn_buf, i - min_off, access_size);
5187                 }
5188                 return -EACCES;
5189 mark:
5190                 /* reading any byte out of 8-byte 'spill_slot' will cause
5191                  * the whole slot to be marked as 'read'
5192                  */
5193                 mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
5194                               state->stack[spi].spilled_ptr.parent,
5195                               REG_LIVE_READ64);
5196         }
5197         return update_stack_depth(env, state, min_off);
5198 }
5199
5200 static int check_helper_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
5201                                    int access_size, bool zero_size_allowed,
5202                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
5203 {
5204         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
5205         u32 *max_access;
5206
5207         switch (base_type(reg->type)) {
5208         case PTR_TO_PACKET:
5209         case PTR_TO_PACKET_META:
5210                 return check_packet_access(env, regno, reg->off, access_size,
5211                                            zero_size_allowed);
5212         case PTR_TO_MAP_KEY:
5213                 if (meta && meta->raw_mode) {
5214                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
5215                                 reg_type_str(env, reg->type));
5216                         return -EACCES;
5217                 }
5218                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off, access_size,
5219                                                reg->map_ptr->key_size, false);
5220         case PTR_TO_MAP_VALUE:
5221                 if (check_map_access_type(env, regno, reg->off, access_size,
5222                                           meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE :
5223                                           BPF_READ))
5224                         return -EACCES;
5225                 return check_map_access(env, regno, reg->off, access_size,
5226                                         zero_size_allowed, ACCESS_HELPER);
5227         case PTR_TO_MEM:
5228                 if (type_is_rdonly_mem(reg->type)) {
5229                         if (meta && meta->raw_mode) {
5230                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
5231                                         reg_type_str(env, reg->type));
5232                                 return -EACCES;
5233                         }
5234                 }
5235                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off,
5236                                                access_size, reg->mem_size,
5237                                                zero_size_allowed);
5238         case PTR_TO_BUF:
5239                 if (type_is_rdonly_mem(reg->type)) {
5240                         if (meta && meta->raw_mode) {
5241                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
5242                                         reg_type_str(env, reg->type));
5243                                 return -EACCES;
5244                         }
5245
5246                         max_access = &env->prog->aux->max_rdonly_access;
5247                 } else {
5248                         max_access = &env->prog->aux->max_rdwr_access;
5249                 }
5250                 return check_buffer_access(env, reg, regno, reg->off,
5251                                            access_size, zero_size_allowed,
5252                                            max_access);
5253         case PTR_TO_STACK:
5254                 return check_stack_range_initialized(
5255                                 env,
5256                                 regno, reg->off, access_size,
5257                                 zero_size_allowed, ACCESS_HELPER, meta);
5258         case PTR_TO_CTX:
5259                 /* in case the function doesn't know how to access the context,
5260                  * (because we are in a program of type SYSCALL for example), we
5261                  * can not statically check its size.
5262                  * Dynamically check it now.
5263                  */
5264                 if (!env->ops->convert_ctx_access) {
5265                         enum bpf_access_type atype = meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE : BPF_READ;
5266                         int offset = access_size - 1;
5267
5268                         /* Allow zero-byte read from PTR_TO_CTX */
5269                         if (access_size == 0)
5270                                 return zero_size_allowed ? 0 : -EACCES;
5271
5272                         return check_mem_access(env, env->insn_idx, regno, offset, BPF_B,
5273                                                 atype, -1, false);
5274                 }
5275
5276                 fallthrough;
5277         default: /* scalar_value or invalid ptr */
5278                 /* Allow zero-byte read from NULL, regardless of pointer type */
5279                 if (zero_size_allowed && access_size == 0 &&
5280                     register_is_null(reg))
5281                         return 0;
5282
5283                 verbose(env, "R%d type=%s ", regno,
5284                         reg_type_str(env, reg->type));
5285                 verbose(env, "expected=%s\n", reg_type_str(env, PTR_TO_STACK));
5286                 return -EACCES;
5287         }
5288 }
5289
5290 static int check_mem_size_reg(struct bpf_verifier_env *env,
5291                               struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
5292                               bool zero_size_allowed,
5293                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
5294 {
5295         int err;
5296
5297         /* This is used to refine r0 return value bounds for helpers
5298          * that enforce this value as an upper bound on return values.
5299          * See do_refine_retval_range() for helpers that can refine
5300          * the return value. C type of helper is u32 so we pull register
5301          * bound from umax_value however, if negative verifier errors
5302          * out. Only upper bounds can be learned because retval is an
5303          * int type and negative retvals are allowed.
5304          */
5305         meta->msize_max_value = reg->umax_value;
5306
5307         /* The register is SCALAR_VALUE; the access check
5308          * happens using its boundaries.
5309          */
5310         if (!tnum_is_const(reg->var_off))
5311                 /* For unprivileged variable accesses, disable raw
5312                  * mode so that the program is required to
5313                  * initialize all the memory that the helper could
5314                  * just partially fill up.
5315                  */
5316                 meta = NULL;
5317
5318         if (reg->smin_value < 0) {
5319                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned or 'var &= const'\n",
5320                         regno);
5321                 return -EACCES;
5322         }
5323
5324         if (reg->umin_value == 0) {
5325                 err = check_helper_mem_access(env, regno - 1, 0,
5326                                               zero_size_allowed,
5327                                               meta);
5328                 if (err)
5329                         return err;
5330         }
5331
5332         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_SIZ) {
5333                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, use 'var &= const' or 'if (var < const)'\n",
5334                         regno);
5335                 return -EACCES;
5336         }
5337         err = check_helper_mem_access(env, regno - 1,
5338                                       reg->umax_value,
5339                                       zero_size_allowed, meta);
5340         if (!err)
5341                 err = mark_chain_precision(env, regno);
5342         return err;
5343 }
5344
5345 int check_mem_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
5346                    u32 regno, u32 mem_size)
5347 {
5348         bool may_be_null = type_may_be_null(reg->type);
5349         struct bpf_reg_state saved_reg;
5350         struct bpf_call_arg_meta meta;
5351         int err;
5352
5353         if (register_is_null(reg))
5354                 return 0;
5355
5356         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
5357         /* Assuming that the register contains a value check if the memory
5358          * access is safe. Temporarily save and restore the register's state as
5359          * the conversion shouldn't be visible to a caller.
5360          */
5361         if (may_be_null) {
5362                 saved_reg = *reg;
5363                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
5364         }
5365
5366         err = check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, &meta);
5367         /* Check access for BPF_WRITE */
5368         meta.raw_mode = true;
5369         err = err ?: check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, &meta);
5370
5371         if (may_be_null)
5372                 *reg = saved_reg;
5373
5374         return err;
5375 }
5376
5377 int check_kfunc_mem_size_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
5378                              u32 regno)
5379 {
5380         struct bpf_reg_state *mem_reg = &cur_regs(env)[regno - 1];
5381         bool may_be_null = type_may_be_null(mem_reg->type);
5382         struct bpf_reg_state saved_reg;
5383         struct bpf_call_arg_meta meta;
5384         int err;
5385
5386         WARN_ON_ONCE(regno < BPF_REG_2 || regno > BPF_REG_5);
5387
5388         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
5389
5390         if (may_be_null) {
5391                 saved_reg = *mem_reg;
5392                 mark_ptr_not_null_reg(mem_reg);
5393         }
5394
5395         err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, &meta);
5396         /* Check access for BPF_WRITE */
5397         meta.raw_mode = true;
5398         err = err ?: check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, &meta);
5399
5400         if (may_be_null)
5401                 *mem_reg = saved_reg;
5402         return err;
5403 }
5404
5405 /* Implementation details:
5406  * bpf_map_lookup returns PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL
5407  * Two bpf_map_lookups (even with the same key) will have different reg->id.
5408  * For traditional PTR_TO_MAP_VALUE the verifier clears reg->id after
5409  * value_or_null->value transition, since the verifier only cares about
5410  * the range of access to valid map value pointer and doesn't care about actual
5411  * address of the map element.
5412  * For maps with 'struct bpf_spin_lock' inside map value the verifier keeps
5413  * reg->id > 0 after value_or_null->value transition. By doing so
5414  * two bpf_map_lookups will be considered two different pointers that
5415  * point to different bpf_spin_locks.
5416  * The verifier allows taking only one bpf_spin_lock at a time to avoid
5417  * dead-locks.
5418  * Since only one bpf_spin_lock is allowed the checks are simpler than
5419  * reg_is_refcounted() logic. The verifier needs to remember only
5420  * one spin_lock instead of array of acquired_refs.
5421  * cur_state->active_spin_lock remembers which map value element got locked
5422  * and clears it after bpf_spin_unlock.
5423  */
5424 static int process_spin_lock(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
5425                              bool is_lock)
5426 {
5427         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
5428         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
5429         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
5430         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
5431         u64 val = reg->var_off.value;
5432
5433         if (!is_const) {
5434                 verbose(env,
5435                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_spin_lock has to be at the constant offset\n",
5436                         regno);
5437                 return -EINVAL;
5438         }
5439         if (!map->btf) {
5440                 verbose(env,
5441                         "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_spin_lock\n",
5442                         map->name);
5443                 return -EINVAL;
5444         }
5445         if (!map_value_has_spin_lock(map)) {
5446                 if (map->spin_lock_off == -E2BIG)
5447                         verbose(env,
5448                                 "map '%s' has more than one 'struct bpf_spin_lock'\n",
5449                                 map->name);
5450                 else if (map->spin_lock_off == -ENOENT)
5451                         verbose(env,
5452                                 "map '%s' doesn't have 'struct bpf_spin_lock'\n",
5453                                 map->name);
5454                 else
5455                         verbose(env,
5456                                 "map '%s' is not a struct type or bpf_spin_lock is mangled\n",
5457                                 map->name);
5458                 return -EINVAL;
5459         }
5460         if (map->spin_lock_off != val + reg->off) {
5461                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_spin_lock'\n",
5462                         val + reg->off);
5463                 return -EINVAL;
5464         }
5465         if (is_lock) {
5466                 if (cur->active_spin_lock) {
5467                         verbose(env,
5468                                 "Locking two bpf_spin_locks are not allowed\n");
5469                         return -EINVAL;
5470                 }
5471                 cur->active_spin_lock = reg->id;
5472         } else {
5473                 if (!cur->active_spin_lock) {
5474                         verbose(env, "bpf_spin_unlock without taking a lock\n");
5475                         return -EINVAL;
5476                 }
5477                 if (cur->active_spin_lock != reg->id) {
5478                         verbose(env, "bpf_spin_unlock of different lock\n");
5479                         return -EINVAL;
5480                 }
5481                 cur->active_spin_lock = 0;
5482         }
5483         return 0;
5484 }
5485
5486 static int process_timer_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
5487                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
5488 {
5489         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
5490         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
5491         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
5492         u64 val = reg->var_off.value;
5493
5494         if (!is_const) {
5495                 verbose(env,
5496                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_timer has to be at the constant offset\n",
5497                         regno);
5498                 return -EINVAL;
5499         }
5500         if (!map->btf) {
5501                 verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_timer\n",
5502                         map->name);
5503                 return -EINVAL;
5504         }
5505         if (!map_value_has_timer(map)) {
5506                 if (map->timer_off == -E2BIG)
5507                         verbose(env,
5508                                 "map '%s' has more than one 'struct bpf_timer'\n",
5509                                 map->name);
5510                 else if (map->timer_off == -ENOENT)
5511                         verbose(env,
5512                                 "map '%s' doesn't have 'struct bpf_timer'\n",
5513                                 map->name);
5514                 else
5515                         verbose(env,
5516                                 "map '%s' is not a struct type or bpf_timer is mangled\n",
5517                                 map->name);
5518                 return -EINVAL;
5519         }
5520         if (map->timer_off != val + reg->off) {
5521                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_timer' that is at %d\n",
5522                         val + reg->off, map->timer_off);
5523                 return -EINVAL;
5524         }
5525         if (meta->map_ptr) {
5526                 verbose(env, "verifier bug. Two map pointers in a timer helper\n");
5527                 return -EFAULT;
5528         }
5529         meta->map_uid = reg->map_uid;
5530         meta->map_ptr = map;
5531         return 0;
5532 }
5533
5534 static int process_kptr_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
5535                              struct bpf_call_arg_meta *meta)
5536 {
5537         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
5538         struct bpf_map_value_off_desc *off_desc;
5539         struct bpf_map *map_ptr = reg->map_ptr;
5540         u32 kptr_off;
5541         int ret;
5542
5543         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
5544                 verbose(env,
5545                         "R%d doesn't have constant offset. kptr has to be at the constant offset\n",
5546                         regno);
5547                 return -EINVAL;
5548         }
5549         if (!map_ptr->btf) {
5550                 verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_kptr_xchg\n",
5551                         map_ptr->name);
5552                 return -EINVAL;
5553         }
5554         if (!map_value_has_kptrs(map_ptr)) {
5555                 ret = PTR_ERR_OR_ZERO(map_ptr->kptr_off_tab);
5556                 if (ret == -E2BIG)
5557                         verbose(env, "map '%s' has more than %d kptr\n", map_ptr->name,
5558                                 BPF_MAP_VALUE_OFF_MAX);
5559                 else if (ret == -EEXIST)
5560                         verbose(env, "map '%s' has repeating kptr BTF tags\n", map_ptr->name);
5561                 else
5562                         verbose(env, "map '%s' has no valid kptr\n", map_ptr->name);
5563                 return -EINVAL;
5564         }
5565
5566         meta->map_ptr = map_ptr;
5567         kptr_off = reg->off + reg->var_off.value;
5568         off_desc = bpf_map_kptr_off_contains(map_ptr, kptr_off);
5569         if (!off_desc) {
5570                 verbose(env, "off=%d doesn't point to kptr\n", kptr_off);
5571                 return -EACCES;
5572         }
5573         if (off_desc->type != BPF_KPTR_REF) {
5574                 verbose(env, "off=%d kptr isn't referenced kptr\n", kptr_off);
5575                 return -EACCES;
5576         }
5577         meta->kptr_off_desc = off_desc;
5578         return 0;
5579 }
5580
5581 static bool arg_type_is_mem_size(enum bpf_arg_type type)
5582 {
5583         return type == ARG_CONST_SIZE ||
5584                type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO;
5585 }
5586
5587 static bool arg_type_is_release(enum bpf_arg_type type)
5588 {
5589         return type & OBJ_RELEASE;
5590 }
5591
5592 static bool arg_type_is_dynptr(enum bpf_arg_type type)
5593 {
5594         return base_type(type) == ARG_PTR_TO_DYNPTR;
5595 }
5596
5597 static int int_ptr_type_to_size(enum bpf_arg_type type)
5598 {
5599         if (type == ARG_PTR_TO_INT)
5600                 return sizeof(u32);
5601         else if (type == ARG_PTR_TO_LONG)
5602                 return sizeof(u64);
5603
5604         return -EINVAL;
5605 }
5606
5607 static int resolve_map_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
5608                                  const struct bpf_call_arg_meta *meta,
5609                                  enum bpf_arg_type *arg_type)
5610 {
5611         if (!meta->map_ptr) {
5612                 /* kernel subsystem misconfigured verifier */
5613                 verbose(env, "invalid map_ptr to access map->type\n");
5614                 return -EACCES;
5615         }
5616
5617         switch (meta->map_ptr->map_type) {
5618         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
5619         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
5620                 if (*arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
5621                         *arg_type = ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON;
5622                 } else {
5623                         verbose(env, "invalid arg_type for sockmap/sockhash\n");
5624                         return -EINVAL;
5625                 }
5626                 break;
5627         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
5628                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_map_peek_elem)
5629                         *arg_type = ARG_PTR_TO_MAP_VALUE;
5630                 break;
5631         default:
5632                 break;
5633         }
5634         return 0;
5635 }
5636
5637 struct bpf_reg_types {
5638         const enum bpf_reg_type types[10];
5639         u32 *btf_id;
5640 };
5641
5642 static const struct bpf_reg_types map_key_value_types = {
5643         .types = {
5644                 PTR_TO_STACK,
5645                 PTR_TO_PACKET,
5646                 PTR_TO_PACKET_META,
5647                 PTR_TO_MAP_KEY,
5648                 PTR_TO_MAP_VALUE,
5649         },
5650 };
5651
5652 static const struct bpf_reg_types sock_types = {
5653         .types = {
5654                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
5655                 PTR_TO_SOCKET,
5656                 PTR_TO_TCP_SOCK,
5657                 PTR_TO_XDP_SOCK,
5658         },
5659 };
5660
5661 #ifdef CONFIG_NET
5662 static const struct bpf_reg_types btf_id_sock_common_types = {
5663         .types = {
5664                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
5665                 PTR_TO_SOCKET,
5666                 PTR_TO_TCP_SOCK,
5667                 PTR_TO_XDP_SOCK,
5668                 PTR_TO_BTF_ID,
5669         },
5670         .btf_id = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
5671 };
5672 #endif
5673
5674 static const struct bpf_reg_types mem_types = {
5675         .types = {
5676                 PTR_TO_STACK,
5677                 PTR_TO_PACKET,
5678                 PTR_TO_PACKET_META,
5679                 PTR_TO_MAP_KEY,
5680                 PTR_TO_MAP_VALUE,
5681                 PTR_TO_MEM,
5682                 PTR_TO_MEM | MEM_ALLOC,
5683                 PTR_TO_BUF,
5684         },
5685 };
5686
5687 static const struct bpf_reg_types int_ptr_types = {
5688         .types = {
5689                 PTR_TO_STACK,
5690                 PTR_TO_PACKET,
5691                 PTR_TO_PACKET_META,
5692                 PTR_TO_MAP_KEY,
5693                 PTR_TO_MAP_VALUE,
5694         },
5695 };
5696
5697 static const struct bpf_reg_types fullsock_types = { .types = { PTR_TO_SOCKET } };
5698 static const struct bpf_reg_types scalar_types = { .types = { SCALAR_VALUE } };
5699 static const struct bpf_reg_types context_types = { .types = { PTR_TO_CTX } };
5700 static const struct bpf_reg_types alloc_mem_types = { .types = { PTR_TO_MEM | MEM_ALLOC } };
5701 static const struct bpf_reg_types const_map_ptr_types = { .types = { CONST_PTR_TO_MAP } };
5702 static const struct bpf_reg_types btf_ptr_types = { .types = { PTR_TO_BTF_ID } };
5703 static const struct bpf_reg_types spin_lock_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
5704 static const struct bpf_reg_types percpu_btf_ptr_types = { .types = { PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU } };
5705 static const struct bpf_reg_types func_ptr_types = { .types = { PTR_TO_FUNC } };
5706 static const struct bpf_reg_types stack_ptr_types = { .types = { PTR_TO_STACK } };
5707 static const struct bpf_reg_types const_str_ptr_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
5708 static const struct bpf_reg_types timer_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
5709 static const struct bpf_reg_types kptr_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
5710 static const struct bpf_reg_types dynptr_types = {
5711         .types = {
5712                 PTR_TO_STACK,
5713                 PTR_TO_DYNPTR | DYNPTR_TYPE_LOCAL,
5714         }
5715 };
5716
5717 static const struct bpf_reg_types *compatible_reg_types[__BPF_ARG_TYPE_MAX] = {
5718         [ARG_PTR_TO_MAP_KEY]            = &map_key_value_types,
5719         [ARG_PTR_TO_MAP_VALUE]          = &map_key_value_types,
5720         [ARG_CONST_SIZE]                = &scalar_types,
5721         [ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO]        = &scalar_types,
5722         [ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO]  = &scalar_types,
5723         [ARG_CONST_MAP_PTR]             = &const_map_ptr_types,
5724         [ARG_PTR_TO_CTX]                = &context_types,
5725         [ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON]        = &sock_types,
5726 #ifdef CONFIG_NET
5727         [ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON] = &btf_id_sock_common_types,
5728 #endif
5729         [ARG_PTR_TO_SOCKET]             = &fullsock_types,
5730         [ARG_PTR_TO_BTF_ID]             = &btf_ptr_types,
5731         [ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK]          = &spin_lock_types,
5732         [ARG_PTR_TO_MEM]                = &mem_types,
5733         [ARG_PTR_TO_ALLOC_MEM]          = &alloc_mem_types,
5734         [ARG_PTR_TO_INT]                = &int_ptr_types,
5735         [ARG_PTR_TO_LONG]               = &int_ptr_types,
5736         [ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID]      = &percpu_btf_ptr_types,
5737         [ARG_PTR_TO_FUNC]               = &func_ptr_types,
5738         [ARG_PTR_TO_STACK]              = &stack_ptr_types,
5739         [ARG_PTR_TO_CONST_STR]          = &const_str_ptr_types,
5740         [ARG_PTR_TO_TIMER]              = &timer_types,
5741         [ARG_PTR_TO_KPTR]               = &kptr_types,
5742         [ARG_PTR_TO_DYNPTR]             = &dynptr_types,
5743 };
5744
5745 static int check_reg_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
5746                           enum bpf_arg_type arg_type,
5747                           const u32 *arg_btf_id,
5748                           struct bpf_call_arg_meta *meta)
5749 {
5750         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
5751         enum bpf_reg_type expected, type = reg->type;
5752         const struct bpf_reg_types *compatible;
5753         int i, j;
5754
5755         compatible = compatible_reg_types[base_type(arg_type)];
5756         if (!compatible) {
5757                 verbose(env, "verifier internal error: unsupported arg type %d\n", arg_type);
5758                 return -EFAULT;
5759         }
5760
5761         /* ARG_PTR_TO_MEM + RDONLY is compatible with PTR_TO_MEM and PTR_TO_MEM + RDONLY,
5762          * but ARG_PTR_TO_MEM is compatible only with PTR_TO_MEM and NOT with PTR_TO_MEM + RDONLY
5763          *
5764          * Same for MAYBE_NULL:
5765          *
5766          * ARG_PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL is compatible with PTR_TO_MEM and PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL,
5767          * but ARG_PTR_TO_MEM is compatible only with PTR_TO_MEM but NOT with PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL
5768          *
5769          * Therefore we fold these flags depending on the arg_type before comparison.
5770          */
5771         if (arg_type & MEM_RDONLY)
5772                 type &= ~MEM_RDONLY;
5773         if (arg_type & PTR_MAYBE_NULL)
5774                 type &= ~PTR_MAYBE_NULL;
5775
5776         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(compatible->types); i++) {
5777                 expected = compatible->types[i];
5778                 if (expected == NOT_INIT)
5779                         break;
5780
5781                 if (type == expected)
5782                         goto found;
5783         }
5784
5785         verbose(env, "R%d type=%s expected=", regno, reg_type_str(env, reg->type));
5786         for (j = 0; j + 1 < i; j++)
5787                 verbose(env, "%s, ", reg_type_str(env, compatible->types[j]));
5788         verbose(env, "%s\n", reg_type_str(env, compatible->types[j]));
5789         return -EACCES;
5790
5791 found:
5792         if (reg->type == PTR_TO_BTF_ID) {
5793                 /* For bpf_sk_release, it needs to match against first member
5794                  * 'struct sock_common', hence make an exception for it. This
5795                  * allows bpf_sk_release to work for multiple socket types.
5796                  */
5797                 bool strict_type_match = arg_type_is_release(arg_type) &&
5798                                          meta->func_id != BPF_FUNC_sk_release;
5799
5800                 if (!arg_btf_id) {
5801                         if (!compatible->btf_id) {
5802                                 verbose(env, "verifier internal error: missing arg compatible BTF ID\n");
5803                                 return -EFAULT;
5804                         }
5805                         arg_btf_id = compatible->btf_id;
5806                 }
5807
5808                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
5809                         if (map_kptr_match_type(env, meta->kptr_off_desc, reg, regno))
5810                                 return -EACCES;
5811                 } else {
5812                         if (arg_btf_id == BPF_PTR_POISON) {
5813                                 verbose(env, "verifier internal error:");
5814                                 verbose(env, "R%d has non-overwritten BPF_PTR_POISON type\n",
5815                                         regno);
5816                                 return -EACCES;
5817                         }
5818
5819                         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
5820                                                   btf_vmlinux, *arg_btf_id,
5821                                                   strict_type_match)) {
5822                                 verbose(env, "R%d is of type %s but %s is expected\n",
5823                                         regno, kernel_type_name(reg->btf, reg->btf_id),
5824                                         kernel_type_name(btf_vmlinux, *arg_btf_id));
5825                                 return -EACCES;
5826                         }
5827                 }
5828         }
5829
5830         return 0;
5831 }
5832
5833 int check_func_arg_reg_off(struct bpf_verifier_env *env,
5834                            const struct bpf_reg_state *reg, int regno,
5835                            enum bpf_arg_type arg_type)
5836 {
5837         enum bpf_reg_type type = reg->type;
5838         bool fixed_off_ok = false;
5839
5840         switch ((u32)type) {
5841         /* Pointer types where reg offset is explicitly allowed: */
5842         case PTR_TO_STACK:
5843                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type) && reg->off % BPF_REG_SIZE) {
5844                         verbose(env, "cannot pass in dynptr at an offset\n");
5845                         return -EINVAL;
5846                 }
5847                 fallthrough;
5848         case PTR_TO_PACKET:
5849         case PTR_TO_PACKET_META:
5850         case PTR_TO_MAP_KEY:
5851         case PTR_TO_MAP_VALUE:
5852         case PTR_TO_MEM:
5853         case PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY:
5854         case PTR_TO_MEM | MEM_ALLOC:
5855         case PTR_TO_BUF:
5856         case PTR_TO_BUF | MEM_RDONLY:
5857         case SCALAR_VALUE:
5858                 /* Some of the argument types nevertheless require a
5859                  * zero register offset.
5860                  */
5861                 if (base_type(arg_type) != ARG_PTR_TO_ALLOC_MEM)
5862                         return 0;
5863                 break;
5864         /* All the rest must be rejected, except PTR_TO_BTF_ID which allows
5865          * fixed offset.
5866          */
5867         case PTR_TO_BTF_ID:
5868                 /* When referenced PTR_TO_BTF_ID is passed to release function,
5869                  * it's fixed offset must be 0. In the other cases, fixed offset
5870                  * can be non-zero.
5871                  */
5872                 if (arg_type_is_release(arg_type) && reg->off) {
5873                         verbose(env, "R%d must have zero offset when passed to release func\n",
5874                                 regno);
5875                         return -EINVAL;
5876                 }
5877                 /* For arg is release pointer, fixed_off_ok must be false, but
5878                  * we already checked and rejected reg->off != 0 above, so set
5879                  * to true to allow fixed offset for all other cases.
5880                  */
5881                 fixed_off_ok = true;
5882                 break;
5883         default:
5884                 break;
5885         }
5886         return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, fixed_off_ok);
5887 }
5888
5889 static u32 stack_slot_get_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
5890 {
5891         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
5892         int spi = get_spi(reg->off);
5893
5894         return state->stack[spi].spilled_ptr.id;
5895 }
5896
5897 static int check_func_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 arg,
5898                           struct bpf_call_arg_meta *meta,
5899                           const struct bpf_func_proto *fn)
5900 {
5901         u32 regno = BPF_REG_1 + arg;
5902         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
5903         enum bpf_arg_type arg_type = fn->arg_type[arg];
5904         enum bpf_reg_type type = reg->type;
5905         u32 *arg_btf_id = NULL;
5906         int err = 0;
5907
5908         if (arg_type == ARG_DONTCARE)
5909                 return 0;
5910
5911         err = check_reg_arg(env, regno, SRC_OP);
5912         if (err)
5913                 return err;
5914
5915         if (arg_type == ARG_ANYTHING) {
5916                 if (is_pointer_value(env, regno)) {
5917                         verbose(env, "R%d leaks addr into helper function\n",
5918                                 regno);
5919                         return -EACCES;
5920                 }
5921                 return 0;
5922         }
5923
5924         if (type_is_pkt_pointer(type) &&
5925             !may_access_direct_pkt_data(env, meta, BPF_READ)) {
5926                 verbose(env, "helper access to the packet is not allowed\n");
5927                 return -EACCES;
5928         }
5929
5930         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
5931                 err = resolve_map_arg_type(env, meta, &arg_type);
5932                 if (err)
5933                         return err;
5934         }
5935
5936         if (register_is_null(reg) && type_may_be_null(arg_type))
5937                 /* A NULL register has a SCALAR_VALUE type, so skip
5938                  * type checking.
5939                  */
5940                 goto skip_type_check;
5941
5942         /* arg_btf_id and arg_size are in a union. */
5943         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_BTF_ID)
5944                 arg_btf_id = fn->arg_btf_id[arg];
5945
5946         err = check_reg_type(env, regno, arg_type, arg_btf_id, meta);
5947         if (err)
5948                 return err;
5949
5950         err = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, arg_type);
5951         if (err)
5952                 return err;
5953
5954 skip_type_check:
5955         if (arg_type_is_release(arg_type)) {
5956                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type)) {
5957                         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
5958                         int spi = get_spi(reg->off);
5959
5960                         if (!is_spi_bounds_valid(state, spi, BPF_DYNPTR_NR_SLOTS) ||
5961                             !state->stack[spi].spilled_ptr.id) {
5962                                 verbose(env, "arg %d is an unacquired reference\n", regno);
5963                                 return -EINVAL;
5964                         }
5965                 } else if (!reg->ref_obj_id && !register_is_null(reg)) {
5966                         verbose(env, "R%d must be referenced when passed to release function\n",
5967                                 regno);
5968                         return -EINVAL;
5969                 }
5970                 if (meta->release_regno) {
5971                         verbose(env, "verifier internal error: more than one release argument\n");
5972                         return -EFAULT;
5973                 }
5974                 meta->release_regno = regno;
5975         }
5976
5977         if (reg->ref_obj_id) {
5978                 if (meta->ref_obj_id) {
5979                         verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
5980                                 regno, reg->ref_obj_id,
5981                                 meta->ref_obj_id);
5982                         return -EFAULT;
5983                 }
5984                 meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
5985         }
5986
5987         switch (base_type(arg_type)) {
5988         case ARG_CONST_MAP_PTR:
5989                 /* bpf_map_xxx(map_ptr) call: remember that map_ptr */
5990                 if (meta->map_ptr) {
5991                         /* Use map_uid (which is unique id of inner map) to reject:
5992                          * inner_map1 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key1)
5993                          * inner_map2 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key2)
5994                          * if (inner_map1 && inner_map2) {
5995                          *     timer = bpf_map_lookup_elem(inner_map1);
5996                          *     if (timer)
5997                          *         // mismatch would have been allowed
5998                          *         bpf_timer_init(timer, inner_map2);
5999                          * }
6000                          *
6001                          * Comparing map_ptr is enough to distinguish normal and outer maps.
6002                          */
6003                         if (meta->map_ptr != reg->map_ptr ||
6004                             meta->map_uid != reg->map_uid) {
6005                                 verbose(env,
6006                                         "timer pointer in R1 map_uid=%d doesn't match map pointer in R2 map_uid=%d\n",
6007                                         meta->map_uid, reg->map_uid);
6008                                 return -EINVAL;
6009                         }
6010                 }
6011                 meta->map_ptr = reg->map_ptr;
6012                 meta->map_uid = reg->map_uid;
6013                 break;
6014         case ARG_PTR_TO_MAP_KEY:
6015                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., key) call:
6016                  * check that [key, key + map->key_size) are within
6017                  * stack limits and initialized
6018                  */
6019                 if (!meta->map_ptr) {
6020                         /* in function declaration map_ptr must come before
6021                          * map_key, so that it's verified and known before
6022                          * we have to check map_key here. Otherwise it means
6023                          * that kernel subsystem misconfigured verifier
6024                          */
6025                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->key\n");
6026                         return -EACCES;
6027                 }
6028                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
6029                                               meta->map_ptr->key_size, false,
6030                                               NULL);
6031                 break;
6032         case ARG_PTR_TO_MAP_VALUE:
6033                 if (type_may_be_null(arg_type) && register_is_null(reg))
6034                         return 0;
6035
6036                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., value) call:
6037                  * check [value, value + map->value_size) validity
6038                  */
6039                 if (!meta->map_ptr) {
6040                         /* kernel subsystem misconfigured verifier */
6041                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->value\n");
6042                         return -EACCES;
6043                 }
6044                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
6045                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
6046                                               meta->map_ptr->value_size, false,
6047                                               meta);
6048                 break;
6049         case ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID:
6050                 if (!reg->btf_id) {
6051                         verbose(env, "Helper has invalid btf_id in R%d\n", regno);
6052                         return -EACCES;
6053                 }
6054                 meta->ret_btf = reg->btf;
6055                 meta->ret_btf_id = reg->btf_id;
6056                 break;
6057         case ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK:
6058                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_lock) {
6059                         if (process_spin_lock(env, regno, true))
6060                                 return -EACCES;
6061                 } else if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_unlock) {
6062                         if (process_spin_lock(env, regno, false))
6063                                 return -EACCES;
6064                 } else {
6065                         verbose(env, "verifier internal error\n");
6066                         return -EFAULT;
6067                 }
6068                 break;
6069         case ARG_PTR_TO_TIMER:
6070                 if (process_timer_func(env, regno, meta))
6071                         return -EACCES;
6072                 break;
6073         case ARG_PTR_TO_FUNC:
6074                 meta->subprogno = reg->subprogno;
6075                 break;
6076         case ARG_PTR_TO_MEM:
6077                 /* The access to this pointer is only checked when we hit the
6078                  * next is_mem_size argument below.
6079                  */
6080                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
6081                 if (arg_type & MEM_FIXED_SIZE) {
6082                         err = check_helper_mem_access(env, regno,
6083                                                       fn->arg_size[arg], false,
6084                                                       meta);
6085                 }
6086                 break;
6087         case ARG_CONST_SIZE:
6088                 err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, false, meta);
6089                 break;
6090         case ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO:
6091                 err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, meta);
6092                 break;
6093         case ARG_PTR_TO_DYNPTR:
6094                 /* We only need to check for initialized / uninitialized helper
6095                  * dynptr args if the dynptr is not PTR_TO_DYNPTR, as the
6096                  * assumption is that if it is, that a helper function
6097                  * initialized the dynptr on behalf of the BPF program.
6098                  */
6099                 if (base_type(reg->type) == PTR_TO_DYNPTR)
6100                         break;
6101                 if (arg_type & MEM_UNINIT) {
6102                         if (!is_dynptr_reg_valid_uninit(env, reg)) {
6103                                 verbose(env, "Dynptr has to be an uninitialized dynptr\n");
6104                                 return -EINVAL;
6105                         }
6106
6107                         /* We only support one dynptr being uninitialized at the moment,
6108                          * which is sufficient for the helper functions we have right now.
6109                          */
6110                         if (meta->uninit_dynptr_regno) {
6111                                 verbose(env, "verifier internal error: multiple uninitialized dynptr args\n");
6112                                 return -EFAULT;
6113                         }
6114
6115                         meta->uninit_dynptr_regno = regno;
6116                 } else if (!is_dynptr_reg_valid_init(env, reg)) {
6117                         verbose(env,
6118                                 "Expected an initialized dynptr as arg #%d\n",
6119                                 arg + 1);
6120                         return -EINVAL;
6121                 } else if (!is_dynptr_type_expected(env, reg, arg_type)) {
6122                         const char *err_extra = "";
6123
6124                         switch (arg_type & DYNPTR_TYPE_FLAG_MASK) {
6125                         case DYNPTR_TYPE_LOCAL:
6126                                 err_extra = "local";
6127                                 break;
6128                         case DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
6129                                 err_extra = "ringbuf";
6130                                 break;
6131                         default:
6132                                 err_extra = "<unknown>";
6133                                 break;
6134                         }
6135                         verbose(env,
6136                                 "Expected a dynptr of type %s as arg #%d\n",
6137                                 err_extra, arg + 1);
6138                         return -EINVAL;
6139                 }
6140                 break;
6141         case ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO:
6142                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
6143                         verbose(env, "R%d is not a known constant'\n",
6144                                 regno);
6145                         return -EACCES;
6146                 }
6147                 meta->mem_size = reg->var_off.value;
6148                 err = mark_chain_precision(env, regno);
6149                 if (err)
6150                         return err;
6151                 break;
6152         case ARG_PTR_TO_INT:
6153         case ARG_PTR_TO_LONG:
6154         {
6155                 int size = int_ptr_type_to_size(arg_type);
6156
6157                 err = check_helper_mem_access(env, regno, size, false, meta);
6158                 if (err)
6159                         return err;
6160                 err = check_ptr_alignment(env, reg, 0, size, true);
6161                 break;
6162         }
6163         case ARG_PTR_TO_CONST_STR:
6164         {
6165                 struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
6166                 int map_off;
6167                 u64 map_addr;
6168                 char *str_ptr;
6169
6170                 if (!bpf_map_is_rdonly(map)) {
6171                         verbose(env, "R%d does not point to a readonly map'\n", regno);
6172                         return -EACCES;
6173                 }
6174
6175                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
6176                         verbose(env, "R%d is not a constant address'\n", regno);
6177                         return -EACCES;
6178                 }
6179
6180                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
6181                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
6182                         return -EACCES;
6183                 }
6184
6185                 err = check_map_access(env, regno, reg->off,
6186                                        map->value_size - reg->off, false,
6187                                        ACCESS_HELPER);
6188                 if (err)
6189                         return err;
6190
6191                 map_off = reg->off + reg->var_off.value;
6192                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &map_addr, map_off);
6193                 if (err) {
6194                         verbose(env, "direct value access on string failed\n");
6195                         return err;
6196                 }
6197
6198                 str_ptr = (char *)(long)(map_addr);
6199                 if (!strnchr(str_ptr + map_off, map->value_size - map_off, 0)) {
6200                         verbose(env, "string is not zero-terminated\n");
6201                         return -EINVAL;
6202                 }
6203                 break;
6204         }
6205         case ARG_PTR_TO_KPTR:
6206                 if (process_kptr_func(env, regno, meta))
6207                         return -EACCES;
6208                 break;
6209         }
6210
6211         return err;
6212 }
6213
6214 static bool may_update_sockmap(struct bpf_verifier_env *env, int func_id)
6215 {
6216         enum bpf_attach_type eatype = env->prog->expected_attach_type;
6217         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
6218
6219         if (func_id != BPF_FUNC_map_update_elem)
6220                 return false;
6221
6222         /* It's not possible to get access to a locked struct sock in these
6223          * contexts, so updating is safe.
6224          */
6225         switch (type) {
6226         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
6227                 if (eatype == BPF_TRACE_ITER)
6228                         return true;
6229                 break;
6230         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
6231         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
6232         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
6233         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
6234         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
6235         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
6236         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
6237                 return true;
6238         default:
6239                 break;
6240         }
6241
6242         verbose(env, "cannot update sockmap in this context\n");
6243         return false;
6244 }
6245
6246 static bool allow_tail_call_in_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
6247 {
6248         return env->prog->jit_requested &&
6249                bpf_jit_supports_subprog_tailcalls();
6250 }
6251
6252 static int check_map_func_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
6253                                         struct bpf_map *map, int func_id)
6254 {
6255         if (!map)
6256                 return 0;
6257
6258         /* We need a two way check, first is from map perspective ... */
6259         switch (map->map_type) {
6260         case BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY:
6261                 if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
6262                         goto error;
6263                 break;
6264         case BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY:
6265                 if (func_id != BPF_FUNC_perf_event_read &&
6266                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_output &&
6267                     func_id != BPF_FUNC_skb_output &&
6268                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_read_value &&
6269                     func_id != BPF_FUNC_xdp_output)
6270                         goto error;
6271                 break;
6272         case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
6273                 if (func_id != BPF_FUNC_ringbuf_output &&
6274                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve &&
6275                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_query &&
6276                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr &&
6277                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr &&
6278                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr)
6279                         goto error;
6280                 break;
6281         case BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF:
6282                 if (func_id != BPF_FUNC_user_ringbuf_drain)
6283                         goto error;
6284                 break;
6285         case BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE:
6286                 if (func_id != BPF_FUNC_get_stackid)
6287                         goto error;
6288                 break;
6289         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY:
6290                 if (func_id != BPF_FUNC_skb_under_cgroup &&
6291                     func_id != BPF_FUNC_current_task_under_cgroup)
6292                         goto error;
6293                 break;
6294         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE:
6295         case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE:
6296                 if (func_id != BPF_FUNC_get_local_storage)
6297                         goto error;
6298                 break;
6299         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP:
6300         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH:
6301                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
6302                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
6303                         goto error;
6304                 break;
6305         /* Restrict bpf side of cpumap and xskmap, open when use-cases
6306          * appear.
6307          */
6308         case BPF_MAP_TYPE_CPUMAP:
6309                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map)
6310                         goto error;
6311                 break;
6312         case BPF_MAP_TYPE_XSKMAP:
6313                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
6314                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
6315                         goto error;
6316                 break;
6317         case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
6318         case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
6319                 if (func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
6320                         goto error;
6321                 break;
6322         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
6323                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_map &&
6324                     func_id != BPF_FUNC_sock_map_update &&
6325                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
6326                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_map &&
6327                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
6328                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
6329                     !may_update_sockmap(env, func_id))
6330                         goto error;
6331                 break;
6332         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
6333                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_hash &&
6334                     func_id != BPF_FUNC_sock_hash_update &&
6335                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
6336                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_hash &&
6337                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
6338                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
6339                     !may_update_sockmap(env, func_id))
6340                         goto error;
6341                 break;
6342         case BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY:
6343                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport)
6344                         goto error;
6345                 break;
6346         case BPF_MAP_TYPE_QUEUE:
6347         case BPF_MAP_TYPE_STACK:
6348                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
6349                     func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
6350                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
6351                         goto error;
6352                 break;
6353         case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
6354                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_storage_get &&
6355                     func_id != BPF_FUNC_sk_storage_delete)
6356                         goto error;
6357                 break;
6358         case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
6359                 if (func_id != BPF_FUNC_inode_storage_get &&
6360                     func_id != BPF_FUNC_inode_storage_delete)
6361                         goto error;
6362                 break;
6363         case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
6364                 if (func_id != BPF_FUNC_task_storage_get &&
6365                     func_id != BPF_FUNC_task_storage_delete)
6366                         goto error;
6367                 break;
6368         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
6369                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
6370                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
6371                         goto error;
6372                 break;
6373         default:
6374                 break;
6375         }
6376
6377         /* ... and second from the function itself. */
6378         switch (func_id) {
6379         case BPF_FUNC_tail_call:
6380                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY)
6381                         goto error;
6382                 if (env->subprog_cnt > 1 && !allow_tail_call_in_subprogs(env)) {
6383                         verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
6384                         return -EINVAL;
6385                 }
6386                 break;
6387         case BPF_FUNC_perf_event_read:
6388         case BPF_FUNC_perf_event_output:
6389         case BPF_FUNC_perf_event_read_value:
6390         case BPF_FUNC_skb_output:
6391         case BPF_FUNC_xdp_output:
6392                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY)
6393                         goto error;
6394                 break;
6395         case BPF_FUNC_ringbuf_output:
6396         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve:
6397         case BPF_FUNC_ringbuf_query:
6398         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr:
6399         case BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr:
6400         case BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr:
6401                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_RINGBUF)
6402                         goto error;
6403                 break;
6404         case BPF_FUNC_user_ringbuf_drain:
6405                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF)
6406                         goto error;
6407                 break;
6408         case BPF_FUNC_get_stackid:
6409                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE)
6410                         goto error;
6411                 break;
6412         case BPF_FUNC_current_task_under_cgroup:
6413         case BPF_FUNC_skb_under_cgroup:
6414                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY)
6415                         goto error;
6416                 break;
6417         case BPF_FUNC_redirect_map:
6418                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP &&
6419                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH &&
6420                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CPUMAP &&
6421                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_XSKMAP)
6422                         goto error;
6423                 break;
6424         case BPF_FUNC_sk_redirect_map:
6425         case BPF_FUNC_msg_redirect_map:
6426         case BPF_FUNC_sock_map_update:
6427                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP)
6428                         goto error;
6429                 break;
6430         case BPF_FUNC_sk_redirect_hash:
6431         case BPF_FUNC_msg_redirect_hash:
6432         case BPF_FUNC_sock_hash_update:
6433                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
6434                         goto error;
6435                 break;
6436         case BPF_FUNC_get_local_storage:
6437                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE &&
6438                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE)
6439                         goto error;
6440                 break;
6441         case BPF_FUNC_sk_select_reuseport:
6442                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY &&
6443                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP &&
6444                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
6445                         goto error;
6446                 break;
6447         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
6448                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
6449                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK)
6450                         goto error;
6451                 break;
6452         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
6453         case BPF_FUNC_map_push_elem:
6454                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
6455                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK &&
6456                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER)
6457                         goto error;
6458                 break;
6459         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
6460                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY &&
6461                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH &&
6462                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH)
6463                         goto error;
6464                 break;
6465         case BPF_FUNC_sk_storage_get:
6466         case BPF_FUNC_sk_storage_delete:
6467                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE)
6468                         goto error;
6469                 break;
6470         case BPF_FUNC_inode_storage_get:
6471         case BPF_FUNC_inode_storage_delete:
6472                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE)
6473                         goto error;
6474                 break;
6475         case BPF_FUNC_task_storage_get:
6476         case BPF_FUNC_task_storage_delete:
6477                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE)
6478                         goto error;
6479                 break;
6480         default:
6481                 break;
6482         }
6483
6484         return 0;
6485 error:
6486         verbose(env, "cannot pass map_type %d into func %s#%d\n",
6487                 map->map_type, func_id_name(func_id), func_id);
6488         return -EINVAL;
6489 }
6490
6491 static bool check_raw_mode_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
6492 {
6493         int count = 0;
6494
6495         if (fn->arg1_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
6496                 count++;
6497         if (fn->arg2_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
6498                 count++;
6499         if (fn->arg3_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
6500                 count++;
6501         if (fn->arg4_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
6502                 count++;
6503         if (fn->arg5_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
6504                 count++;
6505
6506         /* We only support one arg being in raw mode at the moment,
6507          * which is sufficient for the helper functions we have
6508          * right now.
6509          */
6510         return count <= 1;
6511 }
6512
6513 static bool check_args_pair_invalid(const struct bpf_func_proto *fn, int arg)
6514 {
6515         bool is_fixed = fn->arg_type[arg] & MEM_FIXED_SIZE;
6516         bool has_size = fn->arg_size[arg] != 0;
6517         bool is_next_size = false;
6518
6519         if (arg + 1 < ARRAY_SIZE(fn->arg_type))
6520                 is_next_size = arg_type_is_mem_size(fn->arg_type[arg + 1]);
6521
6522         if (base_type(fn->arg_type[arg]) != ARG_PTR_TO_MEM)
6523                 return is_next_size;
6524
6525         return has_size == is_next_size || is_next_size == is_fixed;
6526 }
6527
6528 static bool check_arg_pair_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
6529 {
6530         /* bpf_xxx(..., buf, len) call will access 'len'
6531          * bytes from memory 'buf'. Both arg types need
6532          * to be paired, so make sure there's no buggy
6533          * helper function specification.
6534          */
6535         if (arg_type_is_mem_size(fn->arg1_type) ||
6536             check_args_pair_invalid(fn, 0) ||
6537             check_args_pair_invalid(fn, 1) ||
6538             check_args_pair_invalid(fn, 2) ||
6539             check_args_pair_invalid(fn, 3) ||
6540             check_args_pair_invalid(fn, 4))
6541                 return false;
6542
6543         return true;
6544 }
6545
6546 static bool check_btf_id_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
6547 {
6548         int i;
6549
6550         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(fn->arg_type); i++) {
6551                 if (base_type(fn->arg_type[i]) == ARG_PTR_TO_BTF_ID && !fn->arg_btf_id[i])
6552                         return false;
6553
6554                 if (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_BTF_ID && fn->arg_btf_id[i] &&
6555                     /* arg_btf_id and arg_size are in a union. */
6556                     (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_MEM ||
6557                      !(fn->arg_type[i] & MEM_FIXED_SIZE)))
6558                         return false;
6559         }
6560
6561         return true;
6562 }
6563
6564 static int check_func_proto(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id)
6565 {
6566         return check_raw_mode_ok(fn) &&
6567                check_arg_pair_ok(fn) &&
6568                check_btf_id_ok(fn) ? 0 : -EINVAL;
6569 }
6570
6571 /* Packet data might have moved, any old PTR_TO_PACKET[_META,_END]
6572  * are now invalid, so turn them into unknown SCALAR_VALUE.
6573  */
6574 static void clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env)
6575 {
6576         struct bpf_func_state *state;
6577         struct bpf_reg_state *reg;
6578
6579         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
6580                 if (reg_is_pkt_pointer_any(reg))
6581                         __mark_reg_unknown(env, reg);
6582         }));
6583 }
6584
6585 enum {
6586         AT_PKT_END = -1,
6587         BEYOND_PKT_END = -2,
6588 };
6589
6590 static void mark_pkt_end(struct bpf_verifier_state *vstate, int regn, bool range_open)
6591 {
6592         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
6593         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regn];
6594
6595         if (reg->type != PTR_TO_PACKET)
6596                 /* PTR_TO_PACKET_META is not supported yet */
6597                 return;
6598
6599         /* The 'reg' is pkt > pkt_end or pkt >= pkt_end.
6600          * How far beyond pkt_end it goes is unknown.
6601          * if (!range_open) it's the case of pkt >= pkt_end
6602          * if (range_open) it's the case of pkt > pkt_end
6603          * hence this pointer is at least 1 byte bigger than pkt_end
6604          */
6605         if (range_open)
6606                 reg->range = BEYOND_PKT_END;
6607         else
6608                 reg->range = AT_PKT_END;
6609 }
6610
6611 /* The pointer with the specified id has released its reference to kernel
6612  * resources. Identify all copies of the same pointer and clear the reference.
6613  */
6614 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env,
6615                              int ref_obj_id)
6616 {
6617         struct bpf_func_state *state;
6618         struct bpf_reg_state *reg;
6619         int err;
6620
6621         err = release_reference_state(cur_func(env), ref_obj_id);
6622         if (err)
6623                 return err;
6624
6625         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
6626                 if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id) {
6627                         if (!env->allow_ptr_leaks)
6628                                 __mark_reg_not_init(env, reg);
6629                         else
6630                                 __mark_reg_unknown(env, reg);
6631                 }
6632         }));
6633
6634         return 0;
6635 }
6636
6637 static void clear_caller_saved_regs(struct bpf_verifier_env *env,
6638                                     struct bpf_reg_state *regs)
6639 {
6640         int i;
6641
6642         /* after the call registers r0 - r5 were scratched */
6643         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
6644                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
6645                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
6646         }
6647 }
6648
6649 typedef int (*set_callee_state_fn)(struct bpf_verifier_env *env,
6650                                    struct bpf_func_state *caller,
6651                                    struct bpf_func_state *callee,
6652                                    int insn_idx);
6653
6654 static int __check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
6655                              int *insn_idx, int subprog,
6656                              set_callee_state_fn set_callee_state_cb)
6657 {
6658         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
6659         struct bpf_func_info_aux *func_info_aux;
6660         struct bpf_func_state *caller, *callee;
6661         int err;
6662         bool is_global = false;
6663
6664         if (state->curframe + 1 >= MAX_CALL_FRAMES) {
6665                 verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep\n",
6666                         state->curframe + 2);
6667                 return -E2BIG;
6668         }
6669
6670         caller = state->frame[state->curframe];
6671         if (state->frame[state->curframe + 1]) {
6672                 verbose(env, "verifier bug. Frame %d already allocated\n",
6673                         state->curframe + 1);
6674                 return -EFAULT;
6675         }
6676
6677         func_info_aux = env->prog->aux->func_info_aux;
6678         if (func_info_aux)
6679                 is_global = func_info_aux[subprog].linkage == BTF_FUNC_GLOBAL;
6680         err = btf_check_subprog_call(env, subprog, caller->regs);
6681         if (err == -EFAULT)
6682                 return err;
6683         if (is_global) {
6684                 if (err) {
6685                         verbose(env, "Caller passes invalid args into func#%d\n",
6686                                 subprog);
6687                         return err;
6688                 } else {
6689                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
6690                                 verbose(env,
6691                                         "Func#%d is global and valid. Skipping.\n",
6692                                         subprog);
6693                         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
6694
6695                         /* All global functions return a 64-bit SCALAR_VALUE */
6696                         mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
6697                         caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
6698
6699                         /* continue with next insn after call */
6700                         return 0;
6701                 }
6702         }
6703
6704         if (insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
6705             insn->src_reg == 0 &&
6706             insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
6707                 struct bpf_verifier_state *async_cb;
6708
6709                 /* there is no real recursion here. timer callbacks are async */
6710                 env->subprog_info[subprog].is_async_cb = true;
6711                 async_cb = push_async_cb(env, env->subprog_info[subprog].start,
6712                                          *insn_idx, subprog);
6713                 if (!async_cb)
6714                         return -EFAULT;
6715                 callee = async_cb->frame[0];
6716                 callee->async_entry_cnt = caller->async_entry_cnt + 1;
6717
6718                 /* Convert bpf_timer_set_callback() args into timer callback args */
6719                 err = set_callee_state_cb(env, caller, callee, *insn_idx);
6720                 if (err)
6721                         return err;
6722
6723                 clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
6724                 mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
6725                 caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
6726                 /* continue with next insn after call */
6727                 return 0;
6728         }
6729
6730         callee = kzalloc(sizeof(*callee), GFP_KERNEL);
6731         if (!callee)
6732                 return -ENOMEM;
6733         state->frame[state->curframe + 1] = callee;
6734
6735         /* callee cannot access r0, r6 - r9 for reading and has to write
6736          * into its own stack before reading from it.
6737          * callee can read/write into caller's stack
6738          */
6739         init_func_state(env, callee,
6740                         /* remember the callsite, it will be used by bpf_exit */
6741                         *insn_idx /* callsite */,
6742                         state->curframe + 1 /* frameno within this callchain */,
6743                         subprog /* subprog number within this prog */);
6744
6745         /* Transfer references to the callee */
6746         err = copy_reference_state(callee, caller);
6747         if (err)
6748                 return err;
6749
6750         err = set_callee_state_cb(env, caller, callee, *insn_idx);
6751         if (err)
6752                 return err;
6753
6754         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
6755
6756         /* only increment it after check_reg_arg() finished */
6757         state->curframe++;
6758
6759         /* and go analyze first insn of the callee */
6760         *insn_idx = env->subprog_info[subprog].start - 1;
6761
6762         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
6763                 verbose(env, "caller:\n");
6764                 print_verifier_state(env, caller, true);
6765                 verbose(env, "callee:\n");
6766                 print_verifier_state(env, callee, true);
6767         }
6768         return 0;
6769 }
6770
6771 int map_set_for_each_callback_args(struct bpf_verifier_env *env,
6772                                    struct bpf_func_state *caller,
6773                                    struct bpf_func_state *callee)
6774 {
6775         /* bpf_for_each_map_elem(struct bpf_map *map, void *callback_fn,
6776          *      void *callback_ctx, u64 flags);
6777          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
6778          *      void *callback_ctx);
6779          */
6780         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
6781
6782         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
6783         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
6784         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
6785
6786         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
6787         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
6788         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
6789
6790         /* pointer to stack or null */
6791         callee->regs[BPF_REG_4] = caller->regs[BPF_REG_3];
6792
6793         /* unused */
6794         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
6795         return 0;
6796 }
6797
6798 static int set_callee_state(struct bpf_verifier_env *env,
6799                             struct bpf_func_state *caller,
6800                             struct bpf_func_state *callee, int insn_idx)
6801 {
6802         int i;
6803
6804         /* copy r1 - r5 args that callee can access.  The copy includes parent
6805          * pointers, which connects us up to the liveness chain
6806          */
6807         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
6808                 callee->regs[i] = caller->regs[i];
6809         return 0;
6810 }
6811
6812 static int check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
6813                            int *insn_idx)
6814 {
6815         int subprog, target_insn;
6816
6817         target_insn = *insn_idx + insn->imm + 1;
6818         subprog = find_subprog(env, target_insn);
6819         if (subprog < 0) {
6820                 verbose(env, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
6821                         target_insn);
6822                 return -EFAULT;
6823         }
6824
6825         return __check_func_call(env, insn, insn_idx, subprog, set_callee_state);
6826 }
6827
6828 static int set_map_elem_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
6829                                        struct bpf_func_state *caller,
6830                                        struct bpf_func_state *callee,
6831                                        int insn_idx)
6832 {
6833         struct bpf_insn_aux_data *insn_aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
6834         struct bpf_map *map;
6835         int err;
6836
6837         if (bpf_map_ptr_poisoned(insn_aux)) {
6838                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
6839                 return -EINVAL;
6840         }
6841
6842         map = BPF_MAP_PTR(insn_aux->map_ptr_state);
6843         if (!map->ops->map_set_for_each_callback_args ||
6844             !map->ops->map_for_each_callback) {
6845                 verbose(env, "callback function not allowed for map\n");
6846                 return -ENOTSUPP;
6847         }
6848
6849         err = map->ops->map_set_for_each_callback_args(env, caller, callee);
6850         if (err)
6851                 return err;
6852
6853         callee->in_callback_fn = true;
6854         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
6855         return 0;
6856 }
6857
6858 static int set_loop_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
6859                                    struct bpf_func_state *caller,
6860                                    struct bpf_func_state *callee,
6861                                    int insn_idx)
6862 {
6863         /* bpf_loop(u32 nr_loops, void *callback_fn, void *callback_ctx,
6864          *          u64 flags);
6865          * callback_fn(u32 index, void *callback_ctx);
6866          */
6867         callee->regs[BPF_REG_1].type = SCALAR_VALUE;
6868         callee->regs[BPF_REG_2] = caller->regs[BPF_REG_3];
6869
6870         /* unused */
6871         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
6872         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
6873         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
6874
6875         callee->in_callback_fn = true;
6876         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
6877         return 0;
6878 }
6879
6880 static int set_timer_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
6881                                     struct bpf_func_state *caller,
6882                                     struct bpf_func_state *callee,
6883                                     int insn_idx)
6884 {
6885         struct bpf_map *map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
6886
6887         /* bpf_timer_set_callback(struct bpf_timer *timer, void *callback_fn);
6888          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value);
6889          */
6890         callee->regs[BPF_REG_1].type = CONST_PTR_TO_MAP;
6891         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_1]);
6892         callee->regs[BPF_REG_1].map_ptr = map_ptr;
6893
6894         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
6895         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
6896         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = map_ptr;
6897
6898         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
6899         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
6900         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = map_ptr;
6901
6902         /* unused */
6903         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
6904         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
6905         callee->in_async_callback_fn = true;
6906         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
6907         return 0;
6908 }
6909
6910 static int set_find_vma_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
6911                                        struct bpf_func_state *caller,
6912                                        struct bpf_func_state *callee,
6913                                        int insn_idx)
6914 {
6915         /* bpf_find_vma(struct task_struct *task, u64 addr,
6916          *               void *callback_fn, void *callback_ctx, u64 flags)
6917          * (callback_fn)(struct task_struct *task,
6918          *               struct vm_area_struct *vma, void *callback_ctx);
6919          */
6920         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
6921
6922         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_BTF_ID;
6923         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
6924         callee->regs[BPF_REG_2].btf =  btf_vmlinux;
6925         callee->regs[BPF_REG_2].btf_id = btf_tracing_ids[BTF_TRACING_TYPE_VMA],
6926
6927         /* pointer to stack or null */
6928         callee->regs[BPF_REG_3] = caller->regs[BPF_REG_4];
6929
6930         /* unused */
6931         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
6932         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
6933         callee->in_callback_fn = true;
6934         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
6935         return 0;
6936 }
6937
6938 static int set_user_ringbuf_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
6939                                            struct bpf_func_state *caller,
6940                                            struct bpf_func_state *callee,
6941                                            int insn_idx)
6942 {
6943         /* bpf_user_ringbuf_drain(struct bpf_map *map, void *callback_fn, void
6944          *                        callback_ctx, u64 flags);
6945          * callback_fn(struct bpf_dynptr_t* dynptr, void *callback_ctx);
6946          */
6947         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_0]);
6948         callee->regs[BPF_REG_1].type = PTR_TO_DYNPTR | DYNPTR_TYPE_LOCAL;
6949         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_1]);
6950         callee->regs[BPF_REG_2] = caller->regs[BPF_REG_3];
6951
6952         /* unused */
6953         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
6954         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
6955         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
6956
6957         callee->in_callback_fn = true;
6958         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
6959         return 0;
6960 }
6961
6962 static int prepare_func_exit(struct bpf_verifier_env *env, int *insn_idx)
6963 {
6964         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
6965         struct bpf_func_state *caller, *callee;
6966         struct bpf_reg_state *r0;
6967         int err;
6968
6969         callee = state->frame[state->curframe];
6970         r0 = &callee->regs[BPF_REG_0];
6971         if (r0->type == PTR_TO_STACK) {
6972                 /* technically it's ok to return caller's stack pointer
6973                  * (or caller's caller's pointer) back to the caller,
6974                  * since these pointers are valid. Only current stack
6975                  * pointer will be invalid as soon as function exits,
6976                  * but let's be conservative
6977                  */
6978                 verbose(env, "cannot return stack pointer to the caller\n");
6979                 return -EINVAL;
6980         }
6981
6982         state->curframe--;
6983         caller = state->frame[state->curframe];
6984         if (callee->in_callback_fn) {
6985                 /* enforce R0 return value range [0, 1]. */
6986                 struct tnum range = callee->callback_ret_range;
6987
6988                 if (r0->type != SCALAR_VALUE) {
6989                         verbose(env, "R0 not a scalar value\n");
6990                         return -EACCES;
6991                 }
6992                 if (!tnum_in(range, r0->var_off)) {
6993                         verbose_invalid_scalar(env, r0, &range, "callback return", "R0");
6994                         return -EINVAL;
6995                 }
6996         } else {
6997                 /* return to the caller whatever r0 had in the callee */
6998                 caller->regs[BPF_REG_0] = *r0;
6999         }
7000
7001         /* callback_fn frame should have released its own additions to parent's
7002          * reference state at this point, or check_reference_leak would
7003          * complain, hence it must be the same as the caller. There is no need
7004          * to copy it back.
7005          */
7006         if (!callee->in_callback_fn) {
7007                 /* Transfer references to the caller */
7008                 err = copy_reference_state(caller, callee);
7009                 if (err)
7010                         return err;
7011         }
7012
7013         *insn_idx = callee->callsite + 1;
7014         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
7015                 verbose(env, "returning from callee:\n");
7016                 print_verifier_state(env, callee, true);
7017                 verbose(env, "to caller at %d:\n", *insn_idx);
7018                 print_verifier_state(env, caller, true);
7019         }
7020         /* clear everything in the callee */
7021         free_func_state(callee);
7022         state->frame[state->curframe + 1] = NULL;
7023         return 0;
7024 }
7025
7026 static void do_refine_retval_range(struct bpf_reg_state *regs, int ret_type,
7027                                    int func_id,
7028                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
7029 {
7030         struct bpf_reg_state *ret_reg = &regs[BPF_REG_0];
7031
7032         if (ret_type != RET_INTEGER ||
7033             (func_id != BPF_FUNC_get_stack &&
7034              func_id != BPF_FUNC_get_task_stack &&
7035              func_id != BPF_FUNC_probe_read_str &&
7036              func_id != BPF_FUNC_probe_read_kernel_str &&
7037              func_id != BPF_FUNC_probe_read_user_str))
7038                 return;
7039
7040         ret_reg->smax_value = meta->msize_max_value;
7041         ret_reg->s32_max_value = meta->msize_max_value;
7042         ret_reg->smin_value = -MAX_ERRNO;
7043         ret_reg->s32_min_value = -MAX_ERRNO;
7044         reg_bounds_sync(ret_reg);
7045 }
7046
7047 static int
7048 record_func_map(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
7049                 int func_id, int insn_idx)
7050 {
7051         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
7052         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
7053
7054         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call &&
7055             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
7056             func_id != BPF_FUNC_map_update_elem &&
7057             func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
7058             func_id != BPF_FUNC_map_push_elem &&
7059             func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
7060             func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
7061             func_id != BPF_FUNC_for_each_map_elem &&
7062             func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
7063             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)
7064                 return 0;
7065
7066         if (map == NULL) {
7067                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
7068                 return -EINVAL;
7069         }
7070
7071         /* In case of read-only, some additional restrictions
7072          * need to be applied in order to prevent altering the
7073          * state of the map from program side.
7074          */
7075         if ((map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
7076             (func_id == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
7077              func_id == BPF_FUNC_map_update_elem ||
7078              func_id == BPF_FUNC_map_push_elem ||
7079              func_id == BPF_FUNC_map_pop_elem)) {
7080                 verbose(env, "write into map forbidden\n");
7081                 return -EACCES;
7082         }
7083
7084         if (!BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state))
7085                 bpf_map_ptr_store(aux, meta->map_ptr,
7086                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
7087         else if (BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) != meta->map_ptr)
7088                 bpf_map_ptr_store(aux, BPF_MAP_PTR_POISON,
7089                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
7090         return 0;
7091 }
7092
7093 static int
7094 record_func_key(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
7095                 int func_id, int insn_idx)
7096 {
7097         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
7098         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg;
7099         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
7100         u64 val, max;
7101         int err;
7102
7103         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
7104                 return 0;
7105         if (!map || map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY) {
7106                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
7107                 return -EINVAL;
7108         }
7109
7110         reg = &regs[BPF_REG_3];
7111         val = reg->var_off.value;
7112         max = map->max_entries;
7113
7114         if (!(register_is_const(reg) && val < max)) {
7115                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
7116                 return 0;
7117         }
7118
7119         err = mark_chain_precision(env, BPF_REG_3);
7120         if (err)
7121                 return err;
7122         if (bpf_map_key_unseen(aux))
7123                 bpf_map_key_store(aux, val);
7124         else if (!bpf_map_key_poisoned(aux) &&
7125                   bpf_map_key_immediate(aux) != val)
7126                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
7127         return 0;
7128 }
7129
7130 static int check_reference_leak(struct bpf_verifier_env *env)
7131 {
7132         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
7133         bool refs_lingering = false;
7134         int i;
7135
7136         if (state->frameno && !state->in_callback_fn)
7137                 return 0;
7138
7139         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
7140                 if (state->in_callback_fn && state->refs[i].callback_ref != state->frameno)
7141                         continue;
7142                 verbose(env, "Unreleased reference id=%d alloc_insn=%d\n",
7143                         state->refs[i].id, state->refs[i].insn_idx);
7144                 refs_lingering = true;
7145         }
7146         return refs_lingering ? -EINVAL : 0;
7147 }
7148
7149 static int check_bpf_snprintf_call(struct bpf_verifier_env *env,
7150                                    struct bpf_reg_state *regs)
7151 {
7152         struct bpf_reg_state *fmt_reg = &regs[BPF_REG_3];
7153         struct bpf_reg_state *data_len_reg = &regs[BPF_REG_5];
7154         struct bpf_map *fmt_map = fmt_reg->map_ptr;
7155         int err, fmt_map_off, num_args;
7156         u64 fmt_addr;
7157         char *fmt;
7158
7159         /* data must be an array of u64 */
7160         if (data_len_reg->var_off.value % 8)
7161                 return -EINVAL;
7162         num_args = data_len_reg->var_off.value / 8;
7163
7164         /* fmt being ARG_PTR_TO_CONST_STR guarantees that var_off is const
7165          * and map_direct_value_addr is set.
7166          */
7167         fmt_map_off = fmt_reg->off + fmt_reg->var_off.value;
7168         err = fmt_map->ops->map_direct_value_addr(fmt_map, &fmt_addr,
7169                                                   fmt_map_off);
7170         if (err) {
7171                 verbose(env, "verifier bug\n");
7172                 return -EFAULT;
7173         }
7174         fmt = (char *)(long)fmt_addr + fmt_map_off;
7175
7176         /* We are also guaranteed that fmt+fmt_map_off is NULL terminated, we
7177          * can focus on validating the format specifiers.
7178          */
7179         err = bpf_bprintf_prepare(fmt, UINT_MAX, NULL, NULL, num_args);
7180         if (err < 0)
7181                 verbose(env, "Invalid format string\n");
7182
7183         return err;
7184 }
7185
7186 static int check_get_func_ip(struct bpf_verifier_env *env)
7187 {
7188         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
7189         int func_id = BPF_FUNC_get_func_ip;
7190
7191         if (type == BPF_PROG_TYPE_TRACING) {
7192                 if (!bpf_prog_has_trampoline(env->prog)) {
7193                         verbose(env, "func %s#%d supported only for fentry/fexit/fmod_ret programs\n",
7194                                 func_id_name(func_id), func_id);
7195                         return -ENOTSUPP;
7196                 }
7197                 return 0;
7198         } else if (type == BPF_PROG_TYPE_KPROBE) {
7199                 return 0;
7200         }
7201
7202         verbose(env, "func %s#%d not supported for program type %d\n",
7203                 func_id_name(func_id), func_id, type);
7204         return -ENOTSUPP;
7205 }
7206
7207 static struct bpf_insn_aux_data *cur_aux(struct bpf_verifier_env *env)
7208 {
7209         return &env->insn_aux_data[env->insn_idx];
7210 }
7211
7212 static bool loop_flag_is_zero(struct bpf_verifier_env *env)
7213 {
7214         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
7215         struct bpf_reg_state *reg = &regs[BPF_REG_4];
7216         bool reg_is_null = register_is_null(reg);
7217
7218         if (reg_is_null)
7219                 mark_chain_precision(env, BPF_REG_4);
7220
7221         return reg_is_null;
7222 }
7223
7224 static void update_loop_inline_state(struct bpf_verifier_env *env, u32 subprogno)
7225 {
7226         struct bpf_loop_inline_state *state = &cur_aux(env)->loop_inline_state;
7227
7228         if (!state->initialized) {
7229                 state->initialized = 1;
7230                 state->fit_for_inline = loop_flag_is_zero(env);
7231                 state->callback_subprogno = subprogno;
7232                 return;
7233         }
7234
7235         if (!state->fit_for_inline)
7236                 return;
7237
7238         state->fit_for_inline = (loop_flag_is_zero(env) &&
7239                                  state->callback_subprogno == subprogno);
7240 }
7241
7242 static int check_helper_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
7243                              int *insn_idx_p)
7244 {
7245         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
7246         const struct bpf_func_proto *fn = NULL;
7247         enum bpf_return_type ret_type;
7248         enum bpf_type_flag ret_flag;
7249         struct bpf_reg_state *regs;
7250         struct bpf_call_arg_meta meta;
7251         int insn_idx = *insn_idx_p;
7252         bool changes_data;
7253         int i, err, func_id;
7254
7255         /* find function prototype */
7256         func_id = insn->imm;
7257         if (func_id < 0 || func_id >= __BPF_FUNC_MAX_ID) {
7258                 verbose(env, "invalid func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
7259                         func_id);
7260                 return -EINVAL;
7261         }
7262
7263         if (env->ops->get_func_proto)
7264                 fn = env->ops->get_func_proto(func_id, env->prog);
7265         if (!fn) {
7266                 verbose(env, "unknown func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
7267                         func_id);
7268                 return -EINVAL;
7269         }
7270
7271         /* eBPF programs must be GPL compatible to use GPL-ed functions */
7272         if (!env->prog->gpl_compatible && fn->gpl_only) {
7273                 verbose(env, "cannot call GPL-restricted function from non-GPL compatible program\n");
7274                 return -EINVAL;
7275         }
7276
7277         if (fn->allowed && !fn->allowed(env->prog)) {
7278                 verbose(env, "helper call is not allowed in probe\n");
7279                 return -EINVAL;
7280         }
7281
7282         /* With LD_ABS/IND some JITs save/restore skb from r1. */
7283         changes_data = bpf_helper_changes_pkt_data(fn->func);
7284         if (changes_data && fn->arg1_type != ARG_PTR_TO_CTX) {
7285                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d: r1 != ctx\n",
7286                         func_id_name(func_id), func_id);
7287                 return -EINVAL;
7288         }
7289
7290         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
7291         meta.pkt_access = fn->pkt_access;
7292
7293         err = check_func_proto(fn, func_id);
7294         if (err) {
7295                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
7296                         func_id_name(func_id), func_id);
7297                 return err;
7298         }
7299
7300         meta.func_id = func_id;
7301         /* check args */
7302         for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++) {
7303                 err = check_func_arg(env, i, &meta, fn);
7304                 if (err)
7305                         return err;
7306         }
7307
7308         err = record_func_map(env, &meta, func_id, insn_idx);
7309         if (err)
7310                 return err;
7311
7312         err = record_func_key(env, &meta, func_id, insn_idx);
7313         if (err)
7314                 return err;
7315
7316         /* Mark slots with STACK_MISC in case of raw mode, stack offset
7317          * is inferred from register state.
7318          */
7319         for (i = 0; i < meta.access_size; i++) {
7320                 err = check_mem_access(env, insn_idx, meta.regno, i, BPF_B,
7321                                        BPF_WRITE, -1, false);
7322                 if (err)
7323                         return err;
7324         }
7325
7326         regs = cur_regs(env);
7327
7328         if (meta.uninit_dynptr_regno) {
7329                 /* we write BPF_DW bits (8 bytes) at a time */
7330                 for (i = 0; i < BPF_DYNPTR_SIZE; i += 8) {
7331                         err = check_mem_access(env, insn_idx, meta.uninit_dynptr_regno,
7332                                                i, BPF_DW, BPF_WRITE, -1, false);
7333                         if (err)
7334                                 return err;
7335                 }
7336
7337                 err = mark_stack_slots_dynptr(env, &regs[meta.uninit_dynptr_regno],
7338                                               fn->arg_type[meta.uninit_dynptr_regno - BPF_REG_1],
7339                                               insn_idx);
7340                 if (err)
7341                         return err;
7342         }
7343
7344         if (meta.release_regno) {
7345                 err = -EINVAL;
7346                 if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[meta.release_regno - BPF_REG_1]))
7347                         err = unmark_stack_slots_dynptr(env, &regs[meta.release_regno]);
7348                 else if (meta.ref_obj_id)
7349                         err = release_reference(env, meta.ref_obj_id);
7350                 /* meta.ref_obj_id can only be 0 if register that is meant to be
7351                  * released is NULL, which must be > R0.
7352                  */
7353                 else if (register_is_null(&regs[meta.release_regno]))
7354                         err = 0;
7355                 if (err) {
7356                         verbose(env, "func %s#%d reference has not been acquired before\n",
7357                                 func_id_name(func_id), func_id);
7358                         return err;
7359                 }
7360         }
7361
7362         switch (func_id) {
7363         case BPF_FUNC_tail_call:
7364                 err = check_reference_leak(env);
7365                 if (err) {
7366                         verbose(env, "tail_call would lead to reference leak\n");
7367                         return err;
7368                 }
7369                 break;
7370         case BPF_FUNC_get_local_storage:
7371                 /* check that flags argument in get_local_storage(map, flags) is 0,
7372                  * this is required because get_local_storage() can't return an error.
7373                  */
7374                 if (!register_is_null(&regs[BPF_REG_2])) {
7375                         verbose(env, "get_local_storage() doesn't support non-zero flags\n");
7376                         return -EINVAL;
7377                 }
7378                 break;
7379         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
7380                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
7381                                         set_map_elem_callback_state);
7382                 break;
7383         case BPF_FUNC_timer_set_callback:
7384                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
7385                                         set_timer_callback_state);
7386                 break;
7387         case BPF_FUNC_find_vma:
7388                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
7389                                         set_find_vma_callback_state);
7390                 break;
7391         case BPF_FUNC_snprintf:
7392                 err = check_bpf_snprintf_call(env, regs);
7393                 break;
7394         case BPF_FUNC_loop:
7395                 update_loop_inline_state(env, meta.subprogno);
7396                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
7397                                         set_loop_callback_state);
7398                 break;
7399         case BPF_FUNC_dynptr_from_mem:
7400                 if (regs[BPF_REG_1].type != PTR_TO_MAP_VALUE) {
7401                         verbose(env, "Unsupported reg type %s for bpf_dynptr_from_mem data\n",
7402                                 reg_type_str(env, regs[BPF_REG_1].type));
7403                         return -EACCES;
7404                 }
7405                 break;
7406         case BPF_FUNC_set_retval:
7407                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM &&
7408                     env->prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP) {
7409                         if (!env->prog->aux->attach_func_proto->type) {
7410                                 /* Make sure programs that attach to void
7411                                  * hooks don't try to modify return value.
7412                                  */
7413                                 verbose(env, "BPF_LSM_CGROUP that attach to void LSM hooks can't modify return value!\n");
7414                                 return -EINVAL;
7415                         }
7416                 }
7417                 break;
7418         case BPF_FUNC_dynptr_data:
7419                 for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++) {
7420                         if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[i])) {
7421                                 struct bpf_reg_state *reg = &regs[BPF_REG_1 + i];
7422
7423                                 if (meta.ref_obj_id) {
7424                                         verbose(env, "verifier internal error: meta.ref_obj_id already set\n");
7425                                         return -EFAULT;
7426                                 }
7427
7428                                 if (base_type(reg->type) != PTR_TO_DYNPTR)
7429                                         /* Find the id of the dynptr we're
7430                                          * tracking the reference of
7431                                          */
7432                                         meta.ref_obj_id = stack_slot_get_id(env, reg);
7433                                 break;
7434                         }
7435                 }
7436                 if (i == MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS) {
7437                         verbose(env, "verifier internal error: no dynptr in bpf_dynptr_data()\n");
7438                         return -EFAULT;
7439                 }
7440                 break;
7441         case BPF_FUNC_user_ringbuf_drain:
7442                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
7443                                         set_user_ringbuf_callback_state);
7444                 break;
7445         }
7446
7447         if (err)
7448                 return err;
7449
7450         /* reset caller saved regs */
7451         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
7452                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
7453                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
7454         }
7455
7456         /* helper call returns 64-bit value. */
7457         regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
7458
7459         /* update return register (already marked as written above) */
7460         ret_type = fn->ret_type;
7461         ret_flag = type_flag(ret_type);
7462
7463         switch (base_type(ret_type)) {
7464         case RET_INTEGER:
7465                 /* sets type to SCALAR_VALUE */
7466                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
7467                 break;
7468         case RET_VOID:
7469                 regs[BPF_REG_0].type = NOT_INIT;
7470                 break;
7471         case RET_PTR_TO_MAP_VALUE:
7472                 /* There is no offset yet applied, variable or fixed */
7473                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7474                 /* remember map_ptr, so that check_map_access()
7475                  * can check 'value_size' boundary of memory access
7476                  * to map element returned from bpf_map_lookup_elem()
7477                  */
7478                 if (meta.map_ptr == NULL) {
7479                         verbose(env,
7480                                 "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
7481                         return -EINVAL;
7482                 }
7483                 regs[BPF_REG_0].map_ptr = meta.map_ptr;
7484                 regs[BPF_REG_0].map_uid = meta.map_uid;
7485                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE | ret_flag;
7486                 if (!type_may_be_null(ret_type) &&
7487                     map_value_has_spin_lock(meta.map_ptr)) {
7488                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
7489                 }
7490                 break;
7491         case RET_PTR_TO_SOCKET:
7492                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7493                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCKET | ret_flag;
7494                 break;
7495         case RET_PTR_TO_SOCK_COMMON:
7496                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7497                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCK_COMMON | ret_flag;
7498                 break;
7499         case RET_PTR_TO_TCP_SOCK:
7500                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7501                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_TCP_SOCK | ret_flag;
7502                 break;
7503         case RET_PTR_TO_ALLOC_MEM:
7504                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7505                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
7506                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.mem_size;
7507                 break;
7508         case RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID:
7509         {
7510                 const struct btf_type *t;
7511
7512                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7513                 t = btf_type_skip_modifiers(meta.ret_btf, meta.ret_btf_id, NULL);
7514                 if (!btf_type_is_struct(t)) {
7515                         u32 tsize;
7516                         const struct btf_type *ret;
7517                         const char *tname;
7518
7519                         /* resolve the type size of ksym. */
7520                         ret = btf_resolve_size(meta.ret_btf, t, &tsize);
7521                         if (IS_ERR(ret)) {
7522                                 tname = btf_name_by_offset(meta.ret_btf, t->name_off);
7523                                 verbose(env, "unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
7524                                         tname, PTR_ERR(ret));
7525                                 return -EINVAL;
7526                         }
7527                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
7528                         regs[BPF_REG_0].mem_size = tsize;
7529                 } else {
7530                         /* MEM_RDONLY may be carried from ret_flag, but it
7531                          * doesn't apply on PTR_TO_BTF_ID. Fold it, otherwise
7532                          * it will confuse the check of PTR_TO_BTF_ID in
7533                          * check_mem_access().
7534                          */
7535                         ret_flag &= ~MEM_RDONLY;
7536
7537                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
7538                         regs[BPF_REG_0].btf = meta.ret_btf;
7539                         regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
7540                 }
7541                 break;
7542         }
7543         case RET_PTR_TO_BTF_ID:
7544         {
7545                 struct btf *ret_btf;
7546                 int ret_btf_id;
7547
7548                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7549                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
7550                 if (func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
7551                         ret_btf = meta.kptr_off_desc->kptr.btf;
7552                         ret_btf_id = meta.kptr_off_desc->kptr.btf_id;
7553                 } else {
7554                         if (fn->ret_btf_id == BPF_PTR_POISON) {
7555                                 verbose(env, "verifier internal error:");
7556                                 verbose(env, "func %s has non-overwritten BPF_PTR_POISON return type\n",
7557                                         func_id_name(func_id));
7558                                 return -EINVAL;
7559                         }
7560                         ret_btf = btf_vmlinux;
7561                         ret_btf_id = *fn->ret_btf_id;
7562                 }
7563                 if (ret_btf_id == 0) {
7564                         verbose(env, "invalid return type %u of func %s#%d\n",
7565                                 base_type(ret_type), func_id_name(func_id),
7566                                 func_id);
7567                         return -EINVAL;
7568                 }
7569                 regs[BPF_REG_0].btf = ret_btf;
7570                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
7571                 break;
7572         }
7573         default:
7574                 verbose(env, "unknown return type %u of func %s#%d\n",
7575                         base_type(ret_type), func_id_name(func_id), func_id);
7576                 return -EINVAL;
7577         }
7578
7579         if (type_may_be_null(regs[BPF_REG_0].type))
7580                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
7581
7582         if (helper_multiple_ref_obj_use(func_id, meta.map_ptr)) {
7583                 verbose(env, "verifier internal error: func %s#%d sets ref_obj_id more than once\n",
7584                         func_id_name(func_id), func_id);
7585                 return -EFAULT;
7586         }
7587
7588         if (is_ptr_cast_function(func_id) || is_dynptr_ref_function(func_id)) {
7589                 /* For release_reference() */
7590                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
7591         } else if (is_acquire_function(func_id, meta.map_ptr)) {
7592                 int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
7593
7594                 if (id < 0)
7595                         return id;
7596                 /* For mark_ptr_or_null_reg() */
7597                 regs[BPF_REG_0].id = id;
7598                 /* For release_reference() */
7599                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
7600         }
7601
7602         do_refine_retval_range(regs, fn->ret_type, func_id, &meta);
7603
7604         err = check_map_func_compatibility(env, meta.map_ptr, func_id);
7605         if (err)
7606                 return err;
7607
7608         if ((func_id == BPF_FUNC_get_stack ||
7609              func_id == BPF_FUNC_get_task_stack) &&
7610             !env->prog->has_callchain_buf) {
7611                 const char *err_str;
7612
7613 #ifdef CONFIG_PERF_EVENTS
7614                 err = get_callchain_buffers(sysctl_perf_event_max_stack);
7615                 err_str = "cannot get callchain buffer for func %s#%d\n";
7616 #else
7617                 err = -ENOTSUPP;
7618                 err_str = "func %s#%d not supported without CONFIG_PERF_EVENTS\n";
7619 #endif
7620                 if (err) {
7621                         verbose(env, err_str, func_id_name(func_id), func_id);
7622                         return err;
7623                 }
7624
7625                 env->prog->has_callchain_buf = true;
7626         }
7627
7628         if (func_id == BPF_FUNC_get_stackid || func_id == BPF_FUNC_get_stack)
7629                 env->prog->call_get_stack = true;
7630
7631         if (func_id == BPF_FUNC_get_func_ip) {
7632                 if (check_get_func_ip(env))
7633                         return -ENOTSUPP;
7634                 env->prog->call_get_func_ip = true;
7635         }
7636
7637         if (changes_data)
7638                 clear_all_pkt_pointers(env);
7639         return 0;
7640 }
7641
7642 /* mark_btf_func_reg_size() is used when the reg size is determined by
7643  * the BTF func_proto's return value size and argument.
7644  */
7645 static void mark_btf_func_reg_size(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
7646                                    size_t reg_size)
7647 {
7648         struct bpf_reg_state *reg = &cur_regs(env)[regno];
7649
7650         if (regno == BPF_REG_0) {
7651                 /* Function return value */
7652                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
7653                 reg->subreg_def = reg_size == sizeof(u64) ?
7654                         DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
7655         } else {
7656                 /* Function argument */
7657                 if (reg_size == sizeof(u64)) {
7658                         mark_insn_zext(env, reg);
7659                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
7660                 } else {
7661                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ32);
7662                 }
7663         }
7664 }
7665
7666 static int check_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
7667                             int *insn_idx_p)
7668 {
7669         const struct btf_type *t, *func, *func_proto, *ptr_type;
7670         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
7671         struct bpf_kfunc_arg_meta meta = { 0 };
7672         const char *func_name, *ptr_type_name;
7673         u32 i, nargs, func_id, ptr_type_id;
7674         int err, insn_idx = *insn_idx_p;
7675         const struct btf_param *args;
7676         struct btf *desc_btf;
7677         u32 *kfunc_flags;
7678         bool acq;
7679
7680         /* skip for now, but return error when we find this in fixup_kfunc_call */
7681         if (!insn->imm)
7682                 return 0;
7683
7684         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, insn->off);
7685         if (IS_ERR(desc_btf))
7686                 return PTR_ERR(desc_btf);
7687
7688         func_id = insn->imm;
7689         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
7690         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
7691         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
7692
7693         kfunc_flags = btf_kfunc_id_set_contains(desc_btf, resolve_prog_type(env->prog), func_id);
7694         if (!kfunc_flags) {
7695                 verbose(env, "calling kernel function %s is not allowed\n",
7696                         func_name);
7697                 return -EACCES;
7698         }
7699         if (*kfunc_flags & KF_DESTRUCTIVE && !capable(CAP_SYS_BOOT)) {
7700                 verbose(env, "destructive kfunc calls require CAP_SYS_BOOT capabilities\n");
7701                 return -EACCES;
7702         }
7703
7704         acq = *kfunc_flags & KF_ACQUIRE;
7705
7706         meta.flags = *kfunc_flags;
7707
7708         /* Check the arguments */
7709         err = btf_check_kfunc_arg_match(env, desc_btf, func_id, regs, &meta);
7710         if (err < 0)
7711                 return err;
7712         /* In case of release function, we get register number of refcounted
7713          * PTR_TO_BTF_ID back from btf_check_kfunc_arg_match, do the release now
7714          */
7715         if (err) {
7716                 err = release_reference(env, regs[err].ref_obj_id);
7717                 if (err) {
7718                         verbose(env, "kfunc %s#%d reference has not been acquired before\n",
7719                                 func_name, func_id);
7720                         return err;
7721                 }
7722         }
7723
7724         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++)
7725                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
7726
7727         /* Check return type */
7728         t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, func_proto->type, NULL);
7729
7730         if (acq && !btf_type_is_struct_ptr(desc_btf, t)) {
7731                 verbose(env, "acquire kernel function does not return PTR_TO_BTF_ID\n");
7732                 return -EINVAL;
7733         }
7734
7735         if (btf_type_is_scalar(t)) {
7736                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
7737                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, t->size);
7738         } else if (btf_type_is_ptr(t)) {
7739                 ptr_type = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, t->type,
7740                                                    &ptr_type_id);
7741                 if (!btf_type_is_struct(ptr_type)) {
7742                         if (!meta.r0_size) {
7743                                 ptr_type_name = btf_name_by_offset(desc_btf,
7744                                                                    ptr_type->name_off);
7745                                 verbose(env,
7746                                         "kernel function %s returns pointer type %s %s is not supported\n",
7747                                         func_name,
7748                                         btf_type_str(ptr_type),
7749                                         ptr_type_name);
7750                                 return -EINVAL;
7751                         }
7752
7753                         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7754                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM;
7755                         regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.r0_size;
7756
7757                         if (meta.r0_rdonly)
7758                                 regs[BPF_REG_0].type |= MEM_RDONLY;
7759
7760                         /* Ensures we don't access the memory after a release_reference() */
7761                         if (meta.ref_obj_id)
7762                                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
7763                 } else {
7764                         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7765                         regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
7766                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID;
7767                         regs[BPF_REG_0].btf_id = ptr_type_id;
7768                 }
7769                 if (*kfunc_flags & KF_RET_NULL) {
7770                         regs[BPF_REG_0].type |= PTR_MAYBE_NULL;
7771                         /* For mark_ptr_or_null_reg, see 93c230e3f5bd6 */
7772                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
7773                 }
7774                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, sizeof(void *));
7775                 if (acq) {
7776                         int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
7777
7778                         if (id < 0)
7779                                 return id;
7780                         regs[BPF_REG_0].id = id;
7781                         regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
7782                 }
7783         } /* else { add_kfunc_call() ensures it is btf_type_is_void(t) } */
7784
7785         nargs = btf_type_vlen(func_proto);
7786         args = (const struct btf_param *)(func_proto + 1);
7787         for (i = 0; i < nargs; i++) {
7788                 u32 regno = i + 1;
7789
7790                 t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, args[i].type, NULL);
7791                 if (btf_type_is_ptr(t))
7792                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, sizeof(void *));
7793                 else
7794                         /* scalar. ensured by btf_check_kfunc_arg_match() */
7795                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, t->size);
7796         }
7797
7798         return 0;
7799 }
7800
7801 static bool signed_add_overflows(s64 a, s64 b)
7802 {
7803         /* Do the add in u64, where overflow is well-defined */
7804         s64 res = (s64)((u64)a + (u64)b);
7805
7806         if (b < 0)
7807                 return res > a;
7808         return res < a;
7809 }
7810
7811 static bool signed_add32_overflows(s32 a, s32 b)
7812 {
7813         /* Do the add in u32, where overflow is well-defined */
7814         s32 res = (s32)((u32)a + (u32)b);
7815
7816         if (b < 0)
7817                 return res > a;
7818         return res < a;
7819 }
7820
7821 static bool signed_sub_overflows(s64 a, s64 b)
7822 {
7823         /* Do the sub in u64, where overflow is well-defined */
7824         s64 res = (s64)((u64)a - (u64)b);
7825
7826         if (b < 0)
7827                 return res < a;
7828         return res > a;
7829 }
7830
7831 static bool signed_sub32_overflows(s32 a, s32 b)
7832 {
7833         /* Do the sub in u32, where overflow is well-defined */
7834         s32 res = (s32)((u32)a - (u32)b);
7835
7836         if (b < 0)
7837                 return res < a;
7838         return res > a;
7839 }
7840
7841 static bool check_reg_sane_offset(struct bpf_verifier_env *env,
7842                                   const struct bpf_reg_state *reg,
7843                                   enum bpf_reg_type type)
7844 {
7845         bool known = tnum_is_const(reg->var_off);
7846         s64 val = reg->var_off.value;
7847         s64 smin = reg->smin_value;
7848
7849         if (known && (val >= BPF_MAX_VAR_OFF || val <= -BPF_MAX_VAR_OFF)) {
7850                 verbose(env, "math between %s pointer and %lld is not allowed\n",
7851                         reg_type_str(env, type), val);
7852                 return false;
7853         }
7854
7855         if (reg->off >= BPF_MAX_VAR_OFF || reg->off <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
7856                 verbose(env, "%s pointer offset %d is not allowed\n",
7857                         reg_type_str(env, type), reg->off);
7858                 return false;
7859         }
7860
7861         if (smin == S64_MIN) {
7862                 verbose(env, "math between %s pointer and register with unbounded min value is not allowed\n",
7863                         reg_type_str(env, type));
7864                 return false;
7865         }
7866
7867         if (smin >= BPF_MAX_VAR_OFF || smin <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
7868                 verbose(env, "value %lld makes %s pointer be out of bounds\n",
7869                         smin, reg_type_str(env, type));
7870                 return false;
7871         }
7872
7873         return true;
7874 }
7875
7876 enum {
7877         REASON_BOUNDS   = -1,
7878         REASON_TYPE     = -2,
7879         REASON_PATHS    = -3,
7880         REASON_LIMIT    = -4,
7881         REASON_STACK    = -5,
7882 };
7883
7884 static int retrieve_ptr_limit(const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
7885                               u32 *alu_limit, bool mask_to_left)
7886 {
7887         u32 max = 0, ptr_limit = 0;
7888
7889         switch (ptr_reg->type) {
7890         case PTR_TO_STACK:
7891                 /* Offset 0 is out-of-bounds, but acceptable start for the
7892                  * left direction, see BPF_REG_FP. Also, unknown scalar
7893                  * offset where we would need to deal with min/max bounds is
7894                  * currently prohibited for unprivileged.
7895                  */
7896                 max = MAX_BPF_STACK + mask_to_left;
7897                 ptr_limit = -(ptr_reg->var_off.value + ptr_reg->off);
7898                 break;
7899         case PTR_TO_MAP_VALUE:
7900                 max = ptr_reg->map_ptr->value_size;
7901                 ptr_limit = (mask_to_left ?
7902                              ptr_reg->smin_value :
7903                              ptr_reg->umax_value) + ptr_reg->off;
7904                 break;
7905         default:
7906                 return REASON_TYPE;
7907         }
7908
7909         if (ptr_limit >= max)
7910                 return REASON_LIMIT;
7911         *alu_limit = ptr_limit;
7912         return 0;
7913 }
7914
7915 static bool can_skip_alu_sanitation(const struct bpf_verifier_env *env,
7916                                     const struct bpf_insn *insn)
7917 {
7918         return env->bypass_spec_v1 || BPF_SRC(insn->code) == BPF_K;
7919 }
7920
7921 static int update_alu_sanitation_state(struct bpf_insn_aux_data *aux,
7922                                        u32 alu_state, u32 alu_limit)
7923 {
7924         /* If we arrived here from different branches with different
7925          * state or limits to sanitize, then this won't work.
7926          */
7927         if (aux->alu_state &&
7928             (aux->alu_state != alu_state ||
7929              aux->alu_limit != alu_limit))
7930                 return REASON_PATHS;
7931
7932         /* Corresponding fixup done in do_misc_fixups(). */
7933         aux->alu_state = alu_state;
7934         aux->alu_limit = alu_limit;
7935         return 0;
7936 }
7937
7938 static int sanitize_val_alu(struct bpf_verifier_env *env,
7939                             struct bpf_insn *insn)
7940 {
7941         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
7942
7943         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
7944                 return 0;
7945
7946         return update_alu_sanitation_state(aux, BPF_ALU_NON_POINTER, 0);
7947 }
7948
7949 static bool sanitize_needed(u8 opcode)
7950 {
7951         return opcode == BPF_ADD || opcode == BPF_SUB;
7952 }
7953
7954 struct bpf_sanitize_info {
7955         struct bpf_insn_aux_data aux;
7956         bool mask_to_left;
7957 };
7958
7959 static struct bpf_verifier_state *
7960 sanitize_speculative_path(struct bpf_verifier_env *env,
7961                           const struct bpf_insn *insn,
7962                           u32 next_idx, u32 curr_idx)
7963 {
7964         struct bpf_verifier_state *branch;
7965         struct bpf_reg_state *regs;
7966
7967         branch = push_stack(env, next_idx, curr_idx, true);
7968         if (branch && insn) {
7969                 regs = branch->frame[branch->curframe]->regs;
7970                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
7971                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
7972                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
7973                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
7974                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->src_reg);
7975                 }
7976         }
7977         return branch;
7978 }
7979
7980 static int sanitize_ptr_alu(struct bpf_verifier_env *env,
7981                             struct bpf_insn *insn,
7982                             const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
7983                             const struct bpf_reg_state *off_reg,
7984                             struct bpf_reg_state *dst_reg,
7985                             struct bpf_sanitize_info *info,
7986                             const bool commit_window)
7987 {
7988         struct bpf_insn_aux_data *aux = commit_window ? cur_aux(env) : &info->aux;
7989         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
7990         bool off_is_imm = tnum_is_const(off_reg->var_off);
7991         bool off_is_neg = off_reg->smin_value < 0;
7992         bool ptr_is_dst_reg = ptr_reg == dst_reg;
7993         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
7994         u32 alu_state, alu_limit;
7995         struct bpf_reg_state tmp;
7996         bool ret;
7997         int err;
7998
7999         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
8000                 return 0;
8001
8002         /* We already marked aux for masking from non-speculative
8003          * paths, thus we got here in the first place. We only care
8004          * to explore bad access from here.
8005          */
8006         if (vstate->speculative)
8007                 goto do_sim;
8008
8009         if (!commit_window) {
8010                 if (!tnum_is_const(off_reg->var_off) &&
8011                     (off_reg->smin_value < 0) != (off_reg->smax_value < 0))
8012                         return REASON_BOUNDS;
8013
8014                 info->mask_to_left = (opcode == BPF_ADD &&  off_is_neg) ||
8015                                      (opcode == BPF_SUB && !off_is_neg);
8016         }
8017
8018         err = retrieve_ptr_limit(ptr_reg, &alu_limit, info->mask_to_left);
8019         if (err < 0)
8020                 return err;
8021
8022         if (commit_window) {
8023                 /* In commit phase we narrow the masking window based on
8024                  * the observed pointer move after the simulated operation.
8025                  */
8026                 alu_state = info->aux.alu_state;
8027                 alu_limit = abs(info->aux.alu_limit - alu_limit);
8028         } else {
8029                 alu_state  = off_is_neg ? BPF_ALU_NEG_VALUE : 0;
8030                 alu_state |= off_is_imm ? BPF_ALU_IMMEDIATE : 0;
8031                 alu_state |= ptr_is_dst_reg ?
8032                              BPF_ALU_SANITIZE_SRC : BPF_ALU_SANITIZE_DST;
8033
8034                 /* Limit pruning on unknown scalars to enable deep search for
8035                  * potential masking differences from other program paths.
8036                  */
8037                 if (!off_is_imm)
8038                         env->explore_alu_limits = true;
8039         }
8040
8041         err = update_alu_sanitation_state(aux, alu_state, alu_limit);
8042         if (err < 0)
8043                 return err;
8044 do_sim:
8045         /* If we're in commit phase, we're done here given we already
8046          * pushed the truncated dst_reg into the speculative verification
8047          * stack.
8048          *
8049          * Also, when register is a known constant, we rewrite register-based
8050          * operation to immediate-based, and thus do not need masking (and as
8051          * a consequence, do not need to simulate the zero-truncation either).
8052          */
8053         if (commit_window || off_is_imm)
8054                 return 0;
8055
8056         /* Simulate and find potential out-of-bounds access under
8057          * speculative execution from truncation as a result of
8058          * masking when off was not within expected range. If off
8059          * sits in dst, then we temporarily need to move ptr there
8060          * to simulate dst (== 0) +/-= ptr. Needed, for example,
8061          * for cases where we use K-based arithmetic in one direction
8062          * and truncated reg-based in the other in order to explore
8063          * bad access.
8064          */
8065         if (!ptr_is_dst_reg) {
8066                 tmp = *dst_reg;
8067                 *dst_reg = *ptr_reg;
8068         }
8069         ret = sanitize_speculative_path(env, NULL, env->insn_idx + 1,
8070                                         env->insn_idx);
8071         if (!ptr_is_dst_reg && ret)
8072                 *dst_reg = tmp;
8073         return !ret ? REASON_STACK : 0;
8074 }
8075
8076 static void sanitize_mark_insn_seen(struct bpf_verifier_env *env)
8077 {
8078         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
8079
8080         /* If we simulate paths under speculation, we don't update the
8081          * insn as 'seen' such that when we verify unreachable paths in
8082          * the non-speculative domain, sanitize_dead_code() can still
8083          * rewrite/sanitize them.
8084          */
8085         if (!vstate->speculative)
8086                 env->insn_aux_data[env->insn_idx].seen = env->pass_cnt;
8087 }
8088
8089 static int sanitize_err(struct bpf_verifier_env *env,
8090                         const struct bpf_insn *insn, int reason,
8091                         const struct bpf_reg_state *off_reg,
8092                         const struct bpf_reg_state *dst_reg)
8093 {
8094         static const char *err = "pointer arithmetic with it prohibited for !root";
8095         const char *op = BPF_OP(insn->code) == BPF_ADD ? "add" : "sub";
8096         u32 dst = insn->dst_reg, src = insn->src_reg;
8097
8098         switch (reason) {
8099         case REASON_BOUNDS:
8100                 verbose(env, "R%d has unknown scalar with mixed signed bounds, %s\n",
8101                         off_reg == dst_reg ? dst : src, err);
8102                 break;
8103         case REASON_TYPE:
8104                 verbose(env, "R%d has pointer with unsupported alu operation, %s\n",
8105                         off_reg == dst_reg ? src : dst, err);
8106                 break;
8107         case REASON_PATHS:
8108                 verbose(env, "R%d tried to %s from different maps, paths or scalars, %s\n",
8109                         dst, op, err);
8110                 break;
8111         case REASON_LIMIT:
8112                 verbose(env, "R%d tried to %s beyond pointer bounds, %s\n",
8113                         dst, op, err);
8114                 break;
8115         case REASON_STACK:
8116                 verbose(env, "R%d could not be pushed for speculative verification, %s\n",
8117                         dst, err);
8118                 break;
8119         default:
8120                 verbose(env, "verifier internal error: unknown reason (%d)\n",
8121                         reason);
8122                 break;
8123         }
8124
8125         return -EACCES;
8126 }
8127
8128 /* check that stack access falls within stack limits and that 'reg' doesn't
8129  * have a variable offset.
8130  *
8131  * Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity since it
8132  * requires corresponding support in Spectre masking for stack ALU.  See also
8133  * retrieve_ptr_limit().
8134  *
8135  *
8136  * 'off' includes 'reg->off'.
8137  */
8138 static int check_stack_access_for_ptr_arithmetic(
8139                                 struct bpf_verifier_env *env,
8140                                 int regno,
8141                                 const struct bpf_reg_state *reg,
8142                                 int off)
8143 {
8144         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
8145                 char tn_buf[48];
8146
8147                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
8148                 verbose(env, "R%d variable stack access prohibited for !root, var_off=%s off=%d\n",
8149                         regno, tn_buf, off);
8150                 return -EACCES;
8151         }
8152
8153         if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK) {
8154                 verbose(env, "R%d stack pointer arithmetic goes out of range, "
8155                         "prohibited for !root; off=%d\n", regno, off);
8156                 return -EACCES;
8157         }
8158
8159         return 0;
8160 }
8161
8162 static int sanitize_check_bounds(struct bpf_verifier_env *env,
8163                                  const struct bpf_insn *insn,
8164                                  const struct bpf_reg_state *dst_reg)
8165 {
8166         u32 dst = insn->dst_reg;
8167
8168         /* For unprivileged we require that resulting offset must be in bounds
8169          * in order to be able to sanitize access later on.
8170          */
8171         if (env->bypass_spec_v1)
8172                 return 0;
8173
8174         switch (dst_reg->type) {
8175         case PTR_TO_STACK:
8176                 if (check_stack_access_for_ptr_arithmetic(env, dst, dst_reg,
8177                                         dst_reg->off + dst_reg->var_off.value))
8178                         return -EACCES;
8179                 break;
8180         case PTR_TO_MAP_VALUE:
8181                 if (check_map_access(env, dst, dst_reg->off, 1, false, ACCESS_HELPER)) {
8182                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic of map value goes out of range, "
8183                                 "prohibited for !root\n", dst);
8184                         return -EACCES;
8185                 }
8186                 break;
8187         default:
8188                 break;
8189         }
8190
8191         return 0;
8192 }
8193
8194 /* Handles arithmetic on a pointer and a scalar: computes new min/max and var_off.
8195  * Caller should also handle BPF_MOV case separately.
8196  * If we return -EACCES, caller may want to try again treating pointer as a
8197  * scalar.  So we only emit a diagnostic if !env->allow_ptr_leaks.
8198  */
8199 static int adjust_ptr_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
8200                                    struct bpf_insn *insn,
8201                                    const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
8202                                    const struct bpf_reg_state *off_reg)
8203 {
8204         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
8205         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
8206         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg;
8207         bool known = tnum_is_const(off_reg->var_off);
8208         s64 smin_val = off_reg->smin_value, smax_val = off_reg->smax_value,
8209             smin_ptr = ptr_reg->smin_value, smax_ptr = ptr_reg->smax_value;
8210         u64 umin_val = off_reg->umin_value, umax_val = off_reg->umax_value,
8211             umin_ptr = ptr_reg->umin_value, umax_ptr = ptr_reg->umax_value;
8212         struct bpf_sanitize_info info = {};
8213         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
8214         u32 dst = insn->dst_reg;
8215         int ret;
8216
8217         dst_reg = &regs[dst];
8218
8219         if ((known && (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
8220             smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
8221                 /* Taint dst register if offset had invalid bounds derived from
8222                  * e.g. dead branches.
8223                  */
8224                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
8225                 return 0;
8226         }
8227
8228         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64) {
8229                 /* 32-bit ALU ops on pointers produce (meaningless) scalars */
8230                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
8231                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
8232                         return 0;
8233                 }
8234
8235                 verbose(env,
8236                         "R%d 32-bit pointer arithmetic prohibited\n",
8237                         dst);
8238                 return -EACCES;
8239         }
8240
8241         if (ptr_reg->type & PTR_MAYBE_NULL) {
8242                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited, null-check it first\n",
8243                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
8244                 return -EACCES;
8245         }
8246
8247         switch (base_type(ptr_reg->type)) {
8248         case CONST_PTR_TO_MAP:
8249                 /* smin_val represents the known value */
8250                 if (known && smin_val == 0 && opcode == BPF_ADD)
8251                         break;
8252                 fallthrough;
8253         case PTR_TO_PACKET_END:
8254         case PTR_TO_SOCKET:
8255         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
8256         case PTR_TO_TCP_SOCK:
8257         case PTR_TO_XDP_SOCK:
8258                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited\n",
8259                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
8260                 return -EACCES;
8261         default:
8262                 break;
8263         }
8264
8265         /* In case of 'scalar += pointer', dst_reg inherits pointer type and id.
8266          * The id may be overwritten later if we create a new variable offset.
8267          */
8268         dst_reg->type = ptr_reg->type;
8269         dst_reg->id = ptr_reg->id;
8270
8271         if (!check_reg_sane_offset(env, off_reg, ptr_reg->type) ||
8272             !check_reg_sane_offset(env, ptr_reg, ptr_reg->type))
8273                 return -EINVAL;
8274
8275         /* pointer types do not carry 32-bit bounds at the moment. */
8276         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
8277
8278         if (sanitize_needed(opcode)) {
8279                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, ptr_reg, off_reg, dst_reg,
8280                                        &info, false);
8281                 if (ret < 0)
8282                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
8283         }
8284
8285         switch (opcode) {
8286         case BPF_ADD:
8287                 /* We can take a fixed offset as long as it doesn't overflow
8288                  * the s32 'off' field
8289                  */
8290                 if (known && (ptr_reg->off + smin_val ==
8291                               (s64)(s32)(ptr_reg->off + smin_val))) {
8292                         /* pointer += K.  Accumulate it into fixed offset */
8293                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
8294                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
8295                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
8296                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
8297                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
8298                         dst_reg->off = ptr_reg->off + smin_val;
8299                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
8300                         break;
8301                 }
8302                 /* A new variable offset is created.  Note that off_reg->off
8303                  * == 0, since it's a scalar.
8304                  * dst_reg gets the pointer type and since some positive
8305                  * integer value was added to the pointer, give it a new 'id'
8306                  * if it's a PTR_TO_PACKET.
8307                  * this creates a new 'base' pointer, off_reg (variable) gets
8308                  * added into the variable offset, and we copy the fixed offset
8309                  * from ptr_reg.
8310                  */
8311                 if (signed_add_overflows(smin_ptr, smin_val) ||
8312                     signed_add_overflows(smax_ptr, smax_val)) {
8313                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8314                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8315                 } else {
8316                         dst_reg->smin_value = smin_ptr + smin_val;
8317                         dst_reg->smax_value = smax_ptr + smax_val;
8318                 }
8319                 if (umin_ptr + umin_val < umin_ptr ||
8320                     umax_ptr + umax_val < umax_ptr) {
8321                         dst_reg->umin_value = 0;
8322                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
8323                 } else {
8324                         dst_reg->umin_value = umin_ptr + umin_val;
8325                         dst_reg->umax_value = umax_ptr + umax_val;
8326                 }
8327                 dst_reg->var_off = tnum_add(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
8328                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
8329                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
8330                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
8331                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
8332                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
8333                         memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
8334                 }
8335                 break;
8336         case BPF_SUB:
8337                 if (dst_reg == off_reg) {
8338                         /* scalar -= pointer.  Creates an unknown scalar */
8339                         verbose(env, "R%d tried to subtract pointer from scalar\n",
8340                                 dst);
8341                         return -EACCES;
8342                 }
8343                 /* We don't allow subtraction from FP, because (according to
8344                  * test_verifier.c test "invalid fp arithmetic", JITs might not
8345                  * be able to deal with it.
8346                  */
8347                 if (ptr_reg->type == PTR_TO_STACK) {
8348                         verbose(env, "R%d subtraction from stack pointer prohibited\n",
8349                                 dst);
8350                         return -EACCES;
8351                 }
8352                 if (known && (ptr_reg->off - smin_val ==
8353                               (s64)(s32)(ptr_reg->off - smin_val))) {
8354                         /* pointer -= K.  Subtract it from fixed offset */
8355                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
8356                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
8357                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
8358                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
8359                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
8360                         dst_reg->id = ptr_reg->id;
8361                         dst_reg->off = ptr_reg->off - smin_val;
8362                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
8363                         break;
8364                 }
8365                 /* A new variable offset is created.  If the subtrahend is known
8366                  * nonnegative, then any reg->range we had before is still good.
8367                  */
8368                 if (signed_sub_overflows(smin_ptr, smax_val) ||
8369                     signed_sub_overflows(smax_ptr, smin_val)) {
8370                         /* Overflow possible, we know nothing */
8371                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8372                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8373                 } else {
8374                         dst_reg->smin_value = smin_ptr - smax_val;
8375                         dst_reg->smax_value = smax_ptr - smin_val;
8376                 }
8377                 if (umin_ptr < umax_val) {
8378                         /* Overflow possible, we know nothing */
8379                         dst_reg->umin_value = 0;
8380                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
8381                 } else {
8382                         /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
8383                         dst_reg->umin_value = umin_ptr - umax_val;
8384                         dst_reg->umax_value = umax_ptr - umin_val;
8385                 }
8386                 dst_reg->var_off = tnum_sub(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
8387                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
8388                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
8389                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
8390                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
8391                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
8392                         if (smin_val < 0)
8393                                 memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
8394                 }
8395                 break;
8396         case BPF_AND:
8397         case BPF_OR:
8398         case BPF_XOR:
8399                 /* bitwise ops on pointers are troublesome, prohibit. */
8400                 verbose(env, "R%d bitwise operator %s on pointer prohibited\n",
8401                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
8402                 return -EACCES;
8403         default:
8404                 /* other operators (e.g. MUL,LSH) produce non-pointer results */
8405                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic with %s operator prohibited\n",
8406                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
8407                 return -EACCES;
8408         }
8409
8410         if (!check_reg_sane_offset(env, dst_reg, ptr_reg->type))
8411                 return -EINVAL;
8412         reg_bounds_sync(dst_reg);
8413         if (sanitize_check_bounds(env, insn, dst_reg) < 0)
8414                 return -EACCES;
8415         if (sanitize_needed(opcode)) {
8416                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, dst_reg, off_reg, dst_reg,
8417                                        &info, true);
8418                 if (ret < 0)
8419                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
8420         }
8421
8422         return 0;
8423 }
8424
8425 static void scalar32_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8426                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
8427 {
8428         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
8429         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
8430         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
8431         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
8432
8433         if (signed_add32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smin_val) ||
8434             signed_add32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smax_val)) {
8435                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
8436                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
8437         } else {
8438                 dst_reg->s32_min_value += smin_val;
8439                 dst_reg->s32_max_value += smax_val;
8440         }
8441         if (dst_reg->u32_min_value + umin_val < umin_val ||
8442             dst_reg->u32_max_value + umax_val < umax_val) {
8443                 dst_reg->u32_min_value = 0;
8444                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
8445         } else {
8446                 dst_reg->u32_min_value += umin_val;
8447                 dst_reg->u32_max_value += umax_val;
8448         }
8449 }
8450
8451 static void scalar_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8452                                struct bpf_reg_state *src_reg)
8453 {
8454         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
8455         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
8456         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
8457         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
8458
8459         if (signed_add_overflows(dst_reg->smin_value, smin_val) ||
8460             signed_add_overflows(dst_reg->smax_value, smax_val)) {
8461                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8462                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8463         } else {
8464                 dst_reg->smin_value += smin_val;
8465                 dst_reg->smax_value += smax_val;
8466         }
8467         if (dst_reg->umin_value + umin_val < umin_val ||
8468             dst_reg->umax_value + umax_val < umax_val) {
8469                 dst_reg->umin_value = 0;
8470                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
8471         } else {
8472                 dst_reg->umin_value += umin_val;
8473                 dst_reg->umax_value += umax_val;
8474         }
8475 }
8476
8477 static void scalar32_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8478                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
8479 {
8480         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
8481         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
8482         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
8483         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
8484
8485         if (signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smax_val) ||
8486             signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smin_val)) {
8487                 /* Overflow possible, we know nothing */
8488                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
8489                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
8490         } else {
8491                 dst_reg->s32_min_value -= smax_val;
8492                 dst_reg->s32_max_value -= smin_val;
8493         }
8494         if (dst_reg->u32_min_value < umax_val) {
8495                 /* Overflow possible, we know nothing */
8496                 dst_reg->u32_min_value = 0;
8497                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
8498         } else {
8499                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
8500                 dst_reg->u32_min_value -= umax_val;
8501                 dst_reg->u32_max_value -= umin_val;
8502         }
8503 }
8504
8505 static void scalar_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8506                                struct bpf_reg_state *src_reg)
8507 {
8508         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
8509         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
8510         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
8511         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
8512
8513         if (signed_sub_overflows(dst_reg->smin_value, smax_val) ||
8514             signed_sub_overflows(dst_reg->smax_value, smin_val)) {
8515                 /* Overflow possible, we know nothing */
8516                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8517                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8518         } else {
8519                 dst_reg->smin_value -= smax_val;
8520                 dst_reg->smax_value -= smin_val;
8521         }
8522         if (dst_reg->umin_value < umax_val) {
8523                 /* Overflow possible, we know nothing */
8524                 dst_reg->umin_value = 0;
8525                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
8526         } else {
8527                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
8528                 dst_reg->umin_value -= umax_val;
8529                 dst_reg->umax_value -= umin_val;
8530         }
8531 }
8532
8533 static void scalar32_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8534                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
8535 {
8536         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
8537         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
8538         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
8539
8540         if (smin_val < 0 || dst_reg->s32_min_value < 0) {
8541                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
8542                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
8543                 return;
8544         }
8545         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
8546          * copy the result to signed (unless it exceeds S32_MAX).
8547          */
8548         if (umax_val > U16_MAX || dst_reg->u32_max_value > U16_MAX) {
8549                 /* Potential overflow, we know nothing */
8550                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
8551                 return;
8552         }
8553         dst_reg->u32_min_value *= umin_val;
8554         dst_reg->u32_max_value *= umax_val;
8555         if (dst_reg->u32_max_value > S32_MAX) {
8556                 /* Overflow possible, we know nothing */
8557                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
8558                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
8559         } else {
8560                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
8561                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
8562         }
8563 }
8564
8565 static void scalar_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8566                                struct bpf_reg_state *src_reg)
8567 {
8568         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
8569         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
8570         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
8571
8572         if (smin_val < 0 || dst_reg->smin_value < 0) {
8573                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
8574                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
8575                 return;
8576         }
8577         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
8578          * copy the result to signed (unless it exceeds S64_MAX).
8579          */
8580         if (umax_val > U32_MAX || dst_reg->umax_value > U32_MAX) {
8581                 /* Potential overflow, we know nothing */
8582                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
8583                 return;
8584         }
8585         dst_reg->umin_value *= umin_val;
8586         dst_reg->umax_value *= umax_val;
8587         if (dst_reg->umax_value > S64_MAX) {
8588                 /* Overflow possible, we know nothing */
8589                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8590                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8591         } else {
8592                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
8593                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
8594         }
8595 }
8596
8597 static void scalar32_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8598                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
8599 {
8600         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
8601         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
8602         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
8603         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
8604         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
8605
8606         if (src_known && dst_known) {
8607                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
8608                 return;
8609         }
8610
8611         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
8612          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
8613          */
8614         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
8615         dst_reg->u32_max_value = min(dst_reg->u32_max_value, umax_val);
8616         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
8617                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
8618                  * ain't nobody got time for that.
8619                  */
8620                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
8621                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
8622         } else {
8623                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
8624                  * cast result into s64.
8625                  */
8626                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
8627                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
8628         }
8629 }
8630
8631 static void scalar_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8632                                struct bpf_reg_state *src_reg)
8633 {
8634         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
8635         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
8636         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
8637         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
8638
8639         if (src_known && dst_known) {
8640                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
8641                 return;
8642         }
8643
8644         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
8645          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
8646          */
8647         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
8648         dst_reg->umax_value = min(dst_reg->umax_value, umax_val);
8649         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
8650                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
8651                  * ain't nobody got time for that.
8652                  */
8653                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8654                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8655         } else {
8656                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
8657                  * cast result into s64.
8658                  */
8659                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
8660                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
8661         }
8662         /* We may learn something more from the var_off */
8663         __update_reg_bounds(dst_reg);
8664 }
8665
8666 static void scalar32_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8667                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
8668 {
8669         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
8670         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
8671         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
8672         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
8673         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
8674
8675         if (src_known && dst_known) {
8676                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
8677                 return;
8678         }
8679
8680         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
8681          * maximum of the operands' minima
8682          */
8683         dst_reg->u32_min_value = max(dst_reg->u32_min_value, umin_val);
8684         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
8685         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
8686                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
8687                  * ain't nobody got time for that.
8688                  */
8689                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
8690                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
8691         } else {
8692                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
8693                  * cast result into s64.
8694                  */
8695                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
8696                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
8697         }
8698 }
8699
8700 static void scalar_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8701                               struct bpf_reg_state *src_reg)
8702 {
8703         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
8704         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
8705         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
8706         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
8707
8708         if (src_known && dst_known) {
8709                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
8710                 return;
8711         }
8712
8713         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
8714          * maximum of the operands' minima
8715          */
8716         dst_reg->umin_value = max(dst_reg->umin_value, umin_val);
8717         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
8718         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
8719                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
8720                  * ain't nobody got time for that.
8721                  */
8722                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8723                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8724         } else {
8725                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
8726                  * cast result into s64.
8727                  */
8728                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
8729                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
8730         }
8731         /* We may learn something more from the var_off */
8732         __update_reg_bounds(dst_reg);
8733 }
8734
8735 static void scalar32_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8736                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
8737 {
8738         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
8739         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
8740         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
8741         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
8742
8743         if (src_known && dst_known) {
8744                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
8745                 return;
8746         }
8747
8748         /* We get both minimum and maximum from the var32_off. */
8749         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
8750         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
8751
8752         if (dst_reg->s32_min_value >= 0 && smin_val >= 0) {
8753                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
8754                  * so safe to cast u32 result into s32.
8755                  */
8756                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
8757                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
8758         } else {
8759                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
8760                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
8761         }
8762 }
8763
8764 static void scalar_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8765                                struct bpf_reg_state *src_reg)
8766 {
8767         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
8768         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
8769         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
8770
8771         if (src_known && dst_known) {
8772                 /* dst_reg->var_off.value has been updated earlier */
8773                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
8774                 return;
8775         }
8776
8777         /* We get both minimum and maximum from the var_off. */
8778         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
8779         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
8780
8781         if (dst_reg->smin_value >= 0 && smin_val >= 0) {
8782                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
8783                  * so safe to cast u64 result into s64.
8784                  */
8785                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
8786                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
8787         } else {
8788                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8789                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8790         }
8791
8792         __update_reg_bounds(dst_reg);
8793 }
8794
8795 static void __scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8796                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
8797 {
8798         /* We lose all sign bit information (except what we can pick
8799          * up from var_off)
8800          */
8801         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
8802         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
8803         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
8804         if (umax_val > 31 || dst_reg->u32_max_value > 1ULL << (31 - umax_val)) {
8805                 dst_reg->u32_min_value = 0;
8806                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
8807         } else {
8808                 dst_reg->u32_min_value <<= umin_val;
8809                 dst_reg->u32_max_value <<= umax_val;
8810         }
8811 }
8812
8813 static void scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8814                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
8815 {
8816         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
8817         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
8818         /* u32 alu operation will zext upper bits */
8819         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
8820
8821         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
8822         dst_reg->var_off = tnum_subreg(tnum_lshift(subreg, umin_val));
8823         /* Not required but being careful mark reg64 bounds as unknown so
8824          * that we are forced to pick them up from tnum and zext later and
8825          * if some path skips this step we are still safe.
8826          */
8827         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
8828         __update_reg32_bounds(dst_reg);
8829 }
8830
8831 static void __scalar64_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8832                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
8833 {
8834         /* Special case <<32 because it is a common compiler pattern to sign
8835          * extend subreg by doing <<32 s>>32. In this case if 32bit bounds are
8836          * positive we know this shift will also be positive so we can track
8837          * bounds correctly. Otherwise we lose all sign bit information except
8838          * what we can pick up from var_off. Perhaps we can generalize this
8839          * later to shifts of any length.
8840          */
8841         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_max_value >= 0)
8842                 dst_reg->smax_value = (s64)dst_reg->s32_max_value << 32;
8843         else
8844                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8845
8846         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_min_value >= 0)
8847                 dst_reg->smin_value = (s64)dst_reg->s32_min_value << 32;
8848         else
8849                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8850
8851         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
8852         if (dst_reg->umax_value > 1ULL << (63 - umax_val)) {
8853                 dst_reg->umin_value = 0;
8854                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
8855         } else {
8856                 dst_reg->umin_value <<= umin_val;
8857                 dst_reg->umax_value <<= umax_val;
8858         }
8859 }
8860
8861 static void scalar_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8862                                struct bpf_reg_state *src_reg)
8863 {
8864         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
8865         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
8866
8867         /* scalar64 calc uses 32bit unshifted bounds so must be called first */
8868         __scalar64_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
8869         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
8870
8871         dst_reg->var_off = tnum_lshift(dst_reg->var_off, umin_val);
8872         /* We may learn something more from the var_off */
8873         __update_reg_bounds(dst_reg);
8874 }
8875
8876 static void scalar32_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8877                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
8878 {
8879         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
8880         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
8881         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
8882
8883         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
8884          * be negative, then either:
8885          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
8886          *    unknown, so we lose our signed bounds
8887          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
8888          *    signed bounds
8889          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
8890          *    about the result
8891          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
8892          * unsigned bounds capture the signed bounds.
8893          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
8894          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
8895          * var_off of the result.
8896          */
8897         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
8898         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
8899
8900         dst_reg->var_off = tnum_rshift(subreg, umin_val);
8901         dst_reg->u32_min_value >>= umax_val;
8902         dst_reg->u32_max_value >>= umin_val;
8903
8904         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
8905         __update_reg32_bounds(dst_reg);
8906 }
8907
8908 static void scalar_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8909                                struct bpf_reg_state *src_reg)
8910 {
8911         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
8912         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
8913
8914         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
8915          * be negative, then either:
8916          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
8917          *    unknown, so we lose our signed bounds
8918          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
8919          *    signed bounds
8920          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
8921          *    about the result
8922          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
8923          * unsigned bounds capture the signed bounds.
8924          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
8925          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
8926          * var_off of the result.
8927          */
8928         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8929         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8930         dst_reg->var_off = tnum_rshift(dst_reg->var_off, umin_val);
8931         dst_reg->umin_value >>= umax_val;
8932         dst_reg->umax_value >>= umin_val;
8933
8934         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
8935          * on bits being shifted in. Take easy way out and mark unbounded
8936          * so we can recalculate later from tnum.
8937          */
8938         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
8939         __update_reg_bounds(dst_reg);
8940 }
8941
8942 static void scalar32_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8943                                   struct bpf_reg_state *src_reg)
8944 {
8945         u64 umin_val = src_reg->u32_min_value;
8946
8947         /* Upon reaching here, src_known is true and
8948          * umax_val is equal to umin_val.
8949          */
8950         dst_reg->s32_min_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_min_value) >> umin_val);
8951         dst_reg->s32_max_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_max_value) >> umin_val);
8952
8953         dst_reg->var_off = tnum_arshift(tnum_subreg(dst_reg->var_off), umin_val, 32);
8954
8955         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
8956          * dst_reg var_off to refine the result.
8957          */
8958         dst_reg->u32_min_value = 0;
8959         dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
8960
8961         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
8962         __update_reg32_bounds(dst_reg);
8963 }
8964
8965 static void scalar_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8966                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
8967 {
8968         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
8969
8970         /* Upon reaching here, src_known is true and umax_val is equal
8971          * to umin_val.
8972          */
8973         dst_reg->smin_value >>= umin_val;
8974         dst_reg->smax_value >>= umin_val;
8975
8976         dst_reg->var_off = tnum_arshift(dst_reg->var_off, umin_val, 64);
8977
8978         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
8979          * dst_reg var_off to refine the result.
8980          */
8981         dst_reg->umin_value = 0;
8982         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
8983
8984         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
8985          * on bits being shifted in from upper 32-bits. Take easy way out
8986          * and mark unbounded so we can recalculate later from tnum.
8987          */
8988         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
8989         __update_reg_bounds(dst_reg);
8990 }
8991
8992 /* WARNING: This function does calculations on 64-bit values, but the actual
8993  * execution may occur on 32-bit values. Therefore, things like bitshifts
8994  * need extra checks in the 32-bit case.
8995  */
8996 static int adjust_scalar_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
8997                                       struct bpf_insn *insn,
8998                                       struct bpf_reg_state *dst_reg,
8999                                       struct bpf_reg_state src_reg)
9000 {
9001         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
9002         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
9003         bool src_known;
9004         s64 smin_val, smax_val;
9005         u64 umin_val, umax_val;
9006         s32 s32_min_val, s32_max_val;
9007         u32 u32_min_val, u32_max_val;
9008         u64 insn_bitness = (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) ? 64 : 32;
9009         bool alu32 = (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64);
9010         int ret;
9011
9012         smin_val = src_reg.smin_value;
9013         smax_val = src_reg.smax_value;
9014         umin_val = src_reg.umin_value;
9015         umax_val = src_reg.umax_value;
9016
9017         s32_min_val = src_reg.s32_min_value;
9018         s32_max_val = src_reg.s32_max_value;
9019         u32_min_val = src_reg.u32_min_value;
9020         u32_max_val = src_reg.u32_max_value;
9021
9022         if (alu32) {
9023                 src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg.var_off);
9024                 if ((src_known &&
9025                      (s32_min_val != s32_max_val || u32_min_val != u32_max_val)) ||
9026                     s32_min_val > s32_max_val || u32_min_val > u32_max_val) {
9027                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
9028                          * derived from e.g. dead branches.
9029                          */
9030                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
9031                         return 0;
9032                 }
9033         } else {
9034                 src_known = tnum_is_const(src_reg.var_off);
9035                 if ((src_known &&
9036                      (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
9037                     smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
9038                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
9039                          * derived from e.g. dead branches.
9040                          */
9041                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
9042                         return 0;
9043                 }
9044         }
9045
9046         if (!src_known &&
9047             opcode != BPF_ADD && opcode != BPF_SUB && opcode != BPF_AND) {
9048                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
9049                 return 0;
9050         }
9051
9052         if (sanitize_needed(opcode)) {
9053                 ret = sanitize_val_alu(env, insn);
9054                 if (ret < 0)
9055                         return sanitize_err(env, insn, ret, NULL, NULL);
9056         }
9057
9058         /* Calculate sign/unsigned bounds and tnum for alu32 and alu64 bit ops.
9059          * There are two classes of instructions: The first class we track both
9060          * alu32 and alu64 sign/unsigned bounds independently this provides the
9061          * greatest amount of precision when alu operations are mixed with jmp32
9062          * operations. These operations are BPF_ADD, BPF_SUB, BPF_MUL, BPF_ADD,
9063          * and BPF_OR. This is possible because these ops have fairly easy to
9064          * understand and calculate behavior in both 32-bit and 64-bit alu ops.
9065          * See alu32 verifier tests for examples. The second class of
9066          * operations, BPF_LSH, BPF_RSH, and BPF_ARSH, however are not so easy
9067          * with regards to tracking sign/unsigned bounds because the bits may
9068          * cross subreg boundaries in the alu64 case. When this happens we mark
9069          * the reg unbounded in the subreg bound space and use the resulting
9070          * tnum to calculate an approximation of the sign/unsigned bounds.
9071          */
9072         switch (opcode) {
9073         case BPF_ADD:
9074                 scalar32_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
9075                 scalar_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
9076                 dst_reg->var_off = tnum_add(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
9077                 break;
9078         case BPF_SUB:
9079                 scalar32_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
9080                 scalar_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
9081                 dst_reg->var_off = tnum_sub(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
9082                 break;
9083         case BPF_MUL:
9084                 dst_reg->var_off = tnum_mul(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
9085                 scalar32_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
9086                 scalar_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
9087                 break;
9088         case BPF_AND:
9089                 dst_reg->var_off = tnum_and(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
9090                 scalar32_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
9091                 scalar_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
9092                 break;
9093         case BPF_OR:
9094                 dst_reg->var_off = tnum_or(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
9095                 scalar32_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
9096                 scalar_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
9097                 break;
9098         case BPF_XOR:
9099                 dst_reg->var_off = tnum_xor(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
9100                 scalar32_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
9101                 scalar_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
9102                 break;
9103         case BPF_LSH:
9104                 if (umax_val >= insn_bitness) {
9105                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
9106                          * This includes shifts by a negative number.
9107                          */
9108                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
9109                         break;
9110                 }
9111                 if (alu32)
9112                         scalar32_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
9113                 else
9114                         scalar_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
9115                 break;
9116         case BPF_RSH:
9117                 if (umax_val >= insn_bitness) {
9118                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
9119                          * This includes shifts by a negative number.
9120                          */
9121                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
9122                         break;
9123                 }
9124                 if (alu32)
9125                         scalar32_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
9126                 else
9127                         scalar_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
9128                 break;
9129         case BPF_ARSH:
9130                 if (umax_val >= insn_bitness) {
9131                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
9132                          * This includes shifts by a negative number.
9133                          */
9134                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
9135                         break;
9136                 }
9137                 if (alu32)
9138                         scalar32_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
9139                 else
9140                         scalar_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
9141                 break;
9142         default:
9143                 mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
9144                 break;
9145         }
9146
9147         /* ALU32 ops are zero extended into 64bit register */
9148         if (alu32)
9149                 zext_32_to_64(dst_reg);
9150         reg_bounds_sync(dst_reg);
9151         return 0;
9152 }
9153
9154 /* Handles ALU ops other than BPF_END, BPF_NEG and BPF_MOV: computes new min/max
9155  * and var_off.
9156  */
9157 static int adjust_reg_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
9158                                    struct bpf_insn *insn)
9159 {
9160         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
9161         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
9162         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg, *src_reg;
9163         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, off_reg = {0};
9164         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
9165         int err;
9166
9167         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
9168         src_reg = NULL;
9169         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE)
9170                 ptr_reg = dst_reg;
9171         else
9172                 /* Make sure ID is cleared otherwise dst_reg min/max could be
9173                  * incorrectly propagated into other registers by find_equal_scalars()
9174                  */
9175                 dst_reg->id = 0;
9176         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
9177                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
9178                 if (src_reg->type != SCALAR_VALUE) {
9179                         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE) {
9180                                 /* Combining two pointers by any ALU op yields
9181                                  * an arbitrary scalar. Disallow all math except
9182                                  * pointer subtraction
9183                                  */
9184                                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
9185                                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
9186                                         return 0;
9187                                 }
9188                                 verbose(env, "R%d pointer %s pointer prohibited\n",
9189                                         insn->dst_reg,
9190                                         bpf_alu_string[opcode >> 4]);
9191                                 return -EACCES;
9192                         } else {
9193                                 /* scalar += pointer
9194                                  * This is legal, but we have to reverse our
9195                                  * src/dest handling in computing the range
9196                                  */
9197                                 err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
9198                                 if (err)
9199                                         return err;
9200                                 return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
9201                                                                src_reg, dst_reg);
9202                         }
9203                 } else if (ptr_reg) {
9204                         /* pointer += scalar */
9205                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
9206                         if (err)
9207                                 return err;
9208                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
9209                                                        dst_reg, src_reg);
9210                 }
9211         } else {
9212                 /* Pretend the src is a reg with a known value, since we only
9213                  * need to be able to read from this state.
9214                  */
9215                 off_reg.type = SCALAR_VALUE;
9216                 __mark_reg_known(&off_reg, insn->imm);
9217                 src_reg = &off_reg;
9218                 if (ptr_reg) /* pointer += K */
9219                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
9220                                                        ptr_reg, src_reg);
9221         }
9222
9223         /* Got here implies adding two SCALAR_VALUEs */
9224         if (WARN_ON_ONCE(ptr_reg)) {
9225                 print_verifier_state(env, state, true);
9226                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected ptr_reg\n");
9227                 return -EINVAL;
9228         }
9229         if (WARN_ON(!src_reg)) {
9230                 print_verifier_state(env, state, true);
9231                 verbose(env, "verifier internal error: no src_reg\n");
9232                 return -EINVAL;
9233         }
9234         return adjust_scalar_min_max_vals(env, insn, dst_reg, *src_reg);
9235 }
9236
9237 /* check validity of 32-bit and 64-bit arithmetic operations */
9238 static int check_alu_op(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
9239 {
9240         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
9241         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
9242         int err;
9243
9244         if (opcode == BPF_END || opcode == BPF_NEG) {
9245                 if (opcode == BPF_NEG) {
9246                         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
9247                             insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
9248                             insn->off != 0 || insn->imm != 0) {
9249                                 verbose(env, "BPF_NEG uses reserved fields\n");
9250                                 return -EINVAL;
9251                         }
9252                 } else {
9253                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
9254                             (insn->imm != 16 && insn->imm != 32 && insn->imm != 64) ||
9255                             BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
9256                                 verbose(env, "BPF_END uses reserved fields\n");
9257                                 return -EINVAL;
9258                         }
9259                 }
9260
9261                 /* check src operand */
9262                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
9263                 if (err)
9264                         return err;
9265
9266                 if (is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
9267                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic prohibited\n",
9268                                 insn->dst_reg);
9269                         return -EACCES;
9270                 }
9271
9272                 /* check dest operand */
9273                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
9274                 if (err)
9275                         return err;
9276
9277         } else if (opcode == BPF_MOV) {
9278
9279                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
9280                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
9281                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
9282                                 return -EINVAL;
9283                         }
9284
9285                         /* check src operand */
9286                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
9287                         if (err)
9288                                 return err;
9289                 } else {
9290                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
9291                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
9292                                 return -EINVAL;
9293                         }
9294                 }
9295
9296                 /* check dest operand, mark as required later */
9297                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
9298                 if (err)
9299                         return err;
9300
9301                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
9302                         struct bpf_reg_state *src_reg = regs + insn->src_reg;
9303                         struct bpf_reg_state *dst_reg = regs + insn->dst_reg;
9304
9305                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
9306                                 /* case: R1 = R2
9307                                  * copy register state to dest reg
9308                                  */
9309                                 if (src_reg->type == SCALAR_VALUE && !src_reg->id)
9310                                         /* Assign src and dst registers the same ID
9311                                          * that will be used by find_equal_scalars()
9312                                          * to propagate min/max range.
9313                                          */
9314                                         src_reg->id = ++env->id_gen;
9315                                 *dst_reg = *src_reg;
9316                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
9317                                 dst_reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
9318                         } else {
9319                                 /* R1 = (u32) R2 */
9320                                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
9321                                         verbose(env,
9322                                                 "R%d partial copy of pointer\n",
9323                                                 insn->src_reg);
9324                                         return -EACCES;
9325                                 } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
9326                                         *dst_reg = *src_reg;
9327                                         /* Make sure ID is cleared otherwise
9328                                          * dst_reg min/max could be incorrectly
9329                                          * propagated into src_reg by find_equal_scalars()
9330                                          */
9331                                         dst_reg->id = 0;
9332                                         dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
9333                                         dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
9334                                 } else {
9335                                         mark_reg_unknown(env, regs,
9336                                                          insn->dst_reg);
9337                                 }
9338                                 zext_32_to_64(dst_reg);
9339                                 reg_bounds_sync(dst_reg);
9340                         }
9341                 } else {
9342                         /* case: R = imm
9343                          * remember the value we stored into this reg
9344                          */
9345                         /* clear any state __mark_reg_known doesn't set */
9346                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
9347                         regs[insn->dst_reg].type = SCALAR_VALUE;
9348                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
9349                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
9350                                                  insn->imm);
9351                         } else {
9352                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
9353                                                  (u32)insn->imm);
9354                         }
9355                 }
9356
9357         } else if (opcode > BPF_END) {
9358                 verbose(env, "invalid BPF_ALU opcode %x\n", opcode);
9359                 return -EINVAL;
9360
9361         } else {        /* all other ALU ops: and, sub, xor, add, ... */
9362
9363                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
9364                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
9365                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
9366                                 return -EINVAL;
9367                         }
9368                         /* check src1 operand */
9369                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
9370                         if (err)
9371                                 return err;
9372                 } else {
9373                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
9374                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
9375                                 return -EINVAL;
9376                         }
9377                 }
9378
9379                 /* check src2 operand */
9380                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
9381                 if (err)
9382                         return err;
9383
9384                 if ((opcode == BPF_MOD || opcode == BPF_DIV) &&
9385                     BPF_SRC(insn->code) == BPF_K && insn->imm == 0) {
9386                         verbose(env, "div by zero\n");
9387                         return -EINVAL;
9388                 }
9389
9390                 if ((opcode == BPF_LSH || opcode == BPF_RSH ||
9391                      opcode == BPF_ARSH) && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
9392                         int size = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 ? 64 : 32;
9393
9394                         if (insn->imm < 0 || insn->imm >= size) {
9395                                 verbose(env, "invalid shift %d\n", insn->imm);
9396                                 return -EINVAL;
9397                         }
9398                 }
9399
9400                 /* check dest operand */
9401                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
9402                 if (err)
9403                         return err;
9404
9405                 return adjust_reg_min_max_vals(env, insn);
9406         }
9407
9408         return 0;
9409 }
9410
9411 static void find_good_pkt_pointers(struct bpf_verifier_state *vstate,
9412                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
9413                                    enum bpf_reg_type type,
9414                                    bool range_right_open)
9415 {
9416         struct bpf_func_state *state;
9417         struct bpf_reg_state *reg;
9418         int new_range;
9419
9420         if (dst_reg->off < 0 ||
9421             (dst_reg->off == 0 && range_right_open))
9422                 /* This doesn't give us any range */
9423                 return;
9424
9425         if (dst_reg->umax_value > MAX_PACKET_OFF ||
9426             dst_reg->umax_value + dst_reg->off > MAX_PACKET_OFF)
9427                 /* Risk of overflow.  For instance, ptr + (1<<63) may be less
9428                  * than pkt_end, but that's because it's also less than pkt.
9429                  */
9430                 return;
9431
9432         new_range = dst_reg->off;
9433         if (range_right_open)
9434                 new_range++;
9435
9436         /* Examples for register markings:
9437          *
9438          * pkt_data in dst register:
9439          *
9440          *   r2 = r3;
9441          *   r2 += 8;
9442          *   if (r2 > pkt_end) goto <handle exception>
9443          *   <access okay>
9444          *
9445          *   r2 = r3;
9446          *   r2 += 8;
9447          *   if (r2 < pkt_end) goto <access okay>
9448          *   <handle exception>
9449          *
9450          *   Where:
9451          *     r2 == dst_reg, pkt_end == src_reg
9452          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
9453          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
9454          *
9455          * pkt_data in src register:
9456          *
9457          *   r2 = r3;
9458          *   r2 += 8;
9459          *   if (pkt_end >= r2) goto <access okay>
9460          *   <handle exception>
9461          *
9462          *   r2 = r3;
9463          *   r2 += 8;
9464          *   if (pkt_end <= r2) goto <handle exception>
9465          *   <access okay>
9466          *
9467          *   Where:
9468          *     pkt_end == dst_reg, r2 == src_reg
9469          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
9470          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
9471          *
9472          * Find register r3 and mark its range as r3=pkt(id=n,off=0,r=8)
9473          * or r3=pkt(id=n,off=0,r=8-1), so that range of bytes [r3, r3 + 8)
9474          * and [r3, r3 + 8-1) respectively is safe to access depending on
9475          * the check.
9476          */
9477
9478         /* If our ids match, then we must have the same max_value.  And we
9479          * don't care about the other reg's fixed offset, since if it's too big
9480          * the range won't allow anything.
9481          * dst_reg->off is known < MAX_PACKET_OFF, therefore it fits in a u16.
9482          */
9483         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
9484                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
9485                         /* keep the maximum range already checked */
9486                         reg->range = max(reg->range, new_range);
9487         }));
9488 }
9489
9490 static int is_branch32_taken(struct bpf_reg_state *reg, u32 val, u8 opcode)
9491 {
9492         struct tnum subreg = tnum_subreg(reg->var_off);
9493         s32 sval = (s32)val;
9494
9495         switch (opcode) {
9496         case BPF_JEQ:
9497                 if (tnum_is_const(subreg))
9498                         return !!tnum_equals_const(subreg, val);
9499                 break;
9500         case BPF_JNE:
9501                 if (tnum_is_const(subreg))
9502                         return !tnum_equals_const(subreg, val);
9503                 break;
9504         case BPF_JSET:
9505                 if ((~subreg.mask & subreg.value) & val)
9506                         return 1;
9507                 if (!((subreg.mask | subreg.value) & val))
9508                         return 0;
9509                 break;
9510         case BPF_JGT:
9511                 if (reg->u32_min_value > val)
9512                         return 1;
9513                 else if (reg->u32_max_value <= val)
9514                         return 0;
9515                 break;
9516         case BPF_JSGT:
9517                 if (reg->s32_min_value > sval)
9518                         return 1;
9519                 else if (reg->s32_max_value <= sval)
9520                         return 0;
9521                 break;
9522         case BPF_JLT:
9523                 if (reg->u32_max_value < val)
9524                         return 1;
9525                 else if (reg->u32_min_value >= val)
9526                         return 0;
9527                 break;
9528         case BPF_JSLT:
9529                 if (reg->s32_max_value < sval)
9530                         return 1;
9531                 else if (reg->s32_min_value >= sval)
9532                         return 0;
9533                 break;
9534         case BPF_JGE:
9535                 if (reg->u32_min_value >= val)
9536                         return 1;
9537                 else if (reg->u32_max_value < val)
9538                         return 0;
9539                 break;
9540         case BPF_JSGE:
9541                 if (reg->s32_min_value >= sval)
9542                         return 1;
9543                 else if (reg->s32_max_value < sval)
9544                         return 0;
9545                 break;
9546         case BPF_JLE:
9547                 if (reg->u32_max_value <= val)
9548                         return 1;
9549                 else if (reg->u32_min_value > val)
9550                         return 0;
9551                 break;
9552         case BPF_JSLE:
9553                 if (reg->s32_max_value <= sval)
9554                         return 1;
9555                 else if (reg->s32_min_value > sval)
9556                         return 0;
9557                 break;
9558         }
9559
9560         return -1;
9561 }
9562
9563
9564 static int is_branch64_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode)
9565 {
9566         s64 sval = (s64)val;
9567
9568         switch (opcode) {
9569         case BPF_JEQ:
9570                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
9571                         return !!tnum_equals_const(reg->var_off, val);
9572                 break;
9573         case BPF_JNE:
9574                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
9575                         return !tnum_equals_const(reg->var_off, val);
9576                 break;
9577         case BPF_JSET:
9578                 if ((~reg->var_off.mask & reg->var_off.value) & val)
9579                         return 1;
9580                 if (!((reg->var_off.mask | reg->var_off.value) & val))
9581                         return 0;
9582                 break;
9583         case BPF_JGT:
9584                 if (reg->umin_value > val)
9585                         return 1;
9586                 else if (reg->umax_value <= val)
9587                         return 0;
9588                 break;
9589         case BPF_JSGT:
9590                 if (reg->smin_value > sval)
9591                         return 1;
9592                 else if (reg->smax_value <= sval)
9593                         return 0;
9594                 break;
9595         case BPF_JLT:
9596                 if (reg->umax_value < val)
9597                         return 1;
9598                 else if (reg->umin_value >= val)
9599                         return 0;
9600                 break;
9601         case BPF_JSLT:
9602                 if (reg->smax_value < sval)
9603                         return 1;
9604                 else if (reg->smin_value >= sval)
9605                         return 0;
9606                 break;
9607         case BPF_JGE:
9608                 if (reg->umin_value >= val)
9609                         return 1;
9610                 else if (reg->umax_value < val)
9611                         return 0;
9612                 break;
9613         case BPF_JSGE:
9614                 if (reg->smin_value >= sval)
9615                         return 1;
9616                 else if (reg->smax_value < sval)
9617                         return 0;
9618                 break;
9619         case BPF_JLE:
9620                 if (reg->umax_value <= val)
9621                         return 1;
9622                 else if (reg->umin_value > val)
9623                         return 0;
9624                 break;
9625         case BPF_JSLE:
9626                 if (reg->smax_value <= sval)
9627                         return 1;
9628                 else if (reg->smin_value > sval)
9629                         return 0;
9630                 break;
9631         }
9632
9633         return -1;
9634 }
9635
9636 /* compute branch direction of the expression "if (reg opcode val) goto target;"
9637  * and return:
9638  *  1 - branch will be taken and "goto target" will be executed
9639  *  0 - branch will not be taken and fall-through to next insn
9640  * -1 - unknown. Example: "if (reg < 5)" is unknown when register value
9641  *      range [0,10]
9642  */
9643 static int is_branch_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode,
9644                            bool is_jmp32)
9645 {
9646         if (__is_pointer_value(false, reg)) {
9647                 if (!reg_type_not_null(reg->type))
9648                         return -1;
9649
9650                 /* If pointer is valid tests against zero will fail so we can
9651                  * use this to direct branch taken.
9652                  */
9653                 if (val != 0)
9654                         return -1;
9655
9656                 switch (opcode) {
9657                 case BPF_JEQ:
9658                         return 0;
9659                 case BPF_JNE:
9660                         return 1;
9661                 default:
9662                         return -1;
9663                 }
9664         }
9665
9666         if (is_jmp32)
9667                 return is_branch32_taken(reg, val, opcode);
9668         return is_branch64_taken(reg, val, opcode);
9669 }
9670
9671 static int flip_opcode(u32 opcode)
9672 {
9673         /* How can we transform "a <op> b" into "b <op> a"? */
9674         static const u8 opcode_flip[16] = {
9675                 /* these stay the same */
9676                 [BPF_JEQ  >> 4] = BPF_JEQ,
9677                 [BPF_JNE  >> 4] = BPF_JNE,
9678                 [BPF_JSET >> 4] = BPF_JSET,
9679                 /* these swap "lesser" and "greater" (L and G in the opcodes) */
9680                 [BPF_JGE  >> 4] = BPF_JLE,
9681                 [BPF_JGT  >> 4] = BPF_JLT,
9682                 [BPF_JLE  >> 4] = BPF_JGE,
9683                 [BPF_JLT  >> 4] = BPF_JGT,
9684                 [BPF_JSGE >> 4] = BPF_JSLE,
9685                 [BPF_JSGT >> 4] = BPF_JSLT,
9686                 [BPF_JSLE >> 4] = BPF_JSGE,
9687                 [BPF_JSLT >> 4] = BPF_JSGT
9688         };
9689         return opcode_flip[opcode >> 4];
9690 }
9691
9692 static int is_pkt_ptr_branch_taken(struct bpf_reg_state *dst_reg,
9693                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
9694                                    u8 opcode)
9695 {
9696         struct bpf_reg_state *pkt;
9697
9698         if (src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
9699                 pkt = dst_reg;
9700         } else if (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
9701                 pkt = src_reg;
9702                 opcode = flip_opcode(opcode);
9703         } else {
9704                 return -1;
9705         }
9706
9707         if (pkt->range >= 0)
9708                 return -1;
9709
9710         switch (opcode) {
9711         case BPF_JLE:
9712                 /* pkt <= pkt_end */
9713                 fallthrough;
9714         case BPF_JGT:
9715                 /* pkt > pkt_end */
9716                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END)
9717                         /* pkt has at last one extra byte beyond pkt_end */
9718                         return opcode == BPF_JGT;
9719                 break;
9720         case BPF_JLT:
9721                 /* pkt < pkt_end */
9722                 fallthrough;
9723         case BPF_JGE:
9724                 /* pkt >= pkt_end */
9725                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END || pkt->range == AT_PKT_END)
9726                         return opcode == BPF_JGE;
9727                 break;
9728         }
9729         return -1;
9730 }
9731
9732 /* Adjusts the register min/max values in the case that the dst_reg is the
9733  * variable register that we are working on, and src_reg is a constant or we're
9734  * simply doing a BPF_K check.
9735  * In JEQ/JNE cases we also adjust the var_off values.
9736  */
9737 static void reg_set_min_max(struct bpf_reg_state *true_reg,
9738                             struct bpf_reg_state *false_reg,
9739                             u64 val, u32 val32,
9740                             u8 opcode, bool is_jmp32)
9741 {
9742         struct tnum false_32off = tnum_subreg(false_reg->var_off);
9743         struct tnum false_64off = false_reg->var_off;
9744         struct tnum true_32off = tnum_subreg(true_reg->var_off);
9745         struct tnum true_64off = true_reg->var_off;
9746         s64 sval = (s64)val;
9747         s32 sval32 = (s32)val32;
9748
9749         /* If the dst_reg is a pointer, we can't learn anything about its
9750          * variable offset from the compare (unless src_reg were a pointer into
9751          * the same object, but we don't bother with that.
9752          * Since false_reg and true_reg have the same type by construction, we
9753          * only need to check one of them for pointerness.
9754          */
9755         if (__is_pointer_value(false, false_reg))
9756                 return;
9757
9758         switch (opcode) {
9759         /* JEQ/JNE comparison doesn't change the register equivalence.
9760          *
9761          * r1 = r2;
9762          * if (r1 == 42) goto label;
9763          * ...
9764          * label: // here both r1 and r2 are known to be 42.
9765          *
9766          * Hence when marking register as known preserve it's ID.
9767          */
9768         case BPF_JEQ:
9769                 if (is_jmp32) {
9770                         __mark_reg32_known(true_reg, val32);
9771                         true_32off = tnum_subreg(true_reg->var_off);
9772                 } else {
9773                         ___mark_reg_known(true_reg, val);
9774                         true_64off = true_reg->var_off;
9775                 }
9776                 break;
9777         case BPF_JNE:
9778                 if (is_jmp32) {
9779                         __mark_reg32_known(false_reg, val32);
9780                         false_32off = tnum_subreg(false_reg->var_off);
9781                 } else {
9782                         ___mark_reg_known(false_reg, val);
9783                         false_64off = false_reg->var_off;
9784                 }
9785                 break;
9786         case BPF_JSET:
9787                 if (is_jmp32) {
9788                         false_32off = tnum_and(false_32off, tnum_const(~val32));
9789                         if (is_power_of_2(val32))
9790                                 true_32off = tnum_or(true_32off,
9791                                                      tnum_const(val32));
9792                 } else {
9793                         false_64off = tnum_and(false_64off, tnum_const(~val));
9794                         if (is_power_of_2(val))
9795                                 true_64off = tnum_or(true_64off,
9796                                                      tnum_const(val));
9797                 }
9798                 break;
9799         case BPF_JGE:
9800         case BPF_JGT:
9801         {
9802                 if (is_jmp32) {
9803                         u32 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val32  : val32 - 1;
9804                         u32 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val32 + 1 : val32;
9805
9806                         false_reg->u32_max_value = min(false_reg->u32_max_value,
9807                                                        false_umax);
9808                         true_reg->u32_min_value = max(true_reg->u32_min_value,
9809                                                       true_umin);
9810                 } else {
9811                         u64 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val    : val - 1;
9812                         u64 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val + 1 : val;
9813
9814                         false_reg->umax_value = min(false_reg->umax_value, false_umax);
9815                         true_reg->umin_value = max(true_reg->umin_value, true_umin);
9816                 }
9817                 break;
9818         }
9819         case BPF_JSGE:
9820         case BPF_JSGT:
9821         {
9822                 if (is_jmp32) {
9823                         s32 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval32    : sval32 - 1;
9824                         s32 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval32 + 1 : sval32;
9825
9826                         false_reg->s32_max_value = min(false_reg->s32_max_value, false_smax);
9827                         true_reg->s32_min_value = max(true_reg->s32_min_value, true_smin);
9828                 } else {
9829                         s64 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval    : sval - 1;
9830                         s64 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval + 1 : sval;
9831
9832                         false_reg->smax_value = min(false_reg->smax_value, false_smax);
9833                         true_reg->smin_value = max(true_reg->smin_value, true_smin);
9834                 }
9835                 break;
9836         }
9837         case BPF_JLE:
9838         case BPF_JLT:
9839         {
9840                 if (is_jmp32) {
9841                         u32 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val32  : val32 + 1;
9842                         u32 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val32 - 1 : val32;
9843
9844                         false_reg->u32_min_value = max(false_reg->u32_min_value,
9845                                                        false_umin);
9846                         true_reg->u32_max_value = min(true_reg->u32_max_value,
9847                                                       true_umax);
9848                 } else {
9849                         u64 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val    : val + 1;
9850                         u64 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val - 1 : val;
9851
9852                         false_reg->umin_value = max(false_reg->umin_value, false_umin);
9853                         true_reg->umax_value = min(true_reg->umax_value, true_umax);
9854                 }
9855                 break;
9856         }
9857         case BPF_JSLE:
9858         case BPF_JSLT:
9859         {
9860                 if (is_jmp32) {
9861                         s32 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval32    : sval32 + 1;
9862                         s32 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval32 - 1 : sval32;
9863
9864                         false_reg->s32_min_value = max(false_reg->s32_min_value, false_smin);
9865                         true_reg->s32_max_value = min(true_reg->s32_max_value, true_smax);
9866                 } else {
9867                         s64 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval    : sval + 1;
9868                         s64 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval - 1 : sval;
9869
9870                         false_reg->smin_value = max(false_reg->smin_value, false_smin);
9871                         true_reg->smax_value = min(true_reg->smax_value, true_smax);
9872                 }
9873                 break;
9874         }
9875         default:
9876                 return;
9877         }
9878
9879         if (is_jmp32) {
9880                 false_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(false_64off),
9881                                              tnum_subreg(false_32off));
9882                 true_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(true_64off),
9883                                             tnum_subreg(true_32off));
9884                 __reg_combine_32_into_64(false_reg);
9885                 __reg_combine_32_into_64(true_reg);
9886         } else {
9887                 false_reg->var_off = false_64off;
9888                 true_reg->var_off = true_64off;
9889                 __reg_combine_64_into_32(false_reg);
9890                 __reg_combine_64_into_32(true_reg);
9891         }
9892 }
9893
9894 /* Same as above, but for the case that dst_reg holds a constant and src_reg is
9895  * the variable reg.
9896  */
9897 static void reg_set_min_max_inv(struct bpf_reg_state *true_reg,
9898                                 struct bpf_reg_state *false_reg,
9899                                 u64 val, u32 val32,
9900                                 u8 opcode, bool is_jmp32)
9901 {
9902         opcode = flip_opcode(opcode);
9903         /* This uses zero as "not present in table"; luckily the zero opcode,
9904          * BPF_JA, can't get here.
9905          */
9906         if (opcode)
9907                 reg_set_min_max(true_reg, false_reg, val, val32, opcode, is_jmp32);
9908 }
9909
9910 /* Regs are known to be equal, so intersect their min/max/var_off */
9911 static void __reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *src_reg,
9912                                   struct bpf_reg_state *dst_reg)
9913 {
9914         src_reg->umin_value = dst_reg->umin_value = max(src_reg->umin_value,
9915                                                         dst_reg->umin_value);
9916         src_reg->umax_value = dst_reg->umax_value = min(src_reg->umax_value,
9917                                                         dst_reg->umax_value);
9918         src_reg->smin_value = dst_reg->smin_value = max(src_reg->smin_value,
9919                                                         dst_reg->smin_value);
9920         src_reg->smax_value = dst_reg->smax_value = min(src_reg->smax_value,
9921                                                         dst_reg->smax_value);
9922         src_reg->var_off = dst_reg->var_off = tnum_intersect(src_reg->var_off,
9923                                                              dst_reg->var_off);
9924         reg_bounds_sync(src_reg);
9925         reg_bounds_sync(dst_reg);
9926 }
9927
9928 static void reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *true_src,
9929                                 struct bpf_reg_state *true_dst,
9930                                 struct bpf_reg_state *false_src,
9931                                 struct bpf_reg_state *false_dst,
9932                                 u8 opcode)
9933 {
9934         switch (opcode) {
9935         case BPF_JEQ:
9936                 __reg_combine_min_max(true_src, true_dst);
9937                 break;
9938         case BPF_JNE:
9939                 __reg_combine_min_max(false_src, false_dst);
9940                 break;
9941         }
9942 }
9943
9944 static void mark_ptr_or_null_reg(struct bpf_func_state *state,
9945                                  struct bpf_reg_state *reg, u32 id,
9946                                  bool is_null)
9947 {
9948         if (type_may_be_null(reg->type) && reg->id == id &&
9949             !WARN_ON_ONCE(!reg->id)) {
9950                 if (WARN_ON_ONCE(reg->smin_value || reg->smax_value ||
9951                                  !tnum_equals_const(reg->var_off, 0) ||
9952                                  reg->off)) {
9953                         /* Old offset (both fixed and variable parts) should
9954                          * have been known-zero, because we don't allow pointer
9955                          * arithmetic on pointers that might be NULL. If we
9956                          * see this happening, don't convert the register.
9957                          */
9958                         return;
9959                 }
9960                 if (is_null) {
9961                         reg->type = SCALAR_VALUE;
9962                         /* We don't need id and ref_obj_id from this point
9963                          * onwards anymore, thus we should better reset it,
9964                          * so that state pruning has chances to take effect.
9965                          */
9966                         reg->id = 0;
9967                         reg->ref_obj_id = 0;
9968
9969                         return;
9970                 }
9971
9972                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
9973
9974                 if (!reg_may_point_to_spin_lock(reg)) {
9975                         /* For not-NULL ptr, reg->ref_obj_id will be reset
9976                          * in release_reference().
9977                          *
9978                          * reg->id is still used by spin_lock ptr. Other
9979                          * than spin_lock ptr type, reg->id can be reset.
9980                          */
9981                         reg->id = 0;
9982                 }
9983         }
9984 }
9985
9986 /* The logic is similar to find_good_pkt_pointers(), both could eventually
9987  * be folded together at some point.
9988  */
9989 static void mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_verifier_state *vstate, u32 regno,
9990                                   bool is_null)
9991 {
9992         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
9993         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
9994         u32 ref_obj_id = regs[regno].ref_obj_id;
9995         u32 id = regs[regno].id;
9996
9997         if (ref_obj_id && ref_obj_id == id && is_null)
9998                 /* regs[regno] is in the " == NULL" branch.
9999                  * No one could have freed the reference state before
10000                  * doing the NULL check.
10001                  */
10002                 WARN_ON_ONCE(release_reference_state(state, id));
10003
10004         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
10005                 mark_ptr_or_null_reg(state, reg, id, is_null);
10006         }));
10007 }
10008
10009 static bool try_match_pkt_pointers(const struct bpf_insn *insn,
10010                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
10011                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
10012                                    struct bpf_verifier_state *this_branch,
10013                                    struct bpf_verifier_state *other_branch)
10014 {
10015         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_X)
10016                 return false;
10017
10018         /* Pointers are always 64-bit. */
10019         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32)
10020                 return false;
10021
10022         switch (BPF_OP(insn->code)) {
10023         case BPF_JGT:
10024                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
10025                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
10026                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
10027                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
10028                         /* pkt_data' > pkt_end, pkt_meta' > pkt_data */
10029                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
10030                                                dst_reg->type, false);
10031                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, true);
10032                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
10033                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
10034                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
10035                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
10036                         /* pkt_end > pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
10037                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
10038                                                src_reg->type, true);
10039                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, false);
10040                 } else {
10041                         return false;
10042                 }
10043                 break;
10044         case BPF_JLT:
10045                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
10046                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
10047                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
10048                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
10049                         /* pkt_data' < pkt_end, pkt_meta' < pkt_data */
10050                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
10051                                                dst_reg->type, true);
10052                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, false);
10053                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
10054                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
10055                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
10056                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
10057                         /* pkt_end < pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
10058                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
10059                                                src_reg->type, false);
10060                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, true);
10061                 } else {
10062                         return false;
10063                 }
10064                 break;
10065         case BPF_JGE:
10066                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
10067                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
10068                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
10069                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
10070                         /* pkt_data' >= pkt_end, pkt_meta' >= pkt_data */
10071                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
10072                                                dst_reg->type, true);
10073                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, false);
10074                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
10075                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
10076                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
10077                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
10078                         /* pkt_end >= pkt_data', pkt_data >= pkt_meta' */
10079                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
10080                                                src_reg->type, false);
10081                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, true);
10082                 } else {
10083                         return false;
10084                 }
10085                 break;
10086         case BPF_JLE:
10087                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
10088                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
10089                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
10090                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
10091                         /* pkt_data' <= pkt_end, pkt_meta' <= pkt_data */
10092                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
10093                                                dst_reg->type, false);
10094                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, true);
10095                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
10096                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
10097                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
10098                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
10099                         /* pkt_end <= pkt_data', pkt_data <= pkt_meta' */
10100                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
10101                                                src_reg->type, true);
10102                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, false);
10103                 } else {
10104                         return false;
10105                 }
10106                 break;
10107         default:
10108                 return false;
10109         }
10110
10111         return true;
10112 }
10113
10114 static void find_equal_scalars(struct bpf_verifier_state *vstate,
10115                                struct bpf_reg_state *known_reg)
10116 {
10117         struct bpf_func_state *state;
10118         struct bpf_reg_state *reg;
10119
10120         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
10121                 if (reg->type == SCALAR_VALUE && reg->id == known_reg->id)
10122                         *reg = *known_reg;
10123         }));
10124 }
10125
10126 static int check_cond_jmp_op(struct bpf_verifier_env *env,
10127                              struct bpf_insn *insn, int *insn_idx)
10128 {
10129         struct bpf_verifier_state *this_branch = env->cur_state;
10130         struct bpf_verifier_state *other_branch;
10131         struct bpf_reg_state *regs = this_branch->frame[this_branch->curframe]->regs;
10132         struct bpf_reg_state *dst_reg, *other_branch_regs, *src_reg = NULL;
10133         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
10134         bool is_jmp32;
10135         int pred = -1;
10136         int err;
10137
10138         /* Only conditional jumps are expected to reach here. */
10139         if (opcode == BPF_JA || opcode > BPF_JSLE) {
10140                 verbose(env, "invalid BPF_JMP/JMP32 opcode %x\n", opcode);
10141                 return -EINVAL;
10142         }
10143
10144         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
10145                 if (insn->imm != 0) {
10146                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
10147                         return -EINVAL;
10148                 }
10149
10150                 /* check src1 operand */
10151                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
10152                 if (err)
10153                         return err;
10154
10155                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
10156                         verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
10157                                 insn->src_reg);
10158                         return -EACCES;
10159                 }
10160                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
10161         } else {
10162                 if (insn->src_reg != BPF_REG_0) {
10163                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
10164                         return -EINVAL;
10165                 }
10166         }
10167
10168         /* check src2 operand */
10169         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
10170         if (err)
10171                 return err;
10172
10173         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
10174         is_jmp32 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32;
10175
10176         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
10177                 pred = is_branch_taken(dst_reg, insn->imm, opcode, is_jmp32);
10178         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
10179                    is_jmp32 && tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))) {
10180                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
10181                                        tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
10182                                        opcode,
10183                                        is_jmp32);
10184         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
10185                    !is_jmp32 && tnum_is_const(src_reg->var_off)) {
10186                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
10187                                        src_reg->var_off.value,
10188                                        opcode,
10189                                        is_jmp32);
10190         } else if (reg_is_pkt_pointer_any(dst_reg) &&
10191                    reg_is_pkt_pointer_any(src_reg) &&
10192                    !is_jmp32) {
10193                 pred = is_pkt_ptr_branch_taken(dst_reg, src_reg, opcode);
10194         }
10195
10196         if (pred >= 0) {
10197                 /* If we get here with a dst_reg pointer type it is because
10198                  * above is_branch_taken() special cased the 0 comparison.
10199                  */
10200                 if (!__is_pointer_value(false, dst_reg))
10201                         err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
10202                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X && !err &&
10203                     !__is_pointer_value(false, src_reg))
10204                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
10205                 if (err)
10206                         return err;
10207         }
10208
10209         if (pred == 1) {
10210                 /* Only follow the goto, ignore fall-through. If needed, push
10211                  * the fall-through branch for simulation under speculative
10212                  * execution.
10213                  */
10214                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
10215                     !sanitize_speculative_path(env, insn, *insn_idx + 1,
10216                                                *insn_idx))
10217                         return -EFAULT;
10218                 *insn_idx += insn->off;
10219                 return 0;
10220         } else if (pred == 0) {
10221                 /* Only follow the fall-through branch, since that's where the
10222                  * program will go. If needed, push the goto branch for
10223                  * simulation under speculative execution.
10224                  */
10225                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
10226                     !sanitize_speculative_path(env, insn,
10227                                                *insn_idx + insn->off + 1,
10228                                                *insn_idx))
10229                         return -EFAULT;
10230                 return 0;
10231         }
10232
10233         other_branch = push_stack(env, *insn_idx + insn->off + 1, *insn_idx,
10234                                   false);
10235         if (!other_branch)
10236                 return -EFAULT;
10237         other_branch_regs = other_branch->frame[other_branch->curframe]->regs;
10238
10239         /* detect if we are comparing against a constant value so we can adjust
10240          * our min/max values for our dst register.
10241          * this is only legit if both are scalars (or pointers to the same
10242          * object, I suppose, but we don't support that right now), because
10243          * otherwise the different base pointers mean the offsets aren't
10244          * comparable.
10245          */
10246         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
10247                 struct bpf_reg_state *src_reg = &regs[insn->src_reg];
10248
10249                 if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
10250                     src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
10251                         if (tnum_is_const(src_reg->var_off) ||
10252                             (is_jmp32 &&
10253                              tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))))
10254                                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
10255                                                 dst_reg,
10256                                                 src_reg->var_off.value,
10257                                                 tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
10258                                                 opcode, is_jmp32);
10259                         else if (tnum_is_const(dst_reg->var_off) ||
10260                                  (is_jmp32 &&
10261                                   tnum_is_const(tnum_subreg(dst_reg->var_off))))
10262                                 reg_set_min_max_inv(&other_branch_regs[insn->src_reg],
10263                                                     src_reg,
10264                                                     dst_reg->var_off.value,
10265                                                     tnum_subreg(dst_reg->var_off).value,
10266                                                     opcode, is_jmp32);
10267                         else if (!is_jmp32 &&
10268                                  (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE))
10269                                 /* Comparing for equality, we can combine knowledge */
10270                                 reg_combine_min_max(&other_branch_regs[insn->src_reg],
10271                                                     &other_branch_regs[insn->dst_reg],
10272                                                     src_reg, dst_reg, opcode);
10273                         if (src_reg->id &&
10274                             !WARN_ON_ONCE(src_reg->id != other_branch_regs[insn->src_reg].id)) {
10275                                 find_equal_scalars(this_branch, src_reg);
10276                                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->src_reg]);
10277                         }
10278
10279                 }
10280         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE) {
10281                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
10282                                         dst_reg, insn->imm, (u32)insn->imm,
10283                                         opcode, is_jmp32);
10284         }
10285
10286         if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE && dst_reg->id &&
10287             !WARN_ON_ONCE(dst_reg->id != other_branch_regs[insn->dst_reg].id)) {
10288                 find_equal_scalars(this_branch, dst_reg);
10289                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->dst_reg]);
10290         }
10291
10292         /* detect if R == 0 where R is returned from bpf_map_lookup_elem().
10293          * NOTE: these optimizations below are related with pointer comparison
10294          *       which will never be JMP32.
10295          */
10296         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K &&
10297             insn->imm == 0 && (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE) &&
10298             type_may_be_null(dst_reg->type)) {
10299                 /* Mark all identical registers in each branch as either
10300                  * safe or unknown depending R == 0 or R != 0 conditional.
10301                  */
10302                 mark_ptr_or_null_regs(this_branch, insn->dst_reg,
10303                                       opcode == BPF_JNE);
10304                 mark_ptr_or_null_regs(other_branch, insn->dst_reg,
10305                                       opcode == BPF_JEQ);
10306         } else if (!try_match_pkt_pointers(insn, dst_reg, &regs[insn->src_reg],
10307                                            this_branch, other_branch) &&
10308                    is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
10309                 verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
10310                         insn->dst_reg);
10311                 return -EACCES;
10312         }
10313         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
10314                 print_insn_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
10315         return 0;
10316 }
10317
10318 /* verify BPF_LD_IMM64 instruction */
10319 static int check_ld_imm(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
10320 {
10321         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
10322         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
10323         struct bpf_reg_state *dst_reg;
10324         struct bpf_map *map;
10325         int err;
10326
10327         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
10328                 verbose(env, "invalid BPF_LD_IMM insn\n");
10329                 return -EINVAL;
10330         }
10331         if (insn->off != 0) {
10332                 verbose(env, "BPF_LD_IMM64 uses reserved fields\n");
10333                 return -EINVAL;
10334         }
10335
10336         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
10337         if (err)
10338                 return err;
10339
10340         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
10341         if (insn->src_reg == 0) {
10342                 u64 imm = ((u64)(insn + 1)->imm << 32) | (u32)insn->imm;
10343
10344                 dst_reg->type = SCALAR_VALUE;
10345                 __mark_reg_known(&regs[insn->dst_reg], imm);
10346                 return 0;
10347         }
10348
10349         /* All special src_reg cases are listed below. From this point onwards
10350          * we either succeed and assign a corresponding dst_reg->type after
10351          * zeroing the offset, or fail and reject the program.
10352          */
10353         mark_reg_known_zero(env, regs, insn->dst_reg);
10354
10355         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
10356                 dst_reg->type = aux->btf_var.reg_type;
10357                 switch (base_type(dst_reg->type)) {
10358                 case PTR_TO_MEM:
10359                         dst_reg->mem_size = aux->btf_var.mem_size;
10360                         break;
10361                 case PTR_TO_BTF_ID:
10362                         dst_reg->btf = aux->btf_var.btf;
10363                         dst_reg->btf_id = aux->btf_var.btf_id;
10364                         break;
10365                 default:
10366                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
10367                         return -EFAULT;
10368                 }
10369                 return 0;
10370         }
10371
10372         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
10373                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
10374                 u32 subprogno = find_subprog(env,
10375                                              env->insn_idx + insn->imm + 1);
10376
10377                 if (!aux->func_info) {
10378                         verbose(env, "missing btf func_info\n");
10379                         return -EINVAL;
10380                 }
10381                 if (aux->func_info_aux[subprogno].linkage != BTF_FUNC_STATIC) {
10382                         verbose(env, "callback function not static\n");
10383                         return -EINVAL;
10384                 }
10385
10386                 dst_reg->type = PTR_TO_FUNC;
10387                 dst_reg->subprogno = subprogno;
10388                 return 0;
10389         }
10390
10391         map = env->used_maps[aux->map_index];
10392         dst_reg->map_ptr = map;
10393
10394         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_VALUE ||
10395             insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE) {
10396                 dst_reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
10397                 dst_reg->off = aux->map_off;
10398                 if (map_value_has_spin_lock(map))
10399                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
10400         } else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
10401                    insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
10402                 dst_reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
10403         } else {
10404                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
10405                 return -EINVAL;
10406         }
10407
10408         return 0;
10409 }
10410
10411 static bool may_access_skb(enum bpf_prog_type type)
10412 {
10413         switch (type) {
10414         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
10415         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
10416         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
10417                 return true;
10418         default:
10419                 return false;
10420         }
10421 }
10422
10423 /* verify safety of LD_ABS|LD_IND instructions:
10424  * - they can only appear in the programs where ctx == skb
10425  * - since they are wrappers of function calls, they scratch R1-R5 registers,
10426  *   preserve R6-R9, and store return value into R0
10427  *
10428  * Implicit input:
10429  *   ctx == skb == R6 == CTX
10430  *
10431  * Explicit input:
10432  *   SRC == any register
10433  *   IMM == 32-bit immediate
10434  *
10435  * Output:
10436  *   R0 - 8/16/32-bit skb data converted to cpu endianness
10437  */
10438 static int check_ld_abs(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
10439 {
10440         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
10441         static const int ctx_reg = BPF_REG_6;
10442         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
10443         int i, err;
10444
10445         if (!may_access_skb(resolve_prog_type(env->prog))) {
10446                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] instructions not allowed for this program type\n");
10447                 return -EINVAL;
10448         }
10449
10450         if (!env->ops->gen_ld_abs) {
10451                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
10452                 return -EINVAL;
10453         }
10454
10455         if (insn->dst_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
10456             BPF_SIZE(insn->code) == BPF_DW ||
10457             (mode == BPF_ABS && insn->src_reg != BPF_REG_0)) {
10458                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] uses reserved fields\n");
10459                 return -EINVAL;
10460         }
10461
10462         /* check whether implicit source operand (register R6) is readable */
10463         err = check_reg_arg(env, ctx_reg, SRC_OP);
10464         if (err)
10465                 return err;
10466
10467         /* Disallow usage of BPF_LD_[ABS|IND] with reference tracking, as
10468          * gen_ld_abs() may terminate the program at runtime, leading to
10469          * reference leak.
10470          */
10471         err = check_reference_leak(env);
10472         if (err) {
10473                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be mixed with socket references\n");
10474                 return err;
10475         }
10476
10477         if (env->cur_state->active_spin_lock) {
10478                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_spin_lock-ed region\n");
10479                 return -EINVAL;
10480         }
10481
10482         if (regs[ctx_reg].type != PTR_TO_CTX) {
10483                 verbose(env,
10484                         "at the time of BPF_LD_ABS|IND R6 != pointer to skb\n");
10485                 return -EINVAL;
10486         }
10487
10488         if (mode == BPF_IND) {
10489                 /* check explicit source operand */
10490                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
10491                 if (err)
10492                         return err;
10493         }
10494
10495         err = check_ptr_off_reg(env, &regs[ctx_reg], ctx_reg);
10496         if (err < 0)
10497                 return err;
10498
10499         /* reset caller saved regs to unreadable */
10500         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
10501                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
10502                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
10503         }
10504
10505         /* mark destination R0 register as readable, since it contains
10506          * the value fetched from the packet.
10507          * Already marked as written above.
10508          */
10509         mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
10510         /* ld_abs load up to 32-bit skb data. */
10511         regs[BPF_REG_0].subreg_def = env->insn_idx + 1;
10512         return 0;
10513 }
10514
10515 static int check_return_code(struct bpf_verifier_env *env)
10516 {
10517         struct tnum enforce_attach_type_range = tnum_unknown;
10518         const struct bpf_prog *prog = env->prog;
10519         struct bpf_reg_state *reg;
10520         struct tnum range = tnum_range(0, 1);
10521         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
10522         int err;
10523         struct bpf_func_state *frame = env->cur_state->frame[0];
10524         const bool is_subprog = frame->subprogno;
10525
10526         /* LSM and struct_ops func-ptr's return type could be "void" */
10527         if (!is_subprog) {
10528                 switch (prog_type) {
10529                 case BPF_PROG_TYPE_LSM:
10530                         if (prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP)
10531                                 /* See below, can be 0 or 0-1 depending on hook. */
10532                                 break;
10533                         fallthrough;
10534                 case BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS:
10535                         if (!prog->aux->attach_func_proto->type)
10536                                 return 0;
10537                         break;
10538                 default:
10539                         break;
10540                 }
10541         }
10542
10543         /* eBPF calling convention is such that R0 is used
10544          * to return the value from eBPF program.
10545          * Make sure that it's readable at this time
10546          * of bpf_exit, which means that program wrote
10547          * something into it earlier
10548          */
10549         err = check_reg_arg(env, BPF_REG_0, SRC_OP);
10550         if (err)
10551                 return err;
10552
10553         if (is_pointer_value(env, BPF_REG_0)) {
10554                 verbose(env, "R0 leaks addr as return value\n");
10555                 return -EACCES;
10556         }
10557
10558         reg = cur_regs(env) + BPF_REG_0;
10559
10560         if (frame->in_async_callback_fn) {
10561                 /* enforce return zero from async callbacks like timer */
10562                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
10563                         verbose(env, "In async callback the register R0 is not a known value (%s)\n",
10564                                 reg_type_str(env, reg->type));
10565                         return -EINVAL;
10566                 }
10567
10568                 if (!tnum_in(tnum_const(0), reg->var_off)) {
10569                         verbose_invalid_scalar(env, reg, &range, "async callback", "R0");
10570                         return -EINVAL;
10571                 }
10572                 return 0;
10573         }
10574
10575         if (is_subprog) {
10576                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
10577                         verbose(env, "At subprogram exit the register R0 is not a scalar value (%s)\n",
10578                                 reg_type_str(env, reg->type));
10579                         return -EINVAL;
10580                 }
10581                 return 0;
10582         }
10583
10584         switch (prog_type) {
10585         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK_ADDR:
10586                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP4_RECVMSG ||
10587                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP6_RECVMSG ||
10588                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETPEERNAME ||
10589                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETPEERNAME ||
10590                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETSOCKNAME ||
10591                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETSOCKNAME)
10592                         range = tnum_range(1, 1);
10593                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_BIND ||
10594                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_BIND)
10595                         range = tnum_range(0, 3);
10596                 break;
10597         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
10598                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET_EGRESS) {
10599                         range = tnum_range(0, 3);
10600                         enforce_attach_type_range = tnum_range(2, 3);
10601                 }
10602                 break;
10603         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK:
10604         case BPF_PROG_TYPE_SOCK_OPS:
10605         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_DEVICE:
10606         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SYSCTL:
10607         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
10608                 break;
10609         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
10610                 if (!env->prog->aux->attach_btf_id)
10611                         return 0;
10612                 range = tnum_const(0);
10613                 break;
10614         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
10615                 switch (env->prog->expected_attach_type) {
10616                 case BPF_TRACE_FENTRY:
10617                 case BPF_TRACE_FEXIT:
10618                         range = tnum_const(0);
10619                         break;
10620                 case BPF_TRACE_RAW_TP:
10621                 case BPF_MODIFY_RETURN:
10622                         return 0;
10623                 case BPF_TRACE_ITER:
10624                         break;
10625                 default:
10626                         return -ENOTSUPP;
10627                 }
10628                 break;
10629         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
10630                 range = tnum_range(SK_DROP, SK_PASS);
10631                 break;
10632
10633         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
10634                 if (env->prog->expected_attach_type != BPF_LSM_CGROUP) {
10635                         /* Regular BPF_PROG_TYPE_LSM programs can return
10636                          * any value.
10637                          */
10638                         return 0;
10639                 }
10640                 if (!env->prog->aux->attach_func_proto->type) {
10641                         /* Make sure programs that attach to void
10642                          * hooks don't try to modify return value.
10643                          */
10644                         range = tnum_range(1, 1);
10645                 }
10646                 break;
10647
10648         case BPF_PROG_TYPE_EXT:
10649                 /* freplace program can return anything as its return value
10650                  * depends on the to-be-replaced kernel func or bpf program.
10651                  */
10652         default:
10653                 return 0;
10654         }
10655
10656         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
10657                 verbose(env, "At program exit the register R0 is not a known value (%s)\n",
10658                         reg_type_str(env, reg->type));
10659                 return -EINVAL;
10660         }
10661
10662         if (!tnum_in(range, reg->var_off)) {
10663                 verbose_invalid_scalar(env, reg, &range, "program exit", "R0");
10664                 if (prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP &&
10665                     prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM &&
10666                     !prog->aux->attach_func_proto->type)
10667                         verbose(env, "Note, BPF_LSM_CGROUP that attach to void LSM hooks can't modify return value!\n");
10668                 return -EINVAL;
10669         }
10670
10671         if (!tnum_is_unknown(enforce_attach_type_range) &&
10672             tnum_in(enforce_attach_type_range, reg->var_off))
10673                 env->prog->enforce_expected_attach_type = 1;
10674         return 0;
10675 }
10676
10677 /* non-recursive DFS pseudo code
10678  * 1  procedure DFS-iterative(G,v):
10679  * 2      label v as discovered
10680  * 3      let S be a stack
10681  * 4      S.push(v)
10682  * 5      while S is not empty
10683  * 6            t <- S.pop()
10684  * 7            if t is what we're looking for:
10685  * 8                return t
10686  * 9            for all edges e in G.adjacentEdges(t) do
10687  * 10               if edge e is already labelled
10688  * 11                   continue with the next edge
10689  * 12               w <- G.adjacentVertex(t,e)
10690  * 13               if vertex w is not discovered and not explored
10691  * 14                   label e as tree-edge
10692  * 15                   label w as discovered
10693  * 16                   S.push(w)
10694  * 17                   continue at 5
10695  * 18               else if vertex w is discovered
10696  * 19                   label e as back-edge
10697  * 20               else
10698  * 21                   // vertex w is explored
10699  * 22                   label e as forward- or cross-edge
10700  * 23           label t as explored
10701  * 24           S.pop()
10702  *
10703  * convention:
10704  * 0x10 - discovered
10705  * 0x11 - discovered and fall-through edge labelled
10706  * 0x12 - discovered and fall-through and branch edges labelled
10707  * 0x20 - explored
10708  */
10709
10710 enum {
10711         DISCOVERED = 0x10,
10712         EXPLORED = 0x20,
10713         FALLTHROUGH = 1,
10714         BRANCH = 2,
10715 };
10716
10717 static u32 state_htab_size(struct bpf_verifier_env *env)
10718 {
10719         return env->prog->len;
10720 }
10721
10722 static struct bpf_verifier_state_list **explored_state(
10723                                         struct bpf_verifier_env *env,
10724                                         int idx)
10725 {
10726         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
10727         struct bpf_func_state *state = cur->frame[cur->curframe];
10728
10729         return &env->explored_states[(idx ^ state->callsite) % state_htab_size(env)];
10730 }
10731
10732 static void init_explored_state(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
10733 {
10734         env->insn_aux_data[idx].prune_point = true;
10735 }
10736
10737 enum {
10738         DONE_EXPLORING = 0,
10739         KEEP_EXPLORING = 1,
10740 };
10741
10742 /* t, w, e - match pseudo-code above:
10743  * t - index of current instruction
10744  * w - next instruction
10745  * e - edge
10746  */
10747 static int push_insn(int t, int w, int e, struct bpf_verifier_env *env,
10748                      bool loop_ok)
10749 {
10750         int *insn_stack = env->cfg.insn_stack;
10751         int *insn_state = env->cfg.insn_state;
10752
10753         if (e == FALLTHROUGH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | FALLTHROUGH))
10754                 return DONE_EXPLORING;
10755
10756         if (e == BRANCH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | BRANCH))
10757                 return DONE_EXPLORING;
10758
10759         if (w < 0 || w >= env->prog->len) {
10760                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
10761                 verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", t, w);
10762                 return -EINVAL;
10763         }
10764
10765         if (e == BRANCH)
10766                 /* mark branch target for state pruning */
10767                 init_explored_state(env, w);
10768
10769         if (insn_state[w] == 0) {
10770                 /* tree-edge */
10771                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
10772                 insn_state[w] = DISCOVERED;
10773                 if (env->cfg.cur_stack >= env->prog->len)
10774                         return -E2BIG;
10775                 insn_stack[env->cfg.cur_stack++] = w;
10776                 return KEEP_EXPLORING;
10777         } else if ((insn_state[w] & 0xF0) == DISCOVERED) {
10778                 if (loop_ok && env->bpf_capable)
10779                         return DONE_EXPLORING;
10780                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
10781                 verbose_linfo(env, w, "%d: ", w);
10782                 verbose(env, "back-edge from insn %d to %d\n", t, w);
10783                 return -EINVAL;
10784         } else if (insn_state[w] == EXPLORED) {
10785                 /* forward- or cross-edge */
10786                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
10787         } else {
10788                 verbose(env, "insn state internal bug\n");
10789                 return -EFAULT;
10790         }
10791         return DONE_EXPLORING;
10792 }
10793
10794 static int visit_func_call_insn(int t, int insn_cnt,
10795                                 struct bpf_insn *insns,
10796                                 struct bpf_verifier_env *env,
10797                                 bool visit_callee)
10798 {
10799         int ret;
10800
10801         ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
10802         if (ret)
10803                 return ret;
10804
10805         if (t + 1 < insn_cnt)
10806                 init_explored_state(env, t + 1);
10807         if (visit_callee) {
10808                 init_explored_state(env, t);
10809                 ret = push_insn(t, t + insns[t].imm + 1, BRANCH, env,
10810                                 /* It's ok to allow recursion from CFG point of
10811                                  * view. __check_func_call() will do the actual
10812                                  * check.
10813                                  */
10814                                 bpf_pseudo_func(insns + t));
10815         }
10816         return ret;
10817 }
10818
10819 /* Visits the instruction at index t and returns one of the following:
10820  *  < 0 - an error occurred
10821  *  DONE_EXPLORING - the instruction was fully explored
10822  *  KEEP_EXPLORING - there is still work to be done before it is fully explored
10823  */
10824 static int visit_insn(int t, int insn_cnt, struct bpf_verifier_env *env)
10825 {
10826         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
10827         int ret;
10828
10829         if (bpf_pseudo_func(insns + t))
10830                 return visit_func_call_insn(t, insn_cnt, insns, env, true);
10831
10832         /* All non-branch instructions have a single fall-through edge. */
10833         if (BPF_CLASS(insns[t].code) != BPF_JMP &&
10834             BPF_CLASS(insns[t].code) != BPF_JMP32)
10835                 return push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
10836
10837         switch (BPF_OP(insns[t].code)) {
10838         case BPF_EXIT:
10839                 return DONE_EXPLORING;
10840
10841         case BPF_CALL:
10842                 if (insns[t].imm == BPF_FUNC_timer_set_callback)
10843                         /* Mark this call insn to trigger is_state_visited() check
10844                          * before call itself is processed by __check_func_call().
10845                          * Otherwise new async state will be pushed for further
10846                          * exploration.
10847                          */
10848                         init_explored_state(env, t);
10849                 return visit_func_call_insn(t, insn_cnt, insns, env,
10850                                             insns[t].src_reg == BPF_PSEUDO_CALL);
10851
10852         case BPF_JA:
10853                 if (BPF_SRC(insns[t].code) != BPF_K)
10854                         return -EINVAL;
10855
10856                 /* unconditional jump with single edge */
10857                 ret = push_insn(t, t + insns[t].off + 1, FALLTHROUGH, env,
10858                                 true);
10859                 if (ret)
10860                         return ret;
10861
10862                 /* unconditional jmp is not a good pruning point,
10863                  * but it's marked, since backtracking needs
10864                  * to record jmp history in is_state_visited().
10865                  */
10866                 init_explored_state(env, t + insns[t].off + 1);
10867                 /* tell verifier to check for equivalent states
10868                  * after every call and jump
10869                  */
10870                 if (t + 1 < insn_cnt)
10871                         init_explored_state(env, t + 1);
10872
10873                 return ret;
10874
10875         default:
10876                 /* conditional jump with two edges */
10877                 init_explored_state(env, t);
10878                 ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, true);
10879                 if (ret)
10880                         return ret;
10881
10882                 return push_insn(t, t + insns[t].off + 1, BRANCH, env, true);
10883         }
10884 }
10885
10886 /* non-recursive depth-first-search to detect loops in BPF program
10887  * loop == back-edge in directed graph
10888  */
10889 static int check_cfg(struct bpf_verifier_env *env)
10890 {
10891         int insn_cnt = env->prog->len;
10892         int *insn_stack, *insn_state;
10893         int ret = 0;
10894         int i;
10895
10896         insn_state = env->cfg.insn_state = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
10897         if (!insn_state)
10898                 return -ENOMEM;
10899
10900         insn_stack = env->cfg.insn_stack = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
10901         if (!insn_stack) {
10902                 kvfree(insn_state);
10903                 return -ENOMEM;
10904         }
10905
10906         insn_state[0] = DISCOVERED; /* mark 1st insn as discovered */
10907         insn_stack[0] = 0; /* 0 is the first instruction */
10908         env->cfg.cur_stack = 1;
10909
10910         while (env->cfg.cur_stack > 0) {
10911                 int t = insn_stack[env->cfg.cur_stack - 1];
10912
10913                 ret = visit_insn(t, insn_cnt, env);
10914                 switch (ret) {
10915                 case DONE_EXPLORING:
10916                         insn_state[t] = EXPLORED;
10917                         env->cfg.cur_stack--;
10918                         break;
10919                 case KEEP_EXPLORING:
10920                         break;
10921                 default:
10922                         if (ret > 0) {
10923                                 verbose(env, "visit_insn internal bug\n");
10924                                 ret = -EFAULT;
10925                         }
10926                         goto err_free;
10927                 }
10928         }
10929
10930         if (env->cfg.cur_stack < 0) {
10931                 verbose(env, "pop stack internal bug\n");
10932                 ret = -EFAULT;
10933                 goto err_free;
10934         }
10935
10936         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
10937                 if (insn_state[i] != EXPLORED) {
10938                         verbose(env, "unreachable insn %d\n", i);
10939                         ret = -EINVAL;
10940                         goto err_free;
10941                 }
10942         }
10943         ret = 0; /* cfg looks good */
10944
10945 err_free:
10946         kvfree(insn_state);
10947         kvfree(insn_stack);
10948         env->cfg.insn_state = env->cfg.insn_stack = NULL;
10949         return ret;
10950 }
10951
10952 static int check_abnormal_return(struct bpf_verifier_env *env)
10953 {
10954         int i;
10955
10956         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
10957                 if (env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
10958                         verbose(env, "LD_ABS is not allowed in subprogs without BTF\n");
10959                         return -EINVAL;
10960                 }
10961                 if (env->subprog_info[i].has_tail_call) {
10962                         verbose(env, "tail_call is not allowed in subprogs without BTF\n");
10963                         return -EINVAL;
10964                 }
10965         }
10966         return 0;
10967 }
10968
10969 /* The minimum supported BTF func info size */
10970 #define MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE   8
10971 #define MAX_FUNCINFO_REC_SIZE   252
10972
10973 static int check_btf_func(struct bpf_verifier_env *env,
10974                           const union bpf_attr *attr,
10975                           bpfptr_t uattr)
10976 {
10977         const struct btf_type *type, *func_proto, *ret_type;
10978         u32 i, nfuncs, urec_size, min_size;
10979         u32 krec_size = sizeof(struct bpf_func_info);
10980         struct bpf_func_info *krecord;
10981         struct bpf_func_info_aux *info_aux = NULL;
10982         struct bpf_prog *prog;
10983         const struct btf *btf;
10984         bpfptr_t urecord;
10985         u32 prev_offset = 0;
10986         bool scalar_return;
10987         int ret = -ENOMEM;
10988
10989         nfuncs = attr->func_info_cnt;
10990         if (!nfuncs) {
10991                 if (check_abnormal_return(env))
10992                         return -EINVAL;
10993                 return 0;
10994         }
10995
10996         if (nfuncs != env->subprog_cnt) {
10997                 verbose(env, "number of funcs in func_info doesn't match number of subprogs\n");
10998                 return -EINVAL;
10999         }
11000
11001         urec_size = attr->func_info_rec_size;
11002         if (urec_size < MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE ||
11003             urec_size > MAX_FUNCINFO_REC_SIZE ||
11004             urec_size % sizeof(u32)) {
11005                 verbose(env, "invalid func info rec size %u\n", urec_size);
11006                 return -EINVAL;
11007         }
11008
11009         prog = env->prog;
11010         btf = prog->aux->btf;
11011
11012         urecord = make_bpfptr(attr->func_info, uattr.is_kernel);
11013         min_size = min_t(u32, krec_size, urec_size);
11014
11015         krecord = kvcalloc(nfuncs, krec_size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
11016         if (!krecord)
11017                 return -ENOMEM;
11018         info_aux = kcalloc(nfuncs, sizeof(*info_aux), GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
11019         if (!info_aux)
11020                 goto err_free;
11021
11022         for (i = 0; i < nfuncs; i++) {
11023                 ret = bpf_check_uarg_tail_zero(urecord, krec_size, urec_size);
11024                 if (ret) {
11025                         if (ret == -E2BIG) {
11026                                 verbose(env, "nonzero tailing record in func info");
11027                                 /* set the size kernel expects so loader can zero
11028                                  * out the rest of the record.
11029                                  */
11030                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
11031                                                           offsetof(union bpf_attr, func_info_rec_size),
11032                                                           &min_size, sizeof(min_size)))
11033                                         ret = -EFAULT;
11034                         }
11035                         goto err_free;
11036                 }
11037
11038                 if (copy_from_bpfptr(&krecord[i], urecord, min_size)) {
11039                         ret = -EFAULT;
11040                         goto err_free;
11041                 }
11042
11043                 /* check insn_off */
11044                 ret = -EINVAL;
11045                 if (i == 0) {
11046                         if (krecord[i].insn_off) {
11047                                 verbose(env,
11048                                         "nonzero insn_off %u for the first func info record",
11049                                         krecord[i].insn_off);
11050                                 goto err_free;
11051                         }
11052                 } else if (krecord[i].insn_off <= prev_offset) {
11053                         verbose(env,
11054                                 "same or smaller insn offset (%u) than previous func info record (%u)",
11055                                 krecord[i].insn_off, prev_offset);
11056                         goto err_free;
11057                 }
11058
11059                 if (env->subprog_info[i].start != krecord[i].insn_off) {
11060                         verbose(env, "func_info BTF section doesn't match subprog layout in BPF program\n");
11061                         goto err_free;
11062                 }
11063
11064                 /* check type_id */
11065                 type = btf_type_by_id(btf, krecord[i].type_id);
11066                 if (!type || !btf_type_is_func(type)) {
11067                         verbose(env, "invalid type id %d in func info",
11068                                 krecord[i].type_id);
11069                         goto err_free;
11070                 }
11071                 info_aux[i].linkage = BTF_INFO_VLEN(type->info);
11072
11073                 func_proto = btf_type_by_id(btf, type->type);
11074                 if (unlikely(!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)))
11075                         /* btf_func_check() already verified it during BTF load */
11076                         goto err_free;
11077                 ret_type = btf_type_skip_modifiers(btf, func_proto->type, NULL);
11078                 scalar_return =
11079                         btf_type_is_small_int(ret_type) || btf_is_any_enum(ret_type);
11080                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
11081                         verbose(env, "LD_ABS is only allowed in functions that return 'int'.\n");
11082                         goto err_free;
11083                 }
11084                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_tail_call) {
11085                         verbose(env, "tail_call is only allowed in functions that return 'int'.\n");
11086                         goto err_free;
11087                 }
11088
11089                 prev_offset = krecord[i].insn_off;
11090                 bpfptr_add(&urecord, urec_size);
11091         }
11092
11093         prog->aux->func_info = krecord;
11094         prog->aux->func_info_cnt = nfuncs;
11095         prog->aux->func_info_aux = info_aux;
11096         return 0;
11097
11098 err_free:
11099         kvfree(krecord);
11100         kfree(info_aux);
11101         return ret;
11102 }
11103
11104 static void adjust_btf_func(struct bpf_verifier_env *env)
11105 {
11106         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
11107         int i;
11108
11109         if (!aux->func_info)
11110                 return;
11111
11112         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
11113                 aux->func_info[i].insn_off = env->subprog_info[i].start;
11114 }
11115
11116 #define MIN_BPF_LINEINFO_SIZE   offsetofend(struct bpf_line_info, line_col)
11117 #define MAX_LINEINFO_REC_SIZE   MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
11118
11119 static int check_btf_line(struct bpf_verifier_env *env,
11120                           const union bpf_attr *attr,
11121                           bpfptr_t uattr)
11122 {
11123         u32 i, s, nr_linfo, ncopy, expected_size, rec_size, prev_offset = 0;
11124         struct bpf_subprog_info *sub;
11125         struct bpf_line_info *linfo;
11126         struct bpf_prog *prog;
11127         const struct btf *btf;
11128         bpfptr_t ulinfo;
11129         int err;
11130
11131         nr_linfo = attr->line_info_cnt;
11132         if (!nr_linfo)
11133                 return 0;
11134         if (nr_linfo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_line_info))
11135                 return -EINVAL;
11136
11137         rec_size = attr->line_info_rec_size;
11138         if (rec_size < MIN_BPF_LINEINFO_SIZE ||
11139             rec_size > MAX_LINEINFO_REC_SIZE ||
11140             rec_size & (sizeof(u32) - 1))
11141                 return -EINVAL;
11142
11143         /* Need to zero it in case the userspace may
11144          * pass in a smaller bpf_line_info object.
11145          */
11146         linfo = kvcalloc(nr_linfo, sizeof(struct bpf_line_info),
11147                          GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
11148         if (!linfo)
11149                 return -ENOMEM;
11150
11151         prog = env->prog;
11152         btf = prog->aux->btf;
11153
11154         s = 0;
11155         sub = env->subprog_info;
11156         ulinfo = make_bpfptr(attr->line_info, uattr.is_kernel);
11157         expected_size = sizeof(struct bpf_line_info);
11158         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
11159         for (i = 0; i < nr_linfo; i++) {
11160                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(ulinfo, expected_size, rec_size);
11161                 if (err) {
11162                         if (err == -E2BIG) {
11163                                 verbose(env, "nonzero tailing record in line_info");
11164                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
11165                                                           offsetof(union bpf_attr, line_info_rec_size),
11166                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
11167                                         err = -EFAULT;
11168                         }
11169                         goto err_free;
11170                 }
11171
11172                 if (copy_from_bpfptr(&linfo[i], ulinfo, ncopy)) {
11173                         err = -EFAULT;
11174                         goto err_free;
11175                 }
11176
11177                 /*
11178                  * Check insn_off to ensure
11179                  * 1) strictly increasing AND
11180                  * 2) bounded by prog->len
11181                  *
11182                  * The linfo[0].insn_off == 0 check logically falls into
11183                  * the later "missing bpf_line_info for func..." case
11184                  * because the first linfo[0].insn_off must be the
11185                  * first sub also and the first sub must have
11186                  * subprog_info[0].start == 0.
11187                  */
11188                 if ((i && linfo[i].insn_off <= prev_offset) ||
11189                     linfo[i].insn_off >= prog->len) {
11190                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].insn_off:%u (prev_offset:%u prog->len:%u)\n",
11191                                 i, linfo[i].insn_off, prev_offset,
11192                                 prog->len);
11193                         err = -EINVAL;
11194                         goto err_free;
11195                 }
11196
11197                 if (!prog->insnsi[linfo[i].insn_off].code) {
11198                         verbose(env,
11199                                 "Invalid insn code at line_info[%u].insn_off\n",
11200                                 i);
11201                         err = -EINVAL;
11202                         goto err_free;
11203                 }
11204
11205                 if (!btf_name_by_offset(btf, linfo[i].line_off) ||
11206                     !btf_name_by_offset(btf, linfo[i].file_name_off)) {
11207                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].line_off or .file_name_off\n", i);
11208                         err = -EINVAL;
11209                         goto err_free;
11210                 }
11211
11212                 if (s != env->subprog_cnt) {
11213                         if (linfo[i].insn_off == sub[s].start) {
11214                                 sub[s].linfo_idx = i;
11215                                 s++;
11216                         } else if (sub[s].start < linfo[i].insn_off) {
11217                                 verbose(env, "missing bpf_line_info for func#%u\n", s);
11218                                 err = -EINVAL;
11219                                 goto err_free;
11220                         }
11221                 }
11222
11223                 prev_offset = linfo[i].insn_off;
11224                 bpfptr_add(&ulinfo, rec_size);
11225         }
11226
11227         if (s != env->subprog_cnt) {
11228                 verbose(env, "missing bpf_line_info for %u funcs starting from func#%u\n",
11229                         env->subprog_cnt - s, s);
11230                 err = -EINVAL;
11231                 goto err_free;
11232         }
11233
11234         prog->aux->linfo = linfo;
11235         prog->aux->nr_linfo = nr_linfo;
11236
11237         return 0;
11238
11239 err_free:
11240         kvfree(linfo);
11241         return err;
11242 }
11243
11244 #define MIN_CORE_RELO_SIZE      sizeof(struct bpf_core_relo)
11245 #define MAX_CORE_RELO_SIZE      MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
11246
11247 static int check_core_relo(struct bpf_verifier_env *env,
11248                            const union bpf_attr *attr,
11249                            bpfptr_t uattr)
11250 {
11251         u32 i, nr_core_relo, ncopy, expected_size, rec_size;
11252         struct bpf_core_relo core_relo = {};
11253         struct bpf_prog *prog = env->prog;
11254         const struct btf *btf = prog->aux->btf;
11255         struct bpf_core_ctx ctx = {
11256                 .log = &env->log,
11257                 .btf = btf,
11258         };
11259         bpfptr_t u_core_relo;
11260         int err;
11261
11262         nr_core_relo = attr->core_relo_cnt;
11263         if (!nr_core_relo)
11264                 return 0;
11265         if (nr_core_relo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_core_relo))
11266                 return -EINVAL;
11267
11268         rec_size = attr->core_relo_rec_size;
11269         if (rec_size < MIN_CORE_RELO_SIZE ||
11270             rec_size > MAX_CORE_RELO_SIZE ||
11271             rec_size % sizeof(u32))
11272                 return -EINVAL;
11273
11274         u_core_relo = make_bpfptr(attr->core_relos, uattr.is_kernel);
11275         expected_size = sizeof(struct bpf_core_relo);
11276         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
11277
11278         /* Unlike func_info and line_info, copy and apply each CO-RE
11279          * relocation record one at a time.
11280          */
11281         for (i = 0; i < nr_core_relo; i++) {
11282                 /* future proofing when sizeof(bpf_core_relo) changes */
11283                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(u_core_relo, expected_size, rec_size);
11284                 if (err) {
11285                         if (err == -E2BIG) {
11286                                 verbose(env, "nonzero tailing record in core_relo");
11287                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
11288                                                           offsetof(union bpf_attr, core_relo_rec_size),
11289                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
11290                                         err = -EFAULT;
11291                         }
11292                         break;
11293                 }
11294
11295                 if (copy_from_bpfptr(&core_relo, u_core_relo, ncopy)) {
11296                         err = -EFAULT;
11297                         break;
11298                 }
11299
11300                 if (core_relo.insn_off % 8 || core_relo.insn_off / 8 >= prog->len) {
11301                         verbose(env, "Invalid core_relo[%u].insn_off:%u prog->len:%u\n",
11302                                 i, core_relo.insn_off, prog->len);
11303                         err = -EINVAL;
11304                         break;
11305                 }
11306
11307                 err = bpf_core_apply(&ctx, &core_relo, i,
11308                                      &prog->insnsi[core_relo.insn_off / 8]);
11309                 if (err)
11310                         break;
11311                 bpfptr_add(&u_core_relo, rec_size);
11312         }
11313         return err;
11314 }
11315
11316 static int check_btf_info(struct bpf_verifier_env *env,
11317                           const union bpf_attr *attr,
11318                           bpfptr_t uattr)
11319 {
11320         struct btf *btf;
11321         int err;
11322
11323         if (!attr->func_info_cnt && !attr->line_info_cnt) {
11324                 if (check_abnormal_return(env))
11325                         return -EINVAL;
11326                 return 0;
11327         }
11328
11329         btf = btf_get_by_fd(attr->prog_btf_fd);
11330         if (IS_ERR(btf))
11331                 return PTR_ERR(btf);
11332         if (btf_is_kernel(btf)) {
11333                 btf_put(btf);
11334                 return -EACCES;
11335         }
11336         env->prog->aux->btf = btf;
11337
11338         err = check_btf_func(env, attr, uattr);
11339         if (err)
11340                 return err;
11341
11342         err = check_btf_line(env, attr, uattr);
11343         if (err)
11344                 return err;
11345
11346         err = check_core_relo(env, attr, uattr);
11347         if (err)
11348                 return err;
11349
11350         return 0;
11351 }
11352
11353 /* check %cur's range satisfies %old's */
11354 static bool range_within(struct bpf_reg_state *old,
11355                          struct bpf_reg_state *cur)
11356 {
11357         return old->umin_value <= cur->umin_value &&
11358                old->umax_value >= cur->umax_value &&
11359                old->smin_value <= cur->smin_value &&
11360                old->smax_value >= cur->smax_value &&
11361                old->u32_min_value <= cur->u32_min_value &&
11362                old->u32_max_value >= cur->u32_max_value &&
11363                old->s32_min_value <= cur->s32_min_value &&
11364                old->s32_max_value >= cur->s32_max_value;
11365 }
11366
11367 /* If in the old state two registers had the same id, then they need to have
11368  * the same id in the new state as well.  But that id could be different from
11369  * the old state, so we need to track the mapping from old to new ids.
11370  * Once we have seen that, say, a reg with old id 5 had new id 9, any subsequent
11371  * regs with old id 5 must also have new id 9 for the new state to be safe.  But
11372  * regs with a different old id could still have new id 9, we don't care about
11373  * that.
11374  * So we look through our idmap to see if this old id has been seen before.  If
11375  * so, we require the new id to match; otherwise, we add the id pair to the map.
11376  */
11377 static bool check_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct bpf_id_pair *idmap)
11378 {
11379         unsigned int i;
11380
11381         for (i = 0; i < BPF_ID_MAP_SIZE; i++) {
11382                 if (!idmap[i].old) {
11383                         /* Reached an empty slot; haven't seen this id before */
11384                         idmap[i].old = old_id;
11385                         idmap[i].cur = cur_id;
11386                         return true;
11387                 }
11388                 if (idmap[i].old == old_id)
11389                         return idmap[i].cur == cur_id;
11390         }
11391         /* We ran out of idmap slots, which should be impossible */
11392         WARN_ON_ONCE(1);
11393         return false;
11394 }
11395
11396 static void clean_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
11397                              struct bpf_func_state *st)
11398 {
11399         enum bpf_reg_liveness live;
11400         int i, j;
11401
11402         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
11403                 live = st->regs[i].live;
11404                 /* liveness must not touch this register anymore */
11405                 st->regs[i].live |= REG_LIVE_DONE;
11406                 if (!(live & REG_LIVE_READ))
11407                         /* since the register is unused, clear its state
11408                          * to make further comparison simpler
11409                          */
11410                         __mark_reg_not_init(env, &st->regs[i]);
11411         }
11412
11413         for (i = 0; i < st->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
11414                 live = st->stack[i].spilled_ptr.live;
11415                 /* liveness must not touch this stack slot anymore */
11416                 st->stack[i].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_DONE;
11417                 if (!(live & REG_LIVE_READ)) {
11418                         __mark_reg_not_init(env, &st->stack[i].spilled_ptr);
11419                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
11420                                 st->stack[i].slot_type[j] = STACK_INVALID;
11421                 }
11422         }
11423 }
11424
11425 static void clean_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
11426                                  struct bpf_verifier_state *st)
11427 {
11428         int i;
11429
11430         if (st->frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE)
11431                 /* all regs in this state in all frames were already marked */
11432                 return;
11433
11434         for (i = 0; i <= st->curframe; i++)
11435                 clean_func_state(env, st->frame[i]);
11436 }
11437
11438 /* the parentage chains form a tree.
11439  * the verifier states are added to state lists at given insn and
11440  * pushed into state stack for future exploration.
11441  * when the verifier reaches bpf_exit insn some of the verifer states
11442  * stored in the state lists have their final liveness state already,
11443  * but a lot of states will get revised from liveness point of view when
11444  * the verifier explores other branches.
11445  * Example:
11446  * 1: r0 = 1
11447  * 2: if r1 == 100 goto pc+1
11448  * 3: r0 = 2
11449  * 4: exit
11450  * when the verifier reaches exit insn the register r0 in the state list of
11451  * insn 2 will be seen as !REG_LIVE_READ. Then the verifier pops the other_branch
11452  * of insn 2 and goes exploring further. At the insn 4 it will walk the
11453  * parentage chain from insn 4 into insn 2 and will mark r0 as REG_LIVE_READ.
11454  *
11455  * Since the verifier pushes the branch states as it sees them while exploring
11456  * the program the condition of walking the branch instruction for the second
11457  * time means that all states below this branch were already explored and
11458  * their final liveness marks are already propagated.
11459  * Hence when the verifier completes the search of state list in is_state_visited()
11460  * we can call this clean_live_states() function to mark all liveness states
11461  * as REG_LIVE_DONE to indicate that 'parent' pointers of 'struct bpf_reg_state'
11462  * will not be used.
11463  * This function also clears the registers and stack for states that !READ
11464  * to simplify state merging.
11465  *
11466  * Important note here that walking the same branch instruction in the callee
11467  * doesn't meant that the states are DONE. The verifier has to compare
11468  * the callsites
11469  */
11470 static void clean_live_states(struct bpf_verifier_env *env, int insn,
11471                               struct bpf_verifier_state *cur)
11472 {
11473         struct bpf_verifier_state_list *sl;
11474         int i;
11475
11476         sl = *explored_state(env, insn);
11477         while (sl) {
11478                 if (sl->state.branches)
11479                         goto next;
11480                 if (sl->state.insn_idx != insn ||
11481                     sl->state.curframe != cur->curframe)
11482                         goto next;
11483                 for (i = 0; i <= cur->curframe; i++)
11484                         if (sl->state.frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
11485                                 goto next;
11486                 clean_verifier_state(env, &sl->state);
11487 next:
11488                 sl = sl->next;
11489         }
11490 }
11491
11492 /* Returns true if (rold safe implies rcur safe) */
11493 static bool regsafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *rold,
11494                     struct bpf_reg_state *rcur, struct bpf_id_pair *idmap)
11495 {
11496         bool equal;
11497
11498         if (!(rold->live & REG_LIVE_READ))
11499                 /* explored state didn't use this */
11500                 return true;
11501
11502         equal = memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, parent)) == 0;
11503
11504         if (rold->type == PTR_TO_STACK)
11505                 /* two stack pointers are equal only if they're pointing to
11506                  * the same stack frame, since fp-8 in foo != fp-8 in bar
11507                  */
11508                 return equal && rold->frameno == rcur->frameno;
11509
11510         if (equal)
11511                 return true;
11512
11513         if (rold->type == NOT_INIT)
11514                 /* explored state can't have used this */
11515                 return true;
11516         if (rcur->type == NOT_INIT)
11517                 return false;
11518         switch (base_type(rold->type)) {
11519         case SCALAR_VALUE:
11520                 if (env->explore_alu_limits)
11521                         return false;
11522                 if (rcur->type == SCALAR_VALUE) {
11523                         if (!rold->precise && !rcur->precise)
11524                                 return true;
11525                         /* new val must satisfy old val knowledge */
11526                         return range_within(rold, rcur) &&
11527                                tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
11528                 } else {
11529                         /* We're trying to use a pointer in place of a scalar.
11530                          * Even if the scalar was unbounded, this could lead to
11531                          * pointer leaks because scalars are allowed to leak
11532                          * while pointers are not. We could make this safe in
11533                          * special cases if root is calling us, but it's
11534                          * probably not worth the hassle.
11535                          */
11536                         return false;
11537                 }
11538         case PTR_TO_MAP_KEY:
11539         case PTR_TO_MAP_VALUE:
11540                 /* a PTR_TO_MAP_VALUE could be safe to use as a
11541                  * PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL into the same map.
11542                  * However, if the old PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL then got NULL-
11543                  * checked, doing so could have affected others with the same
11544                  * id, and we can't check for that because we lost the id when
11545                  * we converted to a PTR_TO_MAP_VALUE.
11546                  */
11547                 if (type_may_be_null(rold->type)) {
11548                         if (!type_may_be_null(rcur->type))
11549                                 return false;
11550                         if (memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)))
11551                                 return false;
11552                         /* Check our ids match any regs they're supposed to */
11553                         return check_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
11554                 }
11555
11556                 /* If the new min/max/var_off satisfy the old ones and
11557                  * everything else matches, we are OK.
11558                  * 'id' is not compared, since it's only used for maps with
11559                  * bpf_spin_lock inside map element and in such cases if
11560                  * the rest of the prog is valid for one map element then
11561                  * it's valid for all map elements regardless of the key
11562                  * used in bpf_map_lookup()
11563                  */
11564                 return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
11565                        range_within(rold, rcur) &&
11566                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
11567         case PTR_TO_PACKET_META:
11568         case PTR_TO_PACKET:
11569                 if (rcur->type != rold->type)
11570                         return false;
11571                 /* We must have at least as much range as the old ptr
11572                  * did, so that any accesses which were safe before are
11573                  * still safe.  This is true even if old range < old off,
11574                  * since someone could have accessed through (ptr - k), or
11575                  * even done ptr -= k in a register, to get a safe access.
11576                  */
11577                 if (rold->range > rcur->range)
11578                         return false;
11579                 /* If the offsets don't match, we can't trust our alignment;
11580                  * nor can we be sure that we won't fall out of range.
11581                  */
11582                 if (rold->off != rcur->off)
11583                         return false;
11584                 /* id relations must be preserved */
11585                 if (rold->id && !check_ids(rold->id, rcur->id, idmap))
11586                         return false;
11587                 /* new val must satisfy old val knowledge */
11588                 return range_within(rold, rcur) &&
11589                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
11590         case PTR_TO_CTX:
11591         case CONST_PTR_TO_MAP:
11592         case PTR_TO_PACKET_END:
11593         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
11594         case PTR_TO_SOCKET:
11595         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
11596         case PTR_TO_TCP_SOCK:
11597         case PTR_TO_XDP_SOCK:
11598                 /* Only valid matches are exact, which memcmp() above
11599                  * would have accepted
11600                  */
11601         default:
11602                 /* Don't know what's going on, just say it's not safe */
11603                 return false;
11604         }
11605
11606         /* Shouldn't get here; if we do, say it's not safe */
11607         WARN_ON_ONCE(1);
11608         return false;
11609 }
11610
11611 static bool stacksafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
11612                       struct bpf_func_state *cur, struct bpf_id_pair *idmap)
11613 {
11614         int i, spi;
11615
11616         /* walk slots of the explored stack and ignore any additional
11617          * slots in the current stack, since explored(safe) state
11618          * didn't use them
11619          */
11620         for (i = 0; i < old->allocated_stack; i++) {
11621                 spi = i / BPF_REG_SIZE;
11622
11623                 if (!(old->stack[spi].spilled_ptr.live & REG_LIVE_READ)) {
11624                         i += BPF_REG_SIZE - 1;
11625                         /* explored state didn't use this */
11626                         continue;
11627                 }
11628
11629                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_INVALID)
11630                         continue;
11631
11632                 /* explored stack has more populated slots than current stack
11633                  * and these slots were used
11634                  */
11635                 if (i >= cur->allocated_stack)
11636                         return false;
11637
11638                 /* if old state was safe with misc data in the stack
11639                  * it will be safe with zero-initialized stack.
11640                  * The opposite is not true
11641                  */
11642                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC &&
11643                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_ZERO)
11644                         continue;
11645                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] !=
11646                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE])
11647                         /* Ex: old explored (safe) state has STACK_SPILL in
11648                          * this stack slot, but current has STACK_MISC ->
11649                          * this verifier states are not equivalent,
11650                          * return false to continue verification of this path
11651                          */
11652                         return false;
11653                 if (i % BPF_REG_SIZE != BPF_REG_SIZE - 1)
11654                         continue;
11655                 if (!is_spilled_reg(&old->stack[spi]))
11656                         continue;
11657                 if (!regsafe(env, &old->stack[spi].spilled_ptr,
11658                              &cur->stack[spi].spilled_ptr, idmap))
11659                         /* when explored and current stack slot are both storing
11660                          * spilled registers, check that stored pointers types
11661                          * are the same as well.
11662                          * Ex: explored safe path could have stored
11663                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -8}
11664                          * but current path has stored:
11665                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -16}
11666                          * such verifier states are not equivalent.
11667                          * return false to continue verification of this path
11668                          */
11669                         return false;
11670         }
11671         return true;
11672 }
11673
11674 static bool refsafe(struct bpf_func_state *old, struct bpf_func_state *cur)
11675 {
11676         if (old->acquired_refs != cur->acquired_refs)
11677                 return false;
11678         return !memcmp(old->refs, cur->refs,
11679                        sizeof(*old->refs) * old->acquired_refs);
11680 }
11681
11682 /* compare two verifier states
11683  *
11684  * all states stored in state_list are known to be valid, since
11685  * verifier reached 'bpf_exit' instruction through them
11686  *
11687  * this function is called when verifier exploring different branches of
11688  * execution popped from the state stack. If it sees an old state that has
11689  * more strict register state and more strict stack state then this execution
11690  * branch doesn't need to be explored further, since verifier already
11691  * concluded that more strict state leads to valid finish.
11692  *
11693  * Therefore two states are equivalent if register state is more conservative
11694  * and explored stack state is more conservative than the current one.
11695  * Example:
11696  *       explored                   current
11697  * (slot1=INV slot2=MISC) == (slot1=MISC slot2=MISC)
11698  * (slot1=MISC slot2=MISC) != (slot1=INV slot2=MISC)
11699  *
11700  * In other words if current stack state (one being explored) has more
11701  * valid slots than old one that already passed validation, it means
11702  * the verifier can stop exploring and conclude that current state is valid too
11703  *
11704  * Similarly with registers. If explored state has register type as invalid
11705  * whereas register type in current state is meaningful, it means that
11706  * the current state will reach 'bpf_exit' instruction safely
11707  */
11708 static bool func_states_equal(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
11709                               struct bpf_func_state *cur)
11710 {
11711         int i;
11712
11713         memset(env->idmap_scratch, 0, sizeof(env->idmap_scratch));
11714         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
11715                 if (!regsafe(env, &old->regs[i], &cur->regs[i],
11716                              env->idmap_scratch))
11717                         return false;
11718
11719         if (!stacksafe(env, old, cur, env->idmap_scratch))
11720                 return false;
11721
11722         if (!refsafe(old, cur))
11723                 return false;
11724
11725         return true;
11726 }
11727
11728 static bool states_equal(struct bpf_verifier_env *env,
11729                          struct bpf_verifier_state *old,
11730                          struct bpf_verifier_state *cur)
11731 {
11732         int i;
11733
11734         if (old->curframe != cur->curframe)
11735                 return false;
11736
11737         /* Verification state from speculative execution simulation
11738          * must never prune a non-speculative execution one.
11739          */
11740         if (old->speculative && !cur->speculative)
11741                 return false;
11742
11743         if (old->active_spin_lock != cur->active_spin_lock)
11744                 return false;
11745
11746         /* for states to be equal callsites have to be the same
11747          * and all frame states need to be equivalent
11748          */
11749         for (i = 0; i <= old->curframe; i++) {
11750                 if (old->frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
11751                         return false;
11752                 if (!func_states_equal(env, old->frame[i], cur->frame[i]))
11753                         return false;
11754         }
11755         return true;
11756 }
11757
11758 /* Return 0 if no propagation happened. Return negative error code if error
11759  * happened. Otherwise, return the propagated bit.
11760  */
11761 static int propagate_liveness_reg(struct bpf_verifier_env *env,
11762                                   struct bpf_reg_state *reg,
11763                                   struct bpf_reg_state *parent_reg)
11764 {
11765         u8 parent_flag = parent_reg->live & REG_LIVE_READ;
11766         u8 flag = reg->live & REG_LIVE_READ;
11767         int err;
11768
11769         /* When comes here, read flags of PARENT_REG or REG could be any of
11770          * REG_LIVE_READ64, REG_LIVE_READ32, REG_LIVE_NONE. There is no need
11771          * of propagation if PARENT_REG has strongest REG_LIVE_READ64.
11772          */
11773         if (parent_flag == REG_LIVE_READ64 ||
11774             /* Or if there is no read flag from REG. */
11775             !flag ||
11776             /* Or if the read flag from REG is the same as PARENT_REG. */
11777             parent_flag == flag)
11778                 return 0;
11779
11780         err = mark_reg_read(env, reg, parent_reg, flag);
11781         if (err)
11782                 return err;
11783
11784         return flag;
11785 }
11786
11787 /* A write screens off any subsequent reads; but write marks come from the
11788  * straight-line code between a state and its parent.  When we arrive at an
11789  * equivalent state (jump target or such) we didn't arrive by the straight-line
11790  * code, so read marks in the state must propagate to the parent regardless
11791  * of the state's write marks. That's what 'parent == state->parent' comparison
11792  * in mark_reg_read() is for.
11793  */
11794 static int propagate_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
11795                               const struct bpf_verifier_state *vstate,
11796                               struct bpf_verifier_state *vparent)
11797 {
11798         struct bpf_reg_state *state_reg, *parent_reg;
11799         struct bpf_func_state *state, *parent;
11800         int i, frame, err = 0;
11801
11802         if (vparent->curframe != vstate->curframe) {
11803                 WARN(1, "propagate_live: parent frame %d current frame %d\n",
11804                      vparent->curframe, vstate->curframe);
11805                 return -EFAULT;
11806         }
11807         /* Propagate read liveness of registers... */
11808         BUILD_BUG_ON(BPF_REG_FP + 1 != MAX_BPF_REG);
11809         for (frame = 0; frame <= vstate->curframe; frame++) {
11810                 parent = vparent->frame[frame];
11811                 state = vstate->frame[frame];
11812                 parent_reg = parent->regs;
11813                 state_reg = state->regs;
11814                 /* We don't need to worry about FP liveness, it's read-only */
11815                 for (i = frame < vstate->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
11816                         err = propagate_liveness_reg(env, &state_reg[i],
11817                                                      &parent_reg[i]);
11818                         if (err < 0)
11819                                 return err;
11820                         if (err == REG_LIVE_READ64)
11821                                 mark_insn_zext(env, &parent_reg[i]);
11822                 }
11823
11824                 /* Propagate stack slots. */
11825                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE &&
11826                             i < parent->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
11827                         parent_reg = &parent->stack[i].spilled_ptr;
11828                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
11829                         err = propagate_liveness_reg(env, state_reg,
11830                                                      parent_reg);
11831                         if (err < 0)
11832                                 return err;
11833                 }
11834         }
11835         return 0;
11836 }
11837
11838 /* find precise scalars in the previous equivalent state and
11839  * propagate them into the current state
11840  */
11841 static int propagate_precision(struct bpf_verifier_env *env,
11842                                const struct bpf_verifier_state *old)
11843 {
11844         struct bpf_reg_state *state_reg;
11845         struct bpf_func_state *state;
11846         int i, err = 0;
11847
11848         state = old->frame[old->curframe];
11849         state_reg = state->regs;
11850         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++, state_reg++) {
11851                 if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
11852                     !state_reg->precise)
11853                         continue;
11854                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
11855                         verbose(env, "propagating r%d\n", i);
11856                 err = mark_chain_precision(env, i);
11857                 if (err < 0)
11858                         return err;
11859         }
11860
11861         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
11862                 if (!is_spilled_reg(&state->stack[i]))
11863                         continue;
11864                 state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
11865                 if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
11866                     !state_reg->precise)
11867                         continue;
11868                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
11869                         verbose(env, "propagating fp%d\n",
11870                                 (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
11871                 err = mark_chain_precision_stack(env, i);
11872                 if (err < 0)
11873                         return err;
11874         }
11875         return 0;
11876 }
11877
11878 static bool states_maybe_looping(struct bpf_verifier_state *old,
11879                                  struct bpf_verifier_state *cur)
11880 {
11881         struct bpf_func_state *fold, *fcur;
11882         int i, fr = cur->curframe;
11883
11884         if (old->curframe != fr)
11885                 return false;
11886
11887         fold = old->frame[fr];
11888         fcur = cur->frame[fr];
11889         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
11890                 if (memcmp(&fold->regs[i], &fcur->regs[i],
11891                            offsetof(struct bpf_reg_state, parent)))
11892                         return false;
11893         return true;
11894 }
11895
11896
11897 static int is_state_visited(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
11898 {
11899         struct bpf_verifier_state_list *new_sl;
11900         struct bpf_verifier_state_list *sl, **pprev;
11901         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state, *new;
11902         int i, j, err, states_cnt = 0;
11903         bool add_new_state = env->test_state_freq ? true : false;
11904
11905         cur->last_insn_idx = env->prev_insn_idx;
11906         if (!env->insn_aux_data[insn_idx].prune_point)
11907                 /* this 'insn_idx' instruction wasn't marked, so we will not
11908                  * be doing state search here
11909                  */
11910                 return 0;
11911
11912         /* bpf progs typically have pruning point every 4 instructions
11913          * http://vger.kernel.org/bpfconf2019.html#session-1
11914          * Do not add new state for future pruning if the verifier hasn't seen
11915          * at least 2 jumps and at least 8 instructions.
11916          * This heuristics helps decrease 'total_states' and 'peak_states' metric.
11917          * In tests that amounts to up to 50% reduction into total verifier
11918          * memory consumption and 20% verifier time speedup.
11919          */
11920         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed >= 2 &&
11921             env->insn_processed - env->prev_insn_processed >= 8)
11922                 add_new_state = true;
11923
11924         pprev = explored_state(env, insn_idx);
11925         sl = *pprev;
11926
11927         clean_live_states(env, insn_idx, cur);
11928
11929         while (sl) {
11930                 states_cnt++;
11931                 if (sl->state.insn_idx != insn_idx)
11932                         goto next;
11933
11934                 if (sl->state.branches) {
11935                         struct bpf_func_state *frame = sl->state.frame[sl->state.curframe];
11936
11937                         if (frame->in_async_callback_fn &&
11938                             frame->async_entry_cnt != cur->frame[cur->curframe]->async_entry_cnt) {
11939                                 /* Different async_entry_cnt means that the verifier is
11940                                  * processing another entry into async callback.
11941                                  * Seeing the same state is not an indication of infinite
11942                                  * loop or infinite recursion.
11943                                  * But finding the same state doesn't mean that it's safe
11944                                  * to stop processing the current state. The previous state
11945                                  * hasn't yet reached bpf_exit, since state.branches > 0.
11946                                  * Checking in_async_callback_fn alone is not enough either.
11947                                  * Since the verifier still needs to catch infinite loops
11948                                  * inside async callbacks.
11949                                  */
11950                         } else if (states_maybe_looping(&sl->state, cur) &&
11951                                    states_equal(env, &sl->state, cur)) {
11952                                 verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
11953                                 verbose(env, "infinite loop detected at insn %d\n", insn_idx);
11954                                 return -EINVAL;
11955                         }
11956                         /* if the verifier is processing a loop, avoid adding new state
11957                          * too often, since different loop iterations have distinct
11958                          * states and may not help future pruning.
11959                          * This threshold shouldn't be too low to make sure that
11960                          * a loop with large bound will be rejected quickly.
11961                          * The most abusive loop will be:
11962                          * r1 += 1
11963                          * if r1 < 1000000 goto pc-2
11964                          * 1M insn_procssed limit / 100 == 10k peak states.
11965                          * This threshold shouldn't be too high either, since states
11966                          * at the end of the loop are likely to be useful in pruning.
11967                          */
11968                         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed < 20 &&
11969                             env->insn_processed - env->prev_insn_processed < 100)
11970                                 add_new_state = false;
11971                         goto miss;
11972                 }
11973                 if (states_equal(env, &sl->state, cur)) {
11974                         sl->hit_cnt++;
11975                         /* reached equivalent register/stack state,
11976                          * prune the search.
11977                          * Registers read by the continuation are read by us.
11978                          * If we have any write marks in env->cur_state, they
11979                          * will prevent corresponding reads in the continuation
11980                          * from reaching our parent (an explored_state).  Our
11981                          * own state will get the read marks recorded, but
11982                          * they'll be immediately forgotten as we're pruning
11983                          * this state and will pop a new one.
11984                          */
11985                         err = propagate_liveness(env, &sl->state, cur);
11986
11987                         /* if previous state reached the exit with precision and
11988                          * current state is equivalent to it (except precsion marks)
11989                          * the precision needs to be propagated back in
11990                          * the current state.
11991                          */
11992                         err = err ? : push_jmp_history(env, cur);
11993                         err = err ? : propagate_precision(env, &sl->state);
11994                         if (err)
11995                                 return err;
11996                         return 1;
11997                 }
11998 miss:
11999                 /* when new state is not going to be added do not increase miss count.
12000                  * Otherwise several loop iterations will remove the state
12001                  * recorded earlier. The goal of these heuristics is to have
12002                  * states from some iterations of the loop (some in the beginning
12003                  * and some at the end) to help pruning.
12004                  */
12005                 if (add_new_state)
12006                         sl->miss_cnt++;
12007                 /* heuristic to determine whether this state is beneficial
12008                  * to keep checking from state equivalence point of view.
12009                  * Higher numbers increase max_states_per_insn and verification time,
12010                  * but do not meaningfully decrease insn_processed.
12011                  */
12012                 if (sl->miss_cnt > sl->hit_cnt * 3 + 3) {
12013                         /* the state is unlikely to be useful. Remove it to
12014                          * speed up verification
12015                          */
12016                         *pprev = sl->next;
12017                         if (sl->state.frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE) {
12018                                 u32 br = sl->state.branches;
12019
12020                                 WARN_ONCE(br,
12021                                           "BUG live_done but branches_to_explore %d\n",
12022                                           br);
12023                                 free_verifier_state(&sl->state, false);
12024                                 kfree(sl);
12025                                 env->peak_states--;
12026                         } else {
12027                                 /* cannot free this state, since parentage chain may
12028                                  * walk it later. Add it for free_list instead to
12029                                  * be freed at the end of verification
12030                                  */
12031                                 sl->next = env->free_list;
12032                                 env->free_list = sl;
12033                         }
12034                         sl = *pprev;
12035                         continue;
12036                 }
12037 next:
12038                 pprev = &sl->next;
12039                 sl = *pprev;
12040         }
12041
12042         if (env->max_states_per_insn < states_cnt)
12043                 env->max_states_per_insn = states_cnt;
12044
12045         if (!env->bpf_capable && states_cnt > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES)
12046                 return push_jmp_history(env, cur);
12047
12048         if (!add_new_state)
12049                 return push_jmp_history(env, cur);
12050
12051         /* There were no equivalent states, remember the current one.
12052          * Technically the current state is not proven to be safe yet,
12053          * but it will either reach outer most bpf_exit (which means it's safe)
12054          * or it will be rejected. When there are no loops the verifier won't be
12055          * seeing this tuple (frame[0].callsite, frame[1].callsite, .. insn_idx)
12056          * again on the way to bpf_exit.
12057          * When looping the sl->state.branches will be > 0 and this state
12058          * will not be considered for equivalence until branches == 0.
12059          */
12060         new_sl = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state_list), GFP_KERNEL);
12061         if (!new_sl)
12062                 return -ENOMEM;
12063         env->total_states++;
12064         env->peak_states++;
12065         env->prev_jmps_processed = env->jmps_processed;
12066         env->prev_insn_processed = env->insn_processed;
12067
12068         /* add new state to the head of linked list */
12069         new = &new_sl->state;
12070         err = copy_verifier_state(new, cur);
12071         if (err) {
12072                 free_verifier_state(new, false);
12073                 kfree(new_sl);
12074                 return err;
12075         }
12076         new->insn_idx = insn_idx;
12077         WARN_ONCE(new->branches != 1,
12078                   "BUG is_state_visited:branches_to_explore=%d insn %d\n", new->branches, insn_idx);
12079
12080         cur->parent = new;
12081         cur->first_insn_idx = insn_idx;
12082         clear_jmp_history(cur);
12083         new_sl->next = *explored_state(env, insn_idx);
12084         *explored_state(env, insn_idx) = new_sl;
12085         /* connect new state to parentage chain. Current frame needs all
12086          * registers connected. Only r6 - r9 of the callers are alive (pushed
12087          * to the stack implicitly by JITs) so in callers' frames connect just
12088          * r6 - r9 as an optimization. Callers will have r1 - r5 connected to
12089          * the state of the call instruction (with WRITTEN set), and r0 comes
12090          * from callee with its full parentage chain, anyway.
12091          */
12092         /* clear write marks in current state: the writes we did are not writes
12093          * our child did, so they don't screen off its reads from us.
12094          * (There are no read marks in current state, because reads always mark
12095          * their parent and current state never has children yet.  Only
12096          * explored_states can get read marks.)
12097          */
12098         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
12099                 for (i = j < cur->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++)
12100                         cur->frame[j]->regs[i].parent = &new->frame[j]->regs[i];
12101                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++)
12102                         cur->frame[j]->regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
12103         }
12104
12105         /* all stack frames are accessible from callee, clear them all */
12106         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
12107                 struct bpf_func_state *frame = cur->frame[j];
12108                 struct bpf_func_state *newframe = new->frame[j];
12109
12110                 for (i = 0; i < frame->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
12111                         frame->stack[i].spilled_ptr.live = REG_LIVE_NONE;
12112                         frame->stack[i].spilled_ptr.parent =
12113                                                 &newframe->stack[i].spilled_ptr;
12114                 }
12115         }
12116         return 0;
12117 }
12118
12119 /* Return true if it's OK to have the same insn return a different type. */
12120 static bool reg_type_mismatch_ok(enum bpf_reg_type type)
12121 {
12122         switch (base_type(type)) {
12123         case PTR_TO_CTX:
12124         case PTR_TO_SOCKET:
12125         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
12126         case PTR_TO_TCP_SOCK:
12127         case PTR_TO_XDP_SOCK:
12128         case PTR_TO_BTF_ID:
12129                 return false;
12130         default:
12131                 return true;
12132         }
12133 }
12134
12135 /* If an instruction was previously used with particular pointer types, then we
12136  * need to be careful to avoid cases such as the below, where it may be ok
12137  * for one branch accessing the pointer, but not ok for the other branch:
12138  *
12139  * R1 = sock_ptr
12140  * goto X;
12141  * ...
12142  * R1 = some_other_valid_ptr;
12143  * goto X;
12144  * ...
12145  * R2 = *(u32 *)(R1 + 0);
12146  */
12147 static bool reg_type_mismatch(enum bpf_reg_type src, enum bpf_reg_type prev)
12148 {
12149         return src != prev && (!reg_type_mismatch_ok(src) ||
12150                                !reg_type_mismatch_ok(prev));
12151 }
12152
12153 static int do_check(struct bpf_verifier_env *env)
12154 {
12155         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
12156         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
12157         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
12158         struct bpf_reg_state *regs;
12159         int insn_cnt = env->prog->len;
12160         bool do_print_state = false;
12161         int prev_insn_idx = -1;
12162
12163         for (;;) {
12164                 struct bpf_insn *insn;
12165                 u8 class;
12166                 int err;
12167
12168                 env->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
12169                 if (env->insn_idx >= insn_cnt) {
12170                         verbose(env, "invalid insn idx %d insn_cnt %d\n",
12171                                 env->insn_idx, insn_cnt);
12172                         return -EFAULT;
12173                 }
12174
12175                 insn = &insns[env->insn_idx];
12176                 class = BPF_CLASS(insn->code);
12177
12178                 if (++env->insn_processed > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS) {
12179                         verbose(env,
12180                                 "BPF program is too large. Processed %d insn\n",
12181                                 env->insn_processed);
12182                         return -E2BIG;
12183                 }
12184
12185                 err = is_state_visited(env, env->insn_idx);
12186                 if (err < 0)
12187                         return err;
12188                 if (err == 1) {
12189                         /* found equivalent state, can prune the search */
12190                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
12191                                 if (do_print_state)
12192                                         verbose(env, "\nfrom %d to %d%s: safe\n",
12193                                                 env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
12194                                                 env->cur_state->speculative ?
12195                                                 " (speculative execution)" : "");
12196                                 else
12197                                         verbose(env, "%d: safe\n", env->insn_idx);
12198                         }
12199                         goto process_bpf_exit;
12200                 }
12201
12202                 if (signal_pending(current))
12203                         return -EAGAIN;
12204
12205                 if (need_resched())
12206                         cond_resched();
12207
12208                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2 && do_print_state) {
12209                         verbose(env, "\nfrom %d to %d%s:",
12210                                 env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
12211                                 env->cur_state->speculative ?
12212                                 " (speculative execution)" : "");
12213                         print_verifier_state(env, state->frame[state->curframe], true);
12214                         do_print_state = false;
12215                 }
12216
12217                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
12218                         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
12219                                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
12220                                 .cb_print       = verbose,
12221                                 .private_data   = env,
12222                         };
12223
12224                         if (verifier_state_scratched(env))
12225                                 print_insn_state(env, state->frame[state->curframe]);
12226
12227                         verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
12228                         env->prev_log_len = env->log.len_used;
12229                         verbose(env, "%d: ", env->insn_idx);
12230                         print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
12231                         env->prev_insn_print_len = env->log.len_used - env->prev_log_len;
12232                         env->prev_log_len = env->log.len_used;
12233                 }
12234
12235                 if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
12236                         err = bpf_prog_offload_verify_insn(env, env->insn_idx,
12237                                                            env->prev_insn_idx);
12238                         if (err)
12239                                 return err;
12240                 }
12241
12242                 regs = cur_regs(env);
12243                 sanitize_mark_insn_seen(env);
12244                 prev_insn_idx = env->insn_idx;
12245
12246                 if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
12247                         err = check_alu_op(env, insn);
12248                         if (err)
12249                                 return err;
12250
12251                 } else if (class == BPF_LDX) {
12252                         enum bpf_reg_type *prev_src_type, src_reg_type;
12253
12254                         /* check for reserved fields is already done */
12255
12256                         /* check src operand */
12257                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
12258                         if (err)
12259                                 return err;
12260
12261                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
12262                         if (err)
12263                                 return err;
12264
12265                         src_reg_type = regs[insn->src_reg].type;
12266
12267                         /* check that memory (src_reg + off) is readable,
12268                          * the state of dst_reg will be updated by this func
12269                          */
12270                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->src_reg,
12271                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
12272                                                BPF_READ, insn->dst_reg, false);
12273                         if (err)
12274                                 return err;
12275
12276                         prev_src_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
12277
12278                         if (*prev_src_type == NOT_INIT) {
12279                                 /* saw a valid insn
12280                                  * dst_reg = *(u32 *)(src_reg + off)
12281                                  * save type to validate intersecting paths
12282                                  */
12283                                 *prev_src_type = src_reg_type;
12284
12285                         } else if (reg_type_mismatch(src_reg_type, *prev_src_type)) {
12286                                 /* ABuser program is trying to use the same insn
12287                                  * dst_reg = *(u32*) (src_reg + off)
12288                                  * with different pointer types:
12289                                  * src_reg == ctx in one branch and
12290                                  * src_reg == stack|map in some other branch.
12291                                  * Reject it.
12292                                  */
12293                                 verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
12294                                 return -EINVAL;
12295                         }
12296
12297                 } else if (class == BPF_STX) {
12298                         enum bpf_reg_type *prev_dst_type, dst_reg_type;
12299
12300                         if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC) {
12301                                 err = check_atomic(env, env->insn_idx, insn);
12302                                 if (err)
12303                                         return err;
12304                                 env->insn_idx++;
12305                                 continue;
12306                         }
12307
12308                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0) {
12309                                 verbose(env, "BPF_STX uses reserved fields\n");
12310                                 return -EINVAL;
12311                         }
12312
12313                         /* check src1 operand */
12314                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
12315                         if (err)
12316                                 return err;
12317                         /* check src2 operand */
12318                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
12319                         if (err)
12320                                 return err;
12321
12322                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
12323
12324                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
12325                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
12326                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
12327                                                BPF_WRITE, insn->src_reg, false);
12328                         if (err)
12329                                 return err;
12330
12331                         prev_dst_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
12332
12333                         if (*prev_dst_type == NOT_INIT) {
12334                                 *prev_dst_type = dst_reg_type;
12335                         } else if (reg_type_mismatch(dst_reg_type, *prev_dst_type)) {
12336                                 verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
12337                                 return -EINVAL;
12338                         }
12339
12340                 } else if (class == BPF_ST) {
12341                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM ||
12342                             insn->src_reg != BPF_REG_0) {
12343                                 verbose(env, "BPF_ST uses reserved fields\n");
12344                                 return -EINVAL;
12345                         }
12346                         /* check src operand */
12347                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
12348                         if (err)
12349                                 return err;
12350
12351                         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg)) {
12352                                 verbose(env, "BPF_ST stores into R%d %s is not allowed\n",
12353                                         insn->dst_reg,
12354                                         reg_type_str(env, reg_state(env, insn->dst_reg)->type));
12355                                 return -EACCES;
12356                         }
12357
12358                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
12359                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
12360                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
12361                                                BPF_WRITE, -1, false);
12362                         if (err)
12363                                 return err;
12364
12365                 } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
12366                         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
12367
12368                         env->jmps_processed++;
12369                         if (opcode == BPF_CALL) {
12370                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
12371                                     (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL
12372                                      && insn->off != 0) ||
12373                                     (insn->src_reg != BPF_REG_0 &&
12374                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL &&
12375                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) ||
12376                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
12377                                     class == BPF_JMP32) {
12378                                         verbose(env, "BPF_CALL uses reserved fields\n");
12379                                         return -EINVAL;
12380                                 }
12381
12382                                 if (env->cur_state->active_spin_lock &&
12383                                     (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL ||
12384                                      insn->imm != BPF_FUNC_spin_unlock)) {
12385                                         verbose(env, "function calls are not allowed while holding a lock\n");
12386                                         return -EINVAL;
12387                                 }
12388                                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
12389                                         err = check_func_call(env, insn, &env->insn_idx);
12390                                 else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL)
12391                                         err = check_kfunc_call(env, insn, &env->insn_idx);
12392                                 else
12393                                         err = check_helper_call(env, insn, &env->insn_idx);
12394                                 if (err)
12395                                         return err;
12396                         } else if (opcode == BPF_JA) {
12397                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
12398                                     insn->imm != 0 ||
12399                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
12400                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
12401                                     class == BPF_JMP32) {
12402                                         verbose(env, "BPF_JA uses reserved fields\n");
12403                                         return -EINVAL;
12404                                 }
12405
12406                                 env->insn_idx += insn->off + 1;
12407                                 continue;
12408
12409                         } else if (opcode == BPF_EXIT) {
12410                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
12411                                     insn->imm != 0 ||
12412                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
12413                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
12414                                     class == BPF_JMP32) {
12415                                         verbose(env, "BPF_EXIT uses reserved fields\n");
12416                                         return -EINVAL;
12417                                 }
12418
12419                                 if (env->cur_state->active_spin_lock) {
12420                                         verbose(env, "bpf_spin_unlock is missing\n");
12421                                         return -EINVAL;
12422                                 }
12423
12424                                 /* We must do check_reference_leak here before
12425                                  * prepare_func_exit to handle the case when
12426                                  * state->curframe > 0, it may be a callback
12427                                  * function, for which reference_state must
12428                                  * match caller reference state when it exits.
12429                                  */
12430                                 err = check_reference_leak(env);
12431                                 if (err)
12432                                         return err;
12433
12434                                 if (state->curframe) {
12435                                         /* exit from nested function */
12436                                         err = prepare_func_exit(env, &env->insn_idx);
12437                                         if (err)
12438                                                 return err;
12439                                         do_print_state = true;
12440                                         continue;
12441                                 }
12442
12443                                 err = check_return_code(env);
12444                                 if (err)
12445                                         return err;
12446 process_bpf_exit:
12447                                 mark_verifier_state_scratched(env);
12448                                 update_branch_counts(env, env->cur_state);
12449                                 err = pop_stack(env, &prev_insn_idx,
12450                                                 &env->insn_idx, pop_log);
12451                                 if (err < 0) {
12452                                         if (err != -ENOENT)
12453                                                 return err;
12454                                         break;
12455                                 } else {
12456                                         do_print_state = true;
12457                                         continue;
12458                                 }
12459                         } else {
12460                                 err = check_cond_jmp_op(env, insn, &env->insn_idx);
12461                                 if (err)
12462                                         return err;
12463                         }
12464                 } else if (class == BPF_LD) {
12465                         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
12466
12467                         if (mode == BPF_ABS || mode == BPF_IND) {
12468                                 err = check_ld_abs(env, insn);
12469                                 if (err)
12470                                         return err;
12471
12472                         } else if (mode == BPF_IMM) {
12473                                 err = check_ld_imm(env, insn);
12474                                 if (err)
12475                                         return err;
12476
12477                                 env->insn_idx++;
12478                                 sanitize_mark_insn_seen(env);
12479                         } else {
12480                                 verbose(env, "invalid BPF_LD mode\n");
12481                                 return -EINVAL;
12482                         }
12483                 } else {
12484                         verbose(env, "unknown insn class %d\n", class);
12485                         return -EINVAL;
12486                 }
12487
12488                 env->insn_idx++;
12489         }
12490
12491         return 0;
12492 }
12493
12494 static int find_btf_percpu_datasec(struct btf *btf)
12495 {
12496         const struct btf_type *t;
12497         const char *tname;
12498         int i, n;
12499
12500         /*
12501          * Both vmlinux and module each have their own ".data..percpu"
12502          * DATASECs in BTF. So for module's case, we need to skip vmlinux BTF
12503          * types to look at only module's own BTF types.
12504          */
12505         n = btf_nr_types(btf);
12506         if (btf_is_module(btf))
12507                 i = btf_nr_types(btf_vmlinux);
12508         else
12509                 i = 1;
12510
12511         for(; i < n; i++) {
12512                 t = btf_type_by_id(btf, i);
12513                 if (BTF_INFO_KIND(t->info) != BTF_KIND_DATASEC)
12514                         continue;
12515
12516                 tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
12517                 if (!strcmp(tname, ".data..percpu"))
12518                         return i;
12519         }
12520
12521         return -ENOENT;
12522 }
12523
12524 /* replace pseudo btf_id with kernel symbol address */
12525 static int check_pseudo_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
12526                                struct bpf_insn *insn,
12527                                struct bpf_insn_aux_data *aux)
12528 {
12529         const struct btf_var_secinfo *vsi;
12530         const struct btf_type *datasec;
12531         struct btf_mod_pair *btf_mod;
12532         const struct btf_type *t;
12533         const char *sym_name;
12534         bool percpu = false;
12535         u32 type, id = insn->imm;
12536         struct btf *btf;
12537         s32 datasec_id;
12538         u64 addr;
12539         int i, btf_fd, err;
12540
12541         btf_fd = insn[1].imm;
12542         if (btf_fd) {
12543                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
12544                 if (IS_ERR(btf)) {
12545                         verbose(env, "invalid module BTF object FD specified.\n");
12546                         return -EINVAL;
12547                 }
12548         } else {
12549                 if (!btf_vmlinux) {
12550                         verbose(env, "kernel is missing BTF, make sure CONFIG_DEBUG_INFO_BTF=y is specified in Kconfig.\n");
12551                         return -EINVAL;
12552                 }
12553                 btf = btf_vmlinux;
12554                 btf_get(btf);
12555         }
12556
12557         t = btf_type_by_id(btf, id);
12558         if (!t) {
12559                 verbose(env, "ldimm64 insn specifies invalid btf_id %d.\n", id);
12560                 err = -ENOENT;
12561                 goto err_put;
12562         }
12563
12564         if (!btf_type_is_var(t)) {
12565                 verbose(env, "pseudo btf_id %d in ldimm64 isn't KIND_VAR.\n", id);
12566                 err = -EINVAL;
12567                 goto err_put;
12568         }
12569
12570         sym_name = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
12571         addr = kallsyms_lookup_name(sym_name);
12572         if (!addr) {
12573                 verbose(env, "ldimm64 failed to find the address for kernel symbol '%s'.\n",
12574                         sym_name);
12575                 err = -ENOENT;
12576                 goto err_put;
12577         }
12578
12579         datasec_id = find_btf_percpu_datasec(btf);
12580         if (datasec_id > 0) {
12581                 datasec = btf_type_by_id(btf, datasec_id);
12582                 for_each_vsi(i, datasec, vsi) {
12583                         if (vsi->type == id) {
12584                                 percpu = true;
12585                                 break;
12586                         }
12587                 }
12588         }
12589
12590         insn[0].imm = (u32)addr;
12591         insn[1].imm = addr >> 32;
12592
12593         type = t->type;
12594         t = btf_type_skip_modifiers(btf, type, NULL);
12595         if (percpu) {
12596                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU;
12597                 aux->btf_var.btf = btf;
12598                 aux->btf_var.btf_id = type;
12599         } else if (!btf_type_is_struct(t)) {
12600                 const struct btf_type *ret;
12601                 const char *tname;
12602                 u32 tsize;
12603
12604                 /* resolve the type size of ksym. */
12605                 ret = btf_resolve_size(btf, t, &tsize);
12606                 if (IS_ERR(ret)) {
12607                         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
12608                         verbose(env, "ldimm64 unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
12609                                 tname, PTR_ERR(ret));
12610                         err = -EINVAL;
12611                         goto err_put;
12612                 }
12613                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY;
12614                 aux->btf_var.mem_size = tsize;
12615         } else {
12616                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID;
12617                 aux->btf_var.btf = btf;
12618                 aux->btf_var.btf_id = type;
12619         }
12620
12621         /* check whether we recorded this BTF (and maybe module) already */
12622         for (i = 0; i < env->used_btf_cnt; i++) {
12623                 if (env->used_btfs[i].btf == btf) {
12624                         btf_put(btf);
12625                         return 0;
12626                 }
12627         }
12628
12629         if (env->used_btf_cnt >= MAX_USED_BTFS) {
12630                 err = -E2BIG;
12631                 goto err_put;
12632         }
12633
12634         btf_mod = &env->used_btfs[env->used_btf_cnt];
12635         btf_mod->btf = btf;
12636         btf_mod->module = NULL;
12637
12638         /* if we reference variables from kernel module, bump its refcount */
12639         if (btf_is_module(btf)) {
12640                 btf_mod->module = btf_try_get_module(btf);
12641                 if (!btf_mod->module) {
12642                         err = -ENXIO;
12643                         goto err_put;
12644                 }
12645         }
12646
12647         env->used_btf_cnt++;
12648
12649         return 0;
12650 err_put:
12651         btf_put(btf);
12652         return err;
12653 }
12654
12655 static bool is_tracing_prog_type(enum bpf_prog_type type)
12656 {
12657         switch (type) {
12658         case BPF_PROG_TYPE_KPROBE:
12659         case BPF_PROG_TYPE_TRACEPOINT:
12660         case BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT:
12661         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
12662         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT_WRITABLE:
12663                 return true;
12664         default:
12665                 return false;
12666         }
12667 }
12668
12669 static int check_map_prog_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
12670                                         struct bpf_map *map,
12671                                         struct bpf_prog *prog)
12672
12673 {
12674         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
12675
12676         if (map_value_has_spin_lock(map)) {
12677                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER) {
12678                         verbose(env, "socket filter progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
12679                         return -EINVAL;
12680                 }
12681
12682                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
12683                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
12684                         return -EINVAL;
12685                 }
12686
12687                 if (prog->aux->sleepable) {
12688                         verbose(env, "sleepable progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
12689                         return -EINVAL;
12690                 }
12691         }
12692
12693         if (map_value_has_timer(map)) {
12694                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
12695                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_timer yet\n");
12696                         return -EINVAL;
12697                 }
12698         }
12699
12700         if ((bpf_prog_is_dev_bound(prog->aux) || bpf_map_is_dev_bound(map)) &&
12701             !bpf_offload_prog_map_match(prog, map)) {
12702                 verbose(env, "offload device mismatch between prog and map\n");
12703                 return -EINVAL;
12704         }
12705
12706         if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_STRUCT_OPS) {
12707                 verbose(env, "bpf_struct_ops map cannot be used in prog\n");
12708                 return -EINVAL;
12709         }
12710
12711         if (prog->aux->sleepable)
12712                 switch (map->map_type) {
12713                 case BPF_MAP_TYPE_HASH:
12714                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_HASH:
12715                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY:
12716                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH:
12717                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY:
12718                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH:
12719                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
12720                 case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
12721                 case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
12722                 case BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF:
12723                 case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
12724                 case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
12725                 case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
12726                         break;
12727                 default:
12728                         verbose(env,
12729                                 "Sleepable programs can only use array, hash, and ringbuf maps\n");
12730                         return -EINVAL;
12731                 }
12732
12733         return 0;
12734 }
12735
12736 static bool bpf_map_is_cgroup_storage(struct bpf_map *map)
12737 {
12738         return (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE ||
12739                 map->map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE);
12740 }
12741
12742 /* find and rewrite pseudo imm in ld_imm64 instructions:
12743  *
12744  * 1. if it accesses map FD, replace it with actual map pointer.
12745  * 2. if it accesses btf_id of a VAR, replace it with pointer to the var.
12746  *
12747  * NOTE: btf_vmlinux is required for converting pseudo btf_id.
12748  */
12749 static int resolve_pseudo_ldimm64(struct bpf_verifier_env *env)
12750 {
12751         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
12752         int insn_cnt = env->prog->len;
12753         int i, j, err;
12754
12755         err = bpf_prog_calc_tag(env->prog);
12756         if (err)
12757                 return err;
12758
12759         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
12760                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
12761                     (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0)) {
12762                         verbose(env, "BPF_LDX uses reserved fields\n");
12763                         return -EINVAL;
12764                 }
12765
12766                 if (insn[0].code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW)) {
12767                         struct bpf_insn_aux_data *aux;
12768                         struct bpf_map *map;
12769                         struct fd f;
12770                         u64 addr;
12771                         u32 fd;
12772
12773                         if (i == insn_cnt - 1 || insn[1].code != 0 ||
12774                             insn[1].dst_reg != 0 || insn[1].src_reg != 0 ||
12775                             insn[1].off != 0) {
12776                                 verbose(env, "invalid bpf_ld_imm64 insn\n");
12777                                 return -EINVAL;
12778                         }
12779
12780                         if (insn[0].src_reg == 0)
12781                                 /* valid generic load 64-bit imm */
12782                                 goto next_insn;
12783
12784                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
12785                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
12786                                 err = check_pseudo_btf_id(env, insn, aux);
12787                                 if (err)
12788                                         return err;
12789                                 goto next_insn;
12790                         }
12791
12792                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
12793                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
12794                                 aux->ptr_type = PTR_TO_FUNC;
12795                                 goto next_insn;
12796                         }
12797
12798                         /* In final convert_pseudo_ld_imm64() step, this is
12799                          * converted into regular 64-bit imm load insn.
12800                          */
12801                         switch (insn[0].src_reg) {
12802                         case BPF_PSEUDO_MAP_VALUE:
12803                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
12804                                 break;
12805                         case BPF_PSEUDO_MAP_FD:
12806                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
12807                                 if (insn[1].imm == 0)
12808                                         break;
12809                                 fallthrough;
12810                         default:
12811                                 verbose(env, "unrecognized bpf_ld_imm64 insn\n");
12812                                 return -EINVAL;
12813                         }
12814
12815                         switch (insn[0].src_reg) {
12816                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
12817                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
12818                                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
12819                                         verbose(env, "fd_idx without fd_array is invalid\n");
12820                                         return -EPROTO;
12821                                 }
12822                                 if (copy_from_bpfptr_offset(&fd, env->fd_array,
12823                                                             insn[0].imm * sizeof(fd),
12824                                                             sizeof(fd)))
12825                                         return -EFAULT;
12826                                 break;
12827                         default:
12828                                 fd = insn[0].imm;
12829                                 break;
12830                         }
12831
12832                         f = fdget(fd);
12833                         map = __bpf_map_get(f);
12834                         if (IS_ERR(map)) {
12835                                 verbose(env, "fd %d is not pointing to valid bpf_map\n",
12836                                         insn[0].imm);
12837                                 return PTR_ERR(map);
12838                         }
12839
12840                         err = check_map_prog_compatibility(env, map, env->prog);
12841                         if (err) {
12842                                 fdput(f);
12843                                 return err;
12844                         }
12845
12846                         aux = &env->insn_aux_data[i];
12847                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
12848                             insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
12849                                 addr = (unsigned long)map;
12850                         } else {
12851                                 u32 off = insn[1].imm;
12852
12853                                 if (off >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
12854                                         verbose(env, "direct value offset of %u is not allowed\n", off);
12855                                         fdput(f);
12856                                         return -EINVAL;
12857                                 }
12858
12859                                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
12860                                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
12861                                         fdput(f);
12862                                         return -EINVAL;
12863                                 }
12864
12865                                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
12866                                 if (err) {
12867                                         verbose(env, "invalid access to map value pointer, value_size=%u off=%u\n",
12868                                                 map->value_size, off);
12869                                         fdput(f);
12870                                         return err;
12871                                 }
12872
12873                                 aux->map_off = off;
12874                                 addr += off;
12875                         }
12876
12877                         insn[0].imm = (u32)addr;
12878                         insn[1].imm = addr >> 32;
12879
12880                         /* check whether we recorded this map already */
12881                         for (j = 0; j < env->used_map_cnt; j++) {
12882                                 if (env->used_maps[j] == map) {
12883                                         aux->map_index = j;
12884                                         fdput(f);
12885                                         goto next_insn;
12886                                 }
12887                         }
12888
12889                         if (env->used_map_cnt >= MAX_USED_MAPS) {
12890                                 fdput(f);
12891                                 return -E2BIG;
12892                         }
12893
12894                         /* hold the map. If the program is rejected by verifier,
12895                          * the map will be released by release_maps() or it
12896                          * will be used by the valid program until it's unloaded
12897                          * and all maps are released in free_used_maps()
12898                          */
12899                         bpf_map_inc(map);
12900
12901                         aux->map_index = env->used_map_cnt;
12902                         env->used_maps[env->used_map_cnt++] = map;
12903
12904                         if (bpf_map_is_cgroup_storage(map) &&
12905                             bpf_cgroup_storage_assign(env->prog->aux, map)) {
12906                                 verbose(env, "only one cgroup storage of each type is allowed\n");
12907                                 fdput(f);
12908                                 return -EBUSY;
12909                         }
12910
12911                         fdput(f);
12912 next_insn:
12913                         insn++;
12914                         i++;
12915                         continue;
12916                 }
12917
12918                 /* Basic sanity check before we invest more work here. */
12919                 if (!bpf_opcode_in_insntable(insn->code)) {
12920                         verbose(env, "unknown opcode %02x\n", insn->code);
12921                         return -EINVAL;
12922                 }
12923         }
12924
12925         /* now all pseudo BPF_LD_IMM64 instructions load valid
12926          * 'struct bpf_map *' into a register instead of user map_fd.
12927          * These pointers will be used later by verifier to validate map access.
12928          */
12929         return 0;
12930 }
12931
12932 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
12933 static void release_maps(struct bpf_verifier_env *env)
12934 {
12935         __bpf_free_used_maps(env->prog->aux, env->used_maps,
12936                              env->used_map_cnt);
12937 }
12938
12939 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
12940 static void release_btfs(struct bpf_verifier_env *env)
12941 {
12942         __bpf_free_used_btfs(env->prog->aux, env->used_btfs,
12943                              env->used_btf_cnt);
12944 }
12945
12946 /* convert pseudo BPF_LD_IMM64 into generic BPF_LD_IMM64 */
12947 static void convert_pseudo_ld_imm64(struct bpf_verifier_env *env)
12948 {
12949         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
12950         int insn_cnt = env->prog->len;
12951         int i;
12952
12953         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
12954                 if (insn->code != (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW))
12955                         continue;
12956                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC)
12957                         continue;
12958                 insn->src_reg = 0;
12959         }
12960 }
12961
12962 /* single env->prog->insni[off] instruction was replaced with the range
12963  * insni[off, off + cnt).  Adjust corresponding insn_aux_data by copying
12964  * [0, off) and [off, end) to new locations, so the patched range stays zero
12965  */
12966 static void adjust_insn_aux_data(struct bpf_verifier_env *env,
12967                                  struct bpf_insn_aux_data *new_data,
12968                                  struct bpf_prog *new_prog, u32 off, u32 cnt)
12969 {
12970         struct bpf_insn_aux_data *old_data = env->insn_aux_data;
12971         struct bpf_insn *insn = new_prog->insnsi;
12972         u32 old_seen = old_data[off].seen;
12973         u32 prog_len;
12974         int i;
12975
12976         /* aux info at OFF always needs adjustment, no matter fast path
12977          * (cnt == 1) is taken or not. There is no guarantee INSN at OFF is the
12978          * original insn at old prog.
12979          */
12980         old_data[off].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + off + cnt - 1);
12981
12982         if (cnt == 1)
12983                 return;
12984         prog_len = new_prog->len;
12985
12986         memcpy(new_data, old_data, sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * off);
12987         memcpy(new_data + off + cnt - 1, old_data + off,
12988                sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * (prog_len - off - cnt + 1));
12989         for (i = off; i < off + cnt - 1; i++) {
12990                 /* Expand insni[off]'s seen count to the patched range. */
12991                 new_data[i].seen = old_seen;
12992                 new_data[i].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + i);
12993         }
12994         env->insn_aux_data = new_data;
12995         vfree(old_data);
12996 }
12997
12998 static void adjust_subprog_starts(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 len)
12999 {
13000         int i;
13001
13002         if (len == 1)
13003                 return;
13004         /* NOTE: fake 'exit' subprog should be updated as well. */
13005         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++) {
13006                 if (env->subprog_info[i].start <= off)
13007                         continue;
13008                 env->subprog_info[i].start += len - 1;
13009         }
13010 }
13011
13012 static void adjust_poke_descs(struct bpf_prog *prog, u32 off, u32 len)
13013 {
13014         struct bpf_jit_poke_descriptor *tab = prog->aux->poke_tab;
13015         int i, sz = prog->aux->size_poke_tab;
13016         struct bpf_jit_poke_descriptor *desc;
13017
13018         for (i = 0; i < sz; i++) {
13019                 desc = &tab[i];
13020                 if (desc->insn_idx <= off)
13021                         continue;
13022                 desc->insn_idx += len - 1;
13023         }
13024 }
13025
13026 static struct bpf_prog *bpf_patch_insn_data(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
13027                                             const struct bpf_insn *patch, u32 len)
13028 {
13029         struct bpf_prog *new_prog;
13030         struct bpf_insn_aux_data *new_data = NULL;
13031
13032         if (len > 1) {
13033                 new_data = vzalloc(array_size(env->prog->len + len - 1,
13034                                               sizeof(struct bpf_insn_aux_data)));
13035                 if (!new_data)
13036                         return NULL;
13037         }
13038
13039         new_prog = bpf_patch_insn_single(env->prog, off, patch, len);
13040         if (IS_ERR(new_prog)) {
13041                 if (PTR_ERR(new_prog) == -ERANGE)
13042                         verbose(env,
13043                                 "insn %d cannot be patched due to 16-bit range\n",
13044                                 env->insn_aux_data[off].orig_idx);
13045                 vfree(new_data);
13046                 return NULL;
13047         }
13048         adjust_insn_aux_data(env, new_data, new_prog, off, len);
13049         adjust_subprog_starts(env, off, len);
13050         adjust_poke_descs(new_prog, off, len);
13051         return new_prog;
13052 }
13053
13054 static int adjust_subprog_starts_after_remove(struct bpf_verifier_env *env,
13055                                               u32 off, u32 cnt)
13056 {
13057         int i, j;
13058
13059         /* find first prog starting at or after off (first to remove) */
13060         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
13061                 if (env->subprog_info[i].start >= off)
13062                         break;
13063         /* find first prog starting at or after off + cnt (first to stay) */
13064         for (j = i; j < env->subprog_cnt; j++)
13065                 if (env->subprog_info[j].start >= off + cnt)
13066                         break;
13067         /* if j doesn't start exactly at off + cnt, we are just removing
13068          * the front of previous prog
13069          */
13070         if (env->subprog_info[j].start != off + cnt)
13071                 j--;
13072
13073         if (j > i) {
13074                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
13075                 int move;
13076
13077                 /* move fake 'exit' subprog as well */
13078                 move = env->subprog_cnt + 1 - j;
13079
13080                 memmove(env->subprog_info + i,
13081                         env->subprog_info + j,
13082                         sizeof(*env->subprog_info) * move);
13083                 env->subprog_cnt -= j - i;
13084
13085                 /* remove func_info */
13086                 if (aux->func_info) {
13087                         move = aux->func_info_cnt - j;
13088
13089                         memmove(aux->func_info + i,
13090                                 aux->func_info + j,
13091                                 sizeof(*aux->func_info) * move);
13092                         aux->func_info_cnt -= j - i;
13093                         /* func_info->insn_off is set after all code rewrites,
13094                          * in adjust_btf_func() - no need to adjust
13095                          */
13096                 }
13097         } else {
13098                 /* convert i from "first prog to remove" to "first to adjust" */
13099                 if (env->subprog_info[i].start == off)
13100                         i++;
13101         }
13102
13103         /* update fake 'exit' subprog as well */
13104         for (; i <= env->subprog_cnt; i++)
13105                 env->subprog_info[i].start -= cnt;
13106
13107         return 0;
13108 }
13109
13110 static int bpf_adj_linfo_after_remove(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
13111                                       u32 cnt)
13112 {
13113         struct bpf_prog *prog = env->prog;
13114         u32 i, l_off, l_cnt, nr_linfo;
13115         struct bpf_line_info *linfo;
13116
13117         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
13118         if (!nr_linfo)
13119                 return 0;
13120
13121         linfo = prog->aux->linfo;
13122
13123         /* find first line info to remove, count lines to be removed */
13124         for (i = 0; i < nr_linfo; i++)
13125                 if (linfo[i].insn_off >= off)
13126                         break;
13127
13128         l_off = i;
13129         l_cnt = 0;
13130         for (; i < nr_linfo; i++)
13131                 if (linfo[i].insn_off < off + cnt)
13132                         l_cnt++;
13133                 else
13134                         break;
13135
13136         /* First live insn doesn't match first live linfo, it needs to "inherit"
13137          * last removed linfo.  prog is already modified, so prog->len == off
13138          * means no live instructions after (tail of the program was removed).
13139          */
13140         if (prog->len != off && l_cnt &&
13141             (i == nr_linfo || linfo[i].insn_off != off + cnt)) {
13142                 l_cnt--;
13143                 linfo[--i].insn_off = off + cnt;
13144         }
13145
13146         /* remove the line info which refer to the removed instructions */
13147         if (l_cnt) {
13148                 memmove(linfo + l_off, linfo + i,
13149                         sizeof(*linfo) * (nr_linfo - i));
13150
13151                 prog->aux->nr_linfo -= l_cnt;
13152                 nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
13153         }
13154
13155         /* pull all linfo[i].insn_off >= off + cnt in by cnt */
13156         for (i = l_off; i < nr_linfo; i++)
13157                 linfo[i].insn_off -= cnt;
13158
13159         /* fix up all subprogs (incl. 'exit') which start >= off */
13160         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++)
13161                 if (env->subprog_info[i].linfo_idx > l_off) {
13162                         /* program may have started in the removed region but
13163                          * may not be fully removed
13164                          */
13165                         if (env->subprog_info[i].linfo_idx >= l_off + l_cnt)
13166                                 env->subprog_info[i].linfo_idx -= l_cnt;
13167                         else
13168                                 env->subprog_info[i].linfo_idx = l_off;
13169                 }
13170
13171         return 0;
13172 }
13173
13174 static int verifier_remove_insns(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 cnt)
13175 {
13176         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
13177         unsigned int orig_prog_len = env->prog->len;
13178         int err;
13179
13180         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
13181                 bpf_prog_offload_remove_insns(env, off, cnt);
13182
13183         err = bpf_remove_insns(env->prog, off, cnt);
13184         if (err)
13185                 return err;
13186
13187         err = adjust_subprog_starts_after_remove(env, off, cnt);
13188         if (err)
13189                 return err;
13190
13191         err = bpf_adj_linfo_after_remove(env, off, cnt);
13192         if (err)
13193                 return err;
13194
13195         memmove(aux_data + off, aux_data + off + cnt,
13196                 sizeof(*aux_data) * (orig_prog_len - off - cnt));
13197
13198         return 0;
13199 }
13200
13201 /* The verifier does more data flow analysis than llvm and will not
13202  * explore branches that are dead at run time. Malicious programs can
13203  * have dead code too. Therefore replace all dead at-run-time code
13204  * with 'ja -1'.
13205  *
13206  * Just nops are not optimal, e.g. if they would sit at the end of the
13207  * program and through another bug we would manage to jump there, then
13208  * we'd execute beyond program memory otherwise. Returning exception
13209  * code also wouldn't work since we can have subprogs where the dead
13210  * code could be located.
13211  */
13212 static void sanitize_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
13213 {
13214         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
13215         struct bpf_insn trap = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, -1);
13216         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
13217         const int insn_cnt = env->prog->len;
13218         int i;
13219
13220         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
13221                 if (aux_data[i].seen)
13222                         continue;
13223                 memcpy(insn + i, &trap, sizeof(trap));
13224                 aux_data[i].zext_dst = false;
13225         }
13226 }
13227
13228 static bool insn_is_cond_jump(u8 code)
13229 {
13230         u8 op;
13231
13232         if (BPF_CLASS(code) == BPF_JMP32)
13233                 return true;
13234
13235         if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP)
13236                 return false;
13237
13238         op = BPF_OP(code);
13239         return op != BPF_JA && op != BPF_EXIT && op != BPF_CALL;
13240 }
13241
13242 static void opt_hard_wire_dead_code_branches(struct bpf_verifier_env *env)
13243 {
13244         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
13245         struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
13246         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
13247         const int insn_cnt = env->prog->len;
13248         int i;
13249
13250         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
13251                 if (!insn_is_cond_jump(insn->code))
13252                         continue;
13253
13254                 if (!aux_data[i + 1].seen)
13255                         ja.off = insn->off;
13256                 else if (!aux_data[i + 1 + insn->off].seen)
13257                         ja.off = 0;
13258                 else
13259                         continue;
13260
13261                 if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
13262                         bpf_prog_offload_replace_insn(env, i, &ja);
13263
13264                 memcpy(insn, &ja, sizeof(ja));
13265         }
13266 }
13267
13268 static int opt_remove_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
13269 {
13270         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
13271         int insn_cnt = env->prog->len;
13272         int i, err;
13273
13274         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
13275                 int j;
13276
13277                 j = 0;
13278                 while (i + j < insn_cnt && !aux_data[i + j].seen)
13279                         j++;
13280                 if (!j)
13281                         continue;
13282
13283                 err = verifier_remove_insns(env, i, j);
13284                 if (err)
13285                         return err;
13286                 insn_cnt = env->prog->len;
13287         }
13288
13289         return 0;
13290 }
13291
13292 static int opt_remove_nops(struct bpf_verifier_env *env)
13293 {
13294         const struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
13295         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
13296         int insn_cnt = env->prog->len;
13297         int i, err;
13298
13299         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
13300                 if (memcmp(&insn[i], &ja, sizeof(ja)))
13301                         continue;
13302
13303                 err = verifier_remove_insns(env, i, 1);
13304                 if (err)
13305                         return err;
13306                 insn_cnt--;
13307                 i--;
13308         }
13309
13310         return 0;
13311 }
13312
13313 static int opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(struct bpf_verifier_env *env,
13314                                          const union bpf_attr *attr)
13315 {
13316         struct bpf_insn *patch, zext_patch[2], rnd_hi32_patch[4];
13317         struct bpf_insn_aux_data *aux = env->insn_aux_data;
13318         int i, patch_len, delta = 0, len = env->prog->len;
13319         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
13320         struct bpf_prog *new_prog;
13321         bool rnd_hi32;
13322
13323         rnd_hi32 = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_RND_HI32;
13324         zext_patch[1] = BPF_ZEXT_REG(0);
13325         rnd_hi32_patch[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, 0);
13326         rnd_hi32_patch[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_AX, 32);
13327         rnd_hi32_patch[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, 0, BPF_REG_AX);
13328         for (i = 0; i < len; i++) {
13329                 int adj_idx = i + delta;
13330                 struct bpf_insn insn;
13331                 int load_reg;
13332
13333                 insn = insns[adj_idx];
13334                 load_reg = insn_def_regno(&insn);
13335                 if (!aux[adj_idx].zext_dst) {
13336                         u8 code, class;
13337                         u32 imm_rnd;
13338
13339                         if (!rnd_hi32)
13340                                 continue;
13341
13342                         code = insn.code;
13343                         class = BPF_CLASS(code);
13344                         if (load_reg == -1)
13345                                 continue;
13346
13347                         /* NOTE: arg "reg" (the fourth one) is only used for
13348                          *       BPF_STX + SRC_OP, so it is safe to pass NULL
13349                          *       here.
13350                          */
13351                         if (is_reg64(env, &insn, load_reg, NULL, DST_OP)) {
13352                                 if (class == BPF_LD &&
13353                                     BPF_MODE(code) == BPF_IMM)
13354                                         i++;
13355                                 continue;
13356                         }
13357
13358                         /* ctx load could be transformed into wider load. */
13359                         if (class == BPF_LDX &&
13360                             aux[adj_idx].ptr_type == PTR_TO_CTX)
13361                                 continue;
13362
13363                         imm_rnd = get_random_u32();
13364                         rnd_hi32_patch[0] = insn;
13365                         rnd_hi32_patch[1].imm = imm_rnd;
13366                         rnd_hi32_patch[3].dst_reg = load_reg;
13367                         patch = rnd_hi32_patch;
13368                         patch_len = 4;
13369                         goto apply_patch_buffer;
13370                 }
13371
13372                 /* Add in an zero-extend instruction if a) the JIT has requested
13373                  * it or b) it's a CMPXCHG.
13374                  *
13375                  * The latter is because: BPF_CMPXCHG always loads a value into
13376                  * R0, therefore always zero-extends. However some archs'
13377                  * equivalent instruction only does this load when the
13378                  * comparison is successful. This detail of CMPXCHG is
13379                  * orthogonal to the general zero-extension behaviour of the
13380                  * CPU, so it's treated independently of bpf_jit_needs_zext.
13381                  */
13382                 if (!bpf_jit_needs_zext() && !is_cmpxchg_insn(&insn))
13383                         continue;
13384
13385                 if (WARN_ON(load_reg == -1)) {
13386                         verbose(env, "verifier bug. zext_dst is set, but no reg is defined\n");
13387                         return -EFAULT;
13388                 }
13389
13390                 zext_patch[0] = insn;
13391                 zext_patch[1].dst_reg = load_reg;
13392                 zext_patch[1].src_reg = load_reg;
13393                 patch = zext_patch;
13394                 patch_len = 2;
13395 apply_patch_buffer:
13396                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, adj_idx, patch, patch_len);
13397                 if (!new_prog)
13398                         return -ENOMEM;
13399                 env->prog = new_prog;
13400                 insns = new_prog->insnsi;
13401                 aux = env->insn_aux_data;
13402                 delta += patch_len - 1;
13403         }
13404
13405         return 0;
13406 }
13407
13408 /* convert load instructions that access fields of a context type into a
13409  * sequence of instructions that access fields of the underlying structure:
13410  *     struct __sk_buff    -> struct sk_buff
13411  *     struct bpf_sock_ops -> struct sock
13412  */
13413 static int convert_ctx_accesses(struct bpf_verifier_env *env)
13414 {
13415         const struct bpf_verifier_ops *ops = env->ops;
13416         int i, cnt, size, ctx_field_size, delta = 0;
13417         const int insn_cnt = env->prog->len;
13418         struct bpf_insn insn_buf[16], *insn;
13419         u32 target_size, size_default, off;
13420         struct bpf_prog *new_prog;
13421         enum bpf_access_type type;
13422         bool is_narrower_load;
13423
13424         if (ops->gen_prologue || env->seen_direct_write) {
13425                 if (!ops->gen_prologue) {
13426                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
13427                         return -EINVAL;
13428                 }
13429                 cnt = ops->gen_prologue(insn_buf, env->seen_direct_write,
13430                                         env->prog);
13431                 if (cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
13432                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
13433                         return -EINVAL;
13434                 } else if (cnt) {
13435                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, 0, insn_buf, cnt);
13436                         if (!new_prog)
13437                                 return -ENOMEM;
13438
13439                         env->prog = new_prog;
13440                         delta += cnt - 1;
13441                 }
13442         }
13443
13444         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
13445                 return 0;
13446
13447         insn = env->prog->insnsi + delta;
13448
13449         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
13450                 bpf_convert_ctx_access_t convert_ctx_access;
13451                 bool ctx_access;
13452
13453                 if (insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B) ||
13454                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H) ||
13455                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W) ||
13456                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW)) {
13457                         type = BPF_READ;
13458                         ctx_access = true;
13459                 } else if (insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B) ||
13460                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H) ||
13461                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W) ||
13462                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW) ||
13463                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_B) ||
13464                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_H) ||
13465                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_W) ||
13466                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_DW)) {
13467                         type = BPF_WRITE;
13468                         ctx_access = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX;
13469                 } else {
13470                         continue;
13471                 }
13472
13473                 if (type == BPF_WRITE &&
13474                     env->insn_aux_data[i + delta].sanitize_stack_spill) {
13475                         struct bpf_insn patch[] = {
13476                                 *insn,
13477                                 BPF_ST_NOSPEC(),
13478                         };
13479
13480                         cnt = ARRAY_SIZE(patch);
13481                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patch, cnt);
13482                         if (!new_prog)
13483                                 return -ENOMEM;
13484
13485                         delta    += cnt - 1;
13486                         env->prog = new_prog;
13487                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
13488                         continue;
13489                 }
13490
13491                 if (!ctx_access)
13492                         continue;
13493
13494                 switch ((int)env->insn_aux_data[i + delta].ptr_type) {
13495                 case PTR_TO_CTX:
13496                         if (!ops->convert_ctx_access)
13497                                 continue;
13498                         convert_ctx_access = ops->convert_ctx_access;
13499                         break;
13500                 case PTR_TO_SOCKET:
13501                 case PTR_TO_SOCK_COMMON:
13502                         convert_ctx_access = bpf_sock_convert_ctx_access;
13503                         break;
13504                 case PTR_TO_TCP_SOCK:
13505                         convert_ctx_access = bpf_tcp_sock_convert_ctx_access;
13506                         break;
13507                 case PTR_TO_XDP_SOCK:
13508                         convert_ctx_access = bpf_xdp_sock_convert_ctx_access;
13509                         break;
13510                 case PTR_TO_BTF_ID:
13511                 case PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED:
13512                         if (type == BPF_READ) {
13513                                 insn->code = BPF_LDX | BPF_PROBE_MEM |
13514                                         BPF_SIZE((insn)->code);
13515                                 env->prog->aux->num_exentries++;
13516                         }
13517                         continue;
13518                 default:
13519                         continue;
13520                 }
13521
13522                 ctx_field_size = env->insn_aux_data[i + delta].ctx_field_size;
13523                 size = BPF_LDST_BYTES(insn);
13524
13525                 /* If the read access is a narrower load of the field,
13526                  * convert to a 4/8-byte load, to minimum program type specific
13527                  * convert_ctx_access changes. If conversion is successful,
13528                  * we will apply proper mask to the result.
13529                  */
13530                 is_narrower_load = size < ctx_field_size;
13531                 size_default = bpf_ctx_off_adjust_machine(ctx_field_size);
13532                 off = insn->off;
13533                 if (is_narrower_load) {
13534                         u8 size_code;
13535
13536                         if (type == BPF_WRITE) {
13537                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx access misconfigured\n");
13538                                 return -EINVAL;
13539                         }
13540
13541                         size_code = BPF_H;
13542                         if (ctx_field_size == 4)
13543                                 size_code = BPF_W;
13544                         else if (ctx_field_size == 8)
13545                                 size_code = BPF_DW;
13546
13547                         insn->off = off & ~(size_default - 1);
13548                         insn->code = BPF_LDX | BPF_MEM | size_code;
13549                 }
13550
13551                 target_size = 0;
13552                 cnt = convert_ctx_access(type, insn, insn_buf, env->prog,
13553                                          &target_size);
13554                 if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf) ||
13555                     (ctx_field_size && !target_size)) {
13556                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
13557                         return -EINVAL;
13558                 }
13559
13560                 if (is_narrower_load && size < target_size) {
13561                         u8 shift = bpf_ctx_narrow_access_offset(
13562                                 off, size, size_default) * 8;
13563                         if (shift && cnt + 1 >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
13564                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx load misconfigured\n");
13565                                 return -EINVAL;
13566                         }
13567                         if (ctx_field_size <= 4) {
13568                                 if (shift)
13569                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_RSH,
13570                                                                         insn->dst_reg,
13571                                                                         shift);
13572                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
13573                                                                 (1 << size * 8) - 1);
13574                         } else {
13575                                 if (shift)
13576                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_RSH,
13577                                                                         insn->dst_reg,
13578                                                                         shift);
13579                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
13580                                                                 (1ULL << size * 8) - 1);
13581                         }
13582                 }
13583
13584                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
13585                 if (!new_prog)
13586                         return -ENOMEM;
13587
13588                 delta += cnt - 1;
13589
13590                 /* keep walking new program and skip insns we just inserted */
13591                 env->prog = new_prog;
13592                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
13593         }
13594
13595         return 0;
13596 }
13597
13598 static int jit_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
13599 {
13600         struct bpf_prog *prog = env->prog, **func, *tmp;
13601         int i, j, subprog_start, subprog_end = 0, len, subprog;
13602         struct bpf_map *map_ptr;
13603         struct bpf_insn *insn;
13604         void *old_bpf_func;
13605         int err, num_exentries;
13606
13607         if (env->subprog_cnt <= 1)
13608                 return 0;
13609
13610         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
13611                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn))
13612                         continue;
13613
13614                 /* Upon error here we cannot fall back to interpreter but
13615                  * need a hard reject of the program. Thus -EFAULT is
13616                  * propagated in any case.
13617                  */
13618                 subprog = find_subprog(env, i + insn->imm + 1);
13619                 if (subprog < 0) {
13620                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
13621                                   i + insn->imm + 1);
13622                         return -EFAULT;
13623                 }
13624                 /* temporarily remember subprog id inside insn instead of
13625                  * aux_data, since next loop will split up all insns into funcs
13626                  */
13627                 insn->off = subprog;
13628                 /* remember original imm in case JIT fails and fallback
13629                  * to interpreter will be needed
13630                  */
13631                 env->insn_aux_data[i].call_imm = insn->imm;
13632                 /* point imm to __bpf_call_base+1 from JITs point of view */
13633                 insn->imm = 1;
13634                 if (bpf_pseudo_func(insn))
13635                         /* jit (e.g. x86_64) may emit fewer instructions
13636                          * if it learns a u32 imm is the same as a u64 imm.
13637                          * Force a non zero here.
13638                          */
13639                         insn[1].imm = 1;
13640         }
13641
13642         err = bpf_prog_alloc_jited_linfo(prog);
13643         if (err)
13644                 goto out_undo_insn;
13645
13646         err = -ENOMEM;
13647         func = kcalloc(env->subprog_cnt, sizeof(prog), GFP_KERNEL);
13648         if (!func)
13649                 goto out_undo_insn;
13650
13651         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
13652                 subprog_start = subprog_end;
13653                 subprog_end = env->subprog_info[i + 1].start;
13654
13655                 len = subprog_end - subprog_start;
13656                 /* bpf_prog_run() doesn't call subprogs directly,
13657                  * hence main prog stats include the runtime of subprogs.
13658                  * subprogs don't have IDs and not reachable via prog_get_next_id
13659                  * func[i]->stats will never be accessed and stays NULL
13660                  */
13661                 func[i] = bpf_prog_alloc_no_stats(bpf_prog_size(len), GFP_USER);
13662                 if (!func[i])
13663                         goto out_free;
13664                 memcpy(func[i]->insnsi, &prog->insnsi[subprog_start],
13665                        len * sizeof(struct bpf_insn));
13666                 func[i]->type = prog->type;
13667                 func[i]->len = len;
13668                 if (bpf_prog_calc_tag(func[i]))
13669                         goto out_free;
13670                 func[i]->is_func = 1;
13671                 func[i]->aux->func_idx = i;
13672                 /* Below members will be freed only at prog->aux */
13673                 func[i]->aux->btf = prog->aux->btf;
13674                 func[i]->aux->func_info = prog->aux->func_info;
13675                 func[i]->aux->func_info_cnt = prog->aux->func_info_cnt;
13676                 func[i]->aux->poke_tab = prog->aux->poke_tab;
13677                 func[i]->aux->size_poke_tab = prog->aux->size_poke_tab;
13678
13679                 for (j = 0; j < prog->aux->size_poke_tab; j++) {
13680                         struct bpf_jit_poke_descriptor *poke;
13681
13682                         poke = &prog->aux->poke_tab[j];
13683                         if (poke->insn_idx < subprog_end &&
13684                             poke->insn_idx >= subprog_start)
13685                                 poke->aux = func[i]->aux;
13686                 }
13687
13688                 func[i]->aux->name[0] = 'F';
13689                 func[i]->aux->stack_depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
13690                 func[i]->jit_requested = 1;
13691                 func[i]->blinding_requested = prog->blinding_requested;
13692                 func[i]->aux->kfunc_tab = prog->aux->kfunc_tab;
13693                 func[i]->aux->kfunc_btf_tab = prog->aux->kfunc_btf_tab;
13694                 func[i]->aux->linfo = prog->aux->linfo;
13695                 func[i]->aux->nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
13696                 func[i]->aux->jited_linfo = prog->aux->jited_linfo;
13697                 func[i]->aux->linfo_idx = env->subprog_info[i].linfo_idx;
13698                 num_exentries = 0;
13699                 insn = func[i]->insnsi;
13700                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
13701                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
13702                             BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEM)
13703                                 num_exentries++;
13704                 }
13705                 func[i]->aux->num_exentries = num_exentries;
13706                 func[i]->aux->tail_call_reachable = env->subprog_info[i].tail_call_reachable;
13707                 func[i] = bpf_int_jit_compile(func[i]);
13708                 if (!func[i]->jited) {
13709                         err = -ENOTSUPP;
13710                         goto out_free;
13711                 }
13712                 cond_resched();
13713         }
13714
13715         /* at this point all bpf functions were successfully JITed
13716          * now populate all bpf_calls with correct addresses and
13717          * run last pass of JIT
13718          */
13719         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
13720                 insn = func[i]->insnsi;
13721                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
13722                         if (bpf_pseudo_func(insn)) {
13723                                 subprog = insn->off;
13724                                 insn[0].imm = (u32)(long)func[subprog]->bpf_func;
13725                                 insn[1].imm = ((u64)(long)func[subprog]->bpf_func) >> 32;
13726                                 continue;
13727                         }
13728                         if (!bpf_pseudo_call(insn))
13729                                 continue;
13730                         subprog = insn->off;
13731                         insn->imm = BPF_CALL_IMM(func[subprog]->bpf_func);
13732                 }
13733
13734                 /* we use the aux data to keep a list of the start addresses
13735                  * of the JITed images for each function in the program
13736                  *
13737                  * for some architectures, such as powerpc64, the imm field
13738                  * might not be large enough to hold the offset of the start
13739                  * address of the callee's JITed image from __bpf_call_base
13740                  *
13741                  * in such cases, we can lookup the start address of a callee
13742                  * by using its subprog id, available from the off field of
13743                  * the call instruction, as an index for this list
13744                  */
13745                 func[i]->aux->func = func;
13746                 func[i]->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
13747         }
13748         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
13749                 old_bpf_func = func[i]->bpf_func;
13750                 tmp = bpf_int_jit_compile(func[i]);
13751                 if (tmp != func[i] || func[i]->bpf_func != old_bpf_func) {
13752                         verbose(env, "JIT doesn't support bpf-to-bpf calls\n");
13753                         err = -ENOTSUPP;
13754                         goto out_free;
13755                 }
13756                 cond_resched();
13757         }
13758
13759         /* finally lock prog and jit images for all functions and
13760          * populate kallsysm
13761          */
13762         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
13763                 bpf_prog_lock_ro(func[i]);
13764                 bpf_prog_kallsyms_add(func[i]);
13765         }
13766
13767         /* Last step: make now unused interpreter insns from main
13768          * prog consistent for later dump requests, so they can
13769          * later look the same as if they were interpreted only.
13770          */
13771         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
13772                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
13773                         insn[0].imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
13774                         insn[1].imm = insn->off;
13775                         insn->off = 0;
13776                         continue;
13777                 }
13778                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
13779                         continue;
13780                 insn->off = env->insn_aux_data[i].call_imm;
13781                 subprog = find_subprog(env, i + insn->off + 1);
13782                 insn->imm = subprog;
13783         }
13784
13785         prog->jited = 1;
13786         prog->bpf_func = func[0]->bpf_func;
13787         prog->jited_len = func[0]->jited_len;
13788         prog->aux->func = func;
13789         prog->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
13790         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
13791         return 0;
13792 out_free:
13793         /* We failed JIT'ing, so at this point we need to unregister poke
13794          * descriptors from subprogs, so that kernel is not attempting to
13795          * patch it anymore as we're freeing the subprog JIT memory.
13796          */
13797         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
13798                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
13799                 map_ptr->ops->map_poke_untrack(map_ptr, prog->aux);
13800         }
13801         /* At this point we're guaranteed that poke descriptors are not
13802          * live anymore. We can just unlink its descriptor table as it's
13803          * released with the main prog.
13804          */
13805         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
13806                 if (!func[i])
13807                         continue;
13808                 func[i]->aux->poke_tab = NULL;
13809                 bpf_jit_free(func[i]);
13810         }
13811         kfree(func);
13812 out_undo_insn:
13813         /* cleanup main prog to be interpreted */
13814         prog->jit_requested = 0;
13815         prog->blinding_requested = 0;
13816         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
13817                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
13818                         continue;
13819                 insn->off = 0;
13820                 insn->imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
13821         }
13822         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
13823         return err;
13824 }
13825
13826 static int fixup_call_args(struct bpf_verifier_env *env)
13827 {
13828 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
13829         struct bpf_prog *prog = env->prog;
13830         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
13831         bool has_kfunc_call = bpf_prog_has_kfunc_call(prog);
13832         int i, depth;
13833 #endif
13834         int err = 0;
13835
13836         if (env->prog->jit_requested &&
13837             !bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
13838                 err = jit_subprogs(env);
13839                 if (err == 0)
13840                         return 0;
13841                 if (err == -EFAULT)
13842                         return err;
13843         }
13844 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
13845         if (has_kfunc_call) {
13846                 verbose(env, "calling kernel functions are not allowed in non-JITed programs\n");
13847                 return -EINVAL;
13848         }
13849         if (env->subprog_cnt > 1 && env->prog->aux->tail_call_reachable) {
13850                 /* When JIT fails the progs with bpf2bpf calls and tail_calls
13851                  * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
13852                  */
13853                 verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
13854                 return -EINVAL;
13855         }
13856         for (i = 0; i < prog->len; i++, insn++) {
13857                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
13858                         /* When JIT fails the progs with callback calls
13859                          * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
13860                          */
13861                         verbose(env, "callbacks are not allowed in non-JITed programs\n");
13862                         return -EINVAL;
13863                 }
13864
13865                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
13866                         continue;
13867                 depth = get_callee_stack_depth(env, insn, i);
13868                 if (depth < 0)
13869                         return depth;
13870                 bpf_patch_call_args(insn, depth);
13871         }
13872         err = 0;
13873 #endif
13874         return err;
13875 }
13876
13877 static int fixup_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env,
13878                             struct bpf_insn *insn)
13879 {
13880         const struct bpf_kfunc_desc *desc;
13881
13882         if (!insn->imm) {
13883                 verbose(env, "invalid kernel function call not eliminated in verifier pass\n");
13884                 return -EINVAL;
13885         }
13886
13887         /* insn->imm has the btf func_id. Replace it with
13888          * an address (relative to __bpf_base_call).
13889          */
13890         desc = find_kfunc_desc(env->prog, insn->imm, insn->off);
13891         if (!desc) {
13892                 verbose(env, "verifier internal error: kernel function descriptor not found for func_id %u\n",
13893                         insn->imm);
13894                 return -EFAULT;
13895         }
13896
13897         insn->imm = desc->imm;
13898
13899         return 0;
13900 }
13901
13902 /* Do various post-verification rewrites in a single program pass.
13903  * These rewrites simplify JIT and interpreter implementations.
13904  */
13905 static int do_misc_fixups(struct bpf_verifier_env *env)
13906 {
13907         struct bpf_prog *prog = env->prog;
13908         enum bpf_attach_type eatype = prog->expected_attach_type;
13909         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
13910         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
13911         const struct bpf_func_proto *fn;
13912         const int insn_cnt = prog->len;
13913         const struct bpf_map_ops *ops;
13914         struct bpf_insn_aux_data *aux;
13915         struct bpf_insn insn_buf[16];
13916         struct bpf_prog *new_prog;
13917         struct bpf_map *map_ptr;
13918         int i, ret, cnt, delta = 0;
13919
13920         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
13921                 /* Make divide-by-zero exceptions impossible. */
13922                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X) ||
13923                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
13924                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X) ||
13925                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
13926                         bool is64 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64;
13927                         bool isdiv = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV;
13928                         struct bpf_insn *patchlet;
13929                         struct bpf_insn chk_and_div[] = {
13930                                 /* [R,W]x div 0 -> 0 */
13931                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
13932                                              BPF_JNE | BPF_K, insn->src_reg,
13933                                              0, 2, 0),
13934                                 BPF_ALU32_REG(BPF_XOR, insn->dst_reg, insn->dst_reg),
13935                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
13936                                 *insn,
13937                         };
13938                         struct bpf_insn chk_and_mod[] = {
13939                                 /* [R,W]x mod 0 -> [R,W]x */
13940                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
13941                                              BPF_JEQ | BPF_K, insn->src_reg,
13942                                              0, 1 + (is64 ? 0 : 1), 0),
13943                                 *insn,
13944                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
13945                                 BPF_MOV32_REG(insn->dst_reg, insn->dst_reg),
13946                         };
13947
13948                         patchlet = isdiv ? chk_and_div : chk_and_mod;
13949                         cnt = isdiv ? ARRAY_SIZE(chk_and_div) :
13950                                       ARRAY_SIZE(chk_and_mod) - (is64 ? 2 : 0);
13951
13952                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patchlet, cnt);
13953                         if (!new_prog)
13954                                 return -ENOMEM;
13955
13956                         delta    += cnt - 1;
13957                         env->prog = prog = new_prog;
13958                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
13959                         continue;
13960                 }
13961
13962                 /* Implement LD_ABS and LD_IND with a rewrite, if supported by the program type. */
13963                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LD &&
13964                     (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS ||
13965                      BPF_MODE(insn->code) == BPF_IND)) {
13966                         cnt = env->ops->gen_ld_abs(insn, insn_buf);
13967                         if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
13968                                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
13969                                 return -EINVAL;
13970                         }
13971
13972                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
13973                         if (!new_prog)
13974                                 return -ENOMEM;
13975
13976                         delta    += cnt - 1;
13977                         env->prog = prog = new_prog;
13978                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
13979                         continue;
13980                 }
13981
13982                 /* Rewrite pointer arithmetic to mitigate speculation attacks. */
13983                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X) ||
13984                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X)) {
13985                         const u8 code_add = BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X;
13986                         const u8 code_sub = BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X;
13987                         struct bpf_insn *patch = &insn_buf[0];
13988                         bool issrc, isneg, isimm;
13989                         u32 off_reg;
13990
13991                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
13992                         if (!aux->alu_state ||
13993                             aux->alu_state == BPF_ALU_NON_POINTER)
13994                                 continue;
13995
13996                         isneg = aux->alu_state & BPF_ALU_NEG_VALUE;
13997                         issrc = (aux->alu_state & BPF_ALU_SANITIZE) ==
13998                                 BPF_ALU_SANITIZE_SRC;
13999                         isimm = aux->alu_state & BPF_ALU_IMMEDIATE;
14000
14001                         off_reg = issrc ? insn->src_reg : insn->dst_reg;
14002                         if (isimm) {
14003                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
14004                         } else {
14005                                 if (isneg)
14006                                         *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
14007                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
14008                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_SUB, BPF_REG_AX, off_reg);
14009                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, BPF_REG_AX, off_reg);
14010                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_NEG, BPF_REG_AX, 0);
14011                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ARSH, BPF_REG_AX, 63);
14012                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_AND, BPF_REG_AX, off_reg);
14013                         }
14014                         if (!issrc)
14015                                 *patch++ = BPF_MOV64_REG(insn->dst_reg, insn->src_reg);
14016                         insn->src_reg = BPF_REG_AX;
14017                         if (isneg)
14018                                 insn->code = insn->code == code_add ?
14019                                              code_sub : code_add;
14020                         *patch++ = *insn;
14021                         if (issrc && isneg && !isimm)
14022                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
14023                         cnt = patch - insn_buf;
14024
14025                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
14026                         if (!new_prog)
14027                                 return -ENOMEM;
14028
14029                         delta    += cnt - 1;
14030                         env->prog = prog = new_prog;
14031                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
14032                         continue;
14033                 }
14034
14035                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
14036                         continue;
14037                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
14038                         continue;
14039                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) {
14040                         ret = fixup_kfunc_call(env, insn);
14041                         if (ret)
14042                                 return ret;
14043                         continue;
14044                 }
14045
14046                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_route_realm)
14047                         prog->dst_needed = 1;
14048                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_prandom_u32)
14049                         bpf_user_rnd_init_once();
14050                 if (insn->imm == BPF_FUNC_override_return)
14051                         prog->kprobe_override = 1;
14052                 if (insn->imm == BPF_FUNC_tail_call) {
14053                         /* If we tail call into other programs, we
14054                          * cannot make any assumptions since they can
14055                          * be replaced dynamically during runtime in
14056                          * the program array.
14057                          */
14058                         prog->cb_access = 1;
14059                         if (!allow_tail_call_in_subprogs(env))
14060                                 prog->aux->stack_depth = MAX_BPF_STACK;
14061                         prog->aux->max_pkt_offset = MAX_PACKET_OFF;
14062
14063                         /* mark bpf_tail_call as different opcode to avoid
14064                          * conditional branch in the interpreter for every normal
14065                          * call and to prevent accidental JITing by JIT compiler
14066                          * that doesn't support bpf_tail_call yet
14067                          */
14068                         insn->imm = 0;
14069                         insn->code = BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL;
14070
14071                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
14072                         if (env->bpf_capable && !prog->blinding_requested &&
14073                             prog->jit_requested &&
14074                             !bpf_map_key_poisoned(aux) &&
14075                             !bpf_map_ptr_poisoned(aux) &&
14076                             !bpf_map_ptr_unpriv(aux)) {
14077                                 struct bpf_jit_poke_descriptor desc = {
14078                                         .reason = BPF_POKE_REASON_TAIL_CALL,
14079                                         .tail_call.map = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state),
14080                                         .tail_call.key = bpf_map_key_immediate(aux),
14081                                         .insn_idx = i + delta,
14082                                 };
14083
14084                                 ret = bpf_jit_add_poke_descriptor(prog, &desc);
14085                                 if (ret < 0) {
14086                                         verbose(env, "adding tail call poke descriptor failed\n");
14087                                         return ret;
14088                                 }
14089
14090                                 insn->imm = ret + 1;
14091                                 continue;
14092                         }
14093
14094                         if (!bpf_map_ptr_unpriv(aux))
14095                                 continue;
14096
14097                         /* instead of changing every JIT dealing with tail_call
14098                          * emit two extra insns:
14099                          * if (index >= max_entries) goto out;
14100                          * index &= array->index_mask;
14101                          * to avoid out-of-bounds cpu speculation
14102                          */
14103                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux)) {
14104                                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
14105                                 return -EINVAL;
14106                         }
14107
14108                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
14109                         insn_buf[0] = BPF_JMP_IMM(BPF_JGE, BPF_REG_3,
14110                                                   map_ptr->max_entries, 2);
14111                         insn_buf[1] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, BPF_REG_3,
14112                                                     container_of(map_ptr,
14113                                                                  struct bpf_array,
14114                                                                  map)->index_mask);
14115                         insn_buf[2] = *insn;
14116                         cnt = 3;
14117                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
14118                         if (!new_prog)
14119                                 return -ENOMEM;
14120
14121                         delta    += cnt - 1;
14122                         env->prog = prog = new_prog;
14123                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
14124                         continue;
14125                 }
14126
14127                 if (insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
14128                         /* The verifier will process callback_fn as many times as necessary
14129                          * with different maps and the register states prepared by
14130                          * set_timer_callback_state will be accurate.
14131                          *
14132                          * The following use case is valid:
14133                          *   map1 is shared by prog1, prog2, prog3.
14134                          *   prog1 calls bpf_timer_init for some map1 elements
14135                          *   prog2 calls bpf_timer_set_callback for some map1 elements.
14136                          *     Those that were not bpf_timer_init-ed will return -EINVAL.
14137                          *   prog3 calls bpf_timer_start for some map1 elements.
14138                          *     Those that were not both bpf_timer_init-ed and
14139                          *     bpf_timer_set_callback-ed will return -EINVAL.
14140                          */
14141                         struct bpf_insn ld_addrs[2] = {
14142                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_3, (long)prog->aux),
14143                         };
14144
14145                         insn_buf[0] = ld_addrs[0];
14146                         insn_buf[1] = ld_addrs[1];
14147                         insn_buf[2] = *insn;
14148                         cnt = 3;
14149
14150                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
14151                         if (!new_prog)
14152                                 return -ENOMEM;
14153
14154                         delta    += cnt - 1;
14155                         env->prog = prog = new_prog;
14156                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
14157                         goto patch_call_imm;
14158                 }
14159
14160                 if (insn->imm == BPF_FUNC_task_storage_get ||
14161                     insn->imm == BPF_FUNC_sk_storage_get ||
14162                     insn->imm == BPF_FUNC_inode_storage_get) {
14163                         if (env->prog->aux->sleepable)
14164                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_KERNEL);
14165                         else
14166                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_ATOMIC);
14167                         insn_buf[1] = *insn;
14168                         cnt = 2;
14169
14170                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
14171                         if (!new_prog)
14172                                 return -ENOMEM;
14173
14174                         delta += cnt - 1;
14175                         env->prog = prog = new_prog;
14176                         insn = new_prog->insnsi + i + delta;
14177                         goto patch_call_imm;
14178                 }
14179
14180                 /* BPF_EMIT_CALL() assumptions in some of the map_gen_lookup
14181                  * and other inlining handlers are currently limited to 64 bit
14182                  * only.
14183                  */
14184                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
14185                     (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem ||
14186                      insn->imm == BPF_FUNC_map_update_elem ||
14187                      insn->imm == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
14188                      insn->imm == BPF_FUNC_map_push_elem   ||
14189                      insn->imm == BPF_FUNC_map_pop_elem    ||
14190                      insn->imm == BPF_FUNC_map_peek_elem   ||
14191                      insn->imm == BPF_FUNC_redirect_map    ||
14192                      insn->imm == BPF_FUNC_for_each_map_elem ||
14193                      insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)) {
14194                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
14195                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux))
14196                                 goto patch_call_imm;
14197
14198                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
14199                         ops = map_ptr->ops;
14200                         if (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
14201                             ops->map_gen_lookup) {
14202                                 cnt = ops->map_gen_lookup(map_ptr, insn_buf);
14203                                 if (cnt == -EOPNOTSUPP)
14204                                         goto patch_map_ops_generic;
14205                                 if (cnt <= 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
14206                                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
14207                                         return -EINVAL;
14208                                 }
14209
14210                                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta,
14211                                                                insn_buf, cnt);
14212                                 if (!new_prog)
14213                                         return -ENOMEM;
14214
14215                                 delta    += cnt - 1;
14216                                 env->prog = prog = new_prog;
14217                                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
14218                                 continue;
14219                         }
14220
14221                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_elem,
14222                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
14223                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_delete_elem,
14224                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
14225                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_update_elem,
14226                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
14227                                               u64 flags))NULL));
14228                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_push_elem,
14229                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value,
14230                                               u64 flags))NULL));
14231                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_pop_elem,
14232                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
14233                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_peek_elem,
14234                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
14235                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_redirect,
14236                                      (int (*)(struct bpf_map *map, u32 ifindex, u64 flags))NULL));
14237                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_for_each_callback,
14238                                      (int (*)(struct bpf_map *map,
14239                                               bpf_callback_t callback_fn,
14240                                               void *callback_ctx,
14241                                               u64 flags))NULL));
14242                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_percpu_elem,
14243                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key, u32 cpu))NULL));
14244
14245 patch_map_ops_generic:
14246                         switch (insn->imm) {
14247                         case BPF_FUNC_map_lookup_elem:
14248                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_elem);
14249                                 continue;
14250                         case BPF_FUNC_map_update_elem:
14251                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_update_elem);
14252                                 continue;
14253                         case BPF_FUNC_map_delete_elem:
14254                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_delete_elem);
14255                                 continue;
14256                         case BPF_FUNC_map_push_elem:
14257                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_push_elem);
14258                                 continue;
14259                         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
14260                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_pop_elem);
14261                                 continue;
14262                         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
14263                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_peek_elem);
14264                                 continue;
14265                         case BPF_FUNC_redirect_map:
14266                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_redirect);
14267                                 continue;
14268                         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
14269                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_for_each_callback);
14270                                 continue;
14271                         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
14272                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_percpu_elem);
14273                                 continue;
14274                         }
14275
14276                         goto patch_call_imm;
14277                 }
14278
14279                 /* Implement bpf_jiffies64 inline. */
14280                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
14281                     insn->imm == BPF_FUNC_jiffies64) {
14282                         struct bpf_insn ld_jiffies_addr[2] = {
14283                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_0,
14284                                              (unsigned long)&jiffies),
14285                         };
14286
14287                         insn_buf[0] = ld_jiffies_addr[0];
14288                         insn_buf[1] = ld_jiffies_addr[1];
14289                         insn_buf[2] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0,
14290                                                   BPF_REG_0, 0);
14291                         cnt = 3;
14292
14293                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf,
14294                                                        cnt);
14295                         if (!new_prog)
14296                                 return -ENOMEM;
14297
14298                         delta    += cnt - 1;
14299                         env->prog = prog = new_prog;
14300                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
14301                         continue;
14302                 }
14303
14304                 /* Implement bpf_get_func_arg inline. */
14305                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
14306                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg) {
14307                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
14308                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
14309                         insn_buf[1] = BPF_JMP32_REG(BPF_JGE, BPF_REG_2, BPF_REG_0, 6);
14310                         insn_buf[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_2, 3);
14311                         insn_buf[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_2, BPF_REG_1);
14312                         insn_buf[4] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_2, 0);
14313                         insn_buf[5] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
14314                         insn_buf[6] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
14315                         insn_buf[7] = BPF_JMP_A(1);
14316                         insn_buf[8] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EINVAL);
14317                         cnt = 9;
14318
14319                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
14320                         if (!new_prog)
14321                                 return -ENOMEM;
14322
14323                         delta    += cnt - 1;
14324                         env->prog = prog = new_prog;
14325                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
14326                         continue;
14327                 }
14328
14329                 /* Implement bpf_get_func_ret inline. */
14330                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
14331                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ret) {
14332                         if (eatype == BPF_TRACE_FEXIT ||
14333                             eatype == BPF_MODIFY_RETURN) {
14334                                 /* Load nr_args from ctx - 8 */
14335                                 insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
14336                                 insn_buf[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_0, 3);
14337                                 insn_buf[2] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_0, BPF_REG_1);
14338                                 insn_buf[3] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
14339                                 insn_buf[4] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_2, BPF_REG_3, 0);
14340                                 insn_buf[5] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
14341                                 cnt = 6;
14342                         } else {
14343                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EOPNOTSUPP);
14344                                 cnt = 1;
14345                         }
14346
14347                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
14348                         if (!new_prog)
14349                                 return -ENOMEM;
14350
14351                         delta    += cnt - 1;
14352                         env->prog = prog = new_prog;
14353                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
14354                         continue;
14355                 }
14356
14357                 /* Implement get_func_arg_cnt inline. */
14358                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
14359                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg_cnt) {
14360                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
14361                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
14362
14363                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
14364                         if (!new_prog)
14365                                 return -ENOMEM;
14366
14367                         env->prog = prog = new_prog;
14368                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
14369                         continue;
14370                 }
14371
14372                 /* Implement bpf_get_func_ip inline. */
14373                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
14374                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ip) {
14375                         /* Load IP address from ctx - 16 */
14376                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -16);
14377
14378                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
14379                         if (!new_prog)
14380                                 return -ENOMEM;
14381
14382                         env->prog = prog = new_prog;
14383                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
14384                         continue;
14385                 }
14386
14387 patch_call_imm:
14388                 fn = env->ops->get_func_proto(insn->imm, env->prog);
14389                 /* all functions that have prototype and verifier allowed
14390                  * programs to call them, must be real in-kernel functions
14391                  */
14392                 if (!fn->func) {
14393                         verbose(env,
14394                                 "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
14395                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
14396                         return -EFAULT;
14397                 }
14398                 insn->imm = fn->func - __bpf_call_base;
14399         }
14400
14401         /* Since poke tab is now finalized, publish aux to tracker. */
14402         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
14403                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
14404                 if (!map_ptr->ops->map_poke_track ||
14405                     !map_ptr->ops->map_poke_untrack ||
14406                     !map_ptr->ops->map_poke_run) {
14407                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
14408                         return -EINVAL;
14409                 }
14410
14411                 ret = map_ptr->ops->map_poke_track(map_ptr, prog->aux);
14412                 if (ret < 0) {
14413                         verbose(env, "tracking tail call prog failed\n");
14414                         return ret;
14415                 }
14416         }
14417
14418         sort_kfunc_descs_by_imm(env->prog);
14419
14420         return 0;
14421 }
14422
14423 static struct bpf_prog *inline_bpf_loop(struct bpf_verifier_env *env,
14424                                         int position,
14425                                         s32 stack_base,
14426                                         u32 callback_subprogno,
14427                                         u32 *cnt)
14428 {
14429         s32 r6_offset = stack_base + 0 * BPF_REG_SIZE;
14430         s32 r7_offset = stack_base + 1 * BPF_REG_SIZE;
14431         s32 r8_offset = stack_base + 2 * BPF_REG_SIZE;
14432         int reg_loop_max = BPF_REG_6;
14433         int reg_loop_cnt = BPF_REG_7;
14434         int reg_loop_ctx = BPF_REG_8;
14435
14436         struct bpf_prog *new_prog;
14437         u32 callback_start;
14438         u32 call_insn_offset;
14439         s32 callback_offset;
14440
14441         /* This represents an inlined version of bpf_iter.c:bpf_loop,
14442          * be careful to modify this code in sync.
14443          */
14444         struct bpf_insn insn_buf[] = {
14445                 /* Return error and jump to the end of the patch if
14446                  * expected number of iterations is too big.
14447                  */
14448                 BPF_JMP_IMM(BPF_JLE, BPF_REG_1, BPF_MAX_LOOPS, 2),
14449                 BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_0, -E2BIG),
14450                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 16),
14451                 /* spill R6, R7, R8 to use these as loop vars */
14452                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_6, r6_offset),
14453                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_7, r7_offset),
14454                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_8, r8_offset),
14455                 /* initialize loop vars */
14456                 BPF_MOV64_REG(reg_loop_max, BPF_REG_1),
14457                 BPF_MOV32_IMM(reg_loop_cnt, 0),
14458                 BPF_MOV64_REG(reg_loop_ctx, BPF_REG_3),
14459                 /* loop header,
14460                  * if reg_loop_cnt >= reg_loop_max skip the loop body
14461                  */
14462                 BPF_JMP_REG(BPF_JGE, reg_loop_cnt, reg_loop_max, 5),
14463                 /* callback call,
14464                  * correct callback offset would be set after patching
14465                  */
14466                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, reg_loop_cnt),
14467                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, reg_loop_ctx),
14468                 BPF_CALL_REL(0),
14469                 /* increment loop counter */
14470                 BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, reg_loop_cnt, 1),
14471                 /* jump to loop header if callback returned 0 */
14472                 BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, BPF_REG_0, 0, -6),
14473                 /* return value of bpf_loop,
14474                  * set R0 to the number of iterations
14475                  */
14476                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, reg_loop_cnt),
14477                 /* restore original values of R6, R7, R8 */
14478                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_6, BPF_REG_10, r6_offset),
14479                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_7, BPF_REG_10, r7_offset),
14480                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_8, BPF_REG_10, r8_offset),
14481         };
14482
14483         *cnt = ARRAY_SIZE(insn_buf);
14484         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, position, insn_buf, *cnt);
14485         if (!new_prog)
14486                 return new_prog;
14487
14488         /* callback start is known only after patching */
14489         callback_start = env->subprog_info[callback_subprogno].start;
14490         /* Note: insn_buf[12] is an offset of BPF_CALL_REL instruction */
14491         call_insn_offset = position + 12;
14492         callback_offset = callback_start - call_insn_offset - 1;
14493         new_prog->insnsi[call_insn_offset].imm = callback_offset;
14494
14495         return new_prog;
14496 }
14497
14498 static bool is_bpf_loop_call(struct bpf_insn *insn)
14499 {
14500         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
14501                 insn->src_reg == 0 &&
14502                 insn->imm == BPF_FUNC_loop;
14503 }
14504
14505 /* For all sub-programs in the program (including main) check
14506  * insn_aux_data to see if there are bpf_loop calls that require
14507  * inlining. If such calls are found the calls are replaced with a
14508  * sequence of instructions produced by `inline_bpf_loop` function and
14509  * subprog stack_depth is increased by the size of 3 registers.
14510  * This stack space is used to spill values of the R6, R7, R8.  These
14511  * registers are used to store the loop bound, counter and context
14512  * variables.
14513  */
14514 static int optimize_bpf_loop(struct bpf_verifier_env *env)
14515 {
14516         struct bpf_subprog_info *subprogs = env->subprog_info;
14517         int i, cur_subprog = 0, cnt, delta = 0;
14518         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
14519         int insn_cnt = env->prog->len;
14520         u16 stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
14521         u16 stack_depth_roundup = round_up(stack_depth, 8) - stack_depth;
14522         u16 stack_depth_extra = 0;
14523
14524         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
14525                 struct bpf_loop_inline_state *inline_state =
14526                         &env->insn_aux_data[i + delta].loop_inline_state;
14527
14528                 if (is_bpf_loop_call(insn) && inline_state->fit_for_inline) {
14529                         struct bpf_prog *new_prog;
14530
14531                         stack_depth_extra = BPF_REG_SIZE * 3 + stack_depth_roundup;
14532                         new_prog = inline_bpf_loop(env,
14533                                                    i + delta,
14534                                                    -(stack_depth + stack_depth_extra),
14535                                                    inline_state->callback_subprogno,
14536                                                    &cnt);
14537                         if (!new_prog)
14538                                 return -ENOMEM;
14539
14540                         delta     += cnt - 1;
14541                         env->prog  = new_prog;
14542                         insn       = new_prog->insnsi + i + delta;
14543                 }
14544
14545                 if (subprogs[cur_subprog + 1].start == i + delta + 1) {
14546                         subprogs[cur_subprog].stack_depth += stack_depth_extra;
14547                         cur_subprog++;
14548                         stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
14549                         stack_depth_roundup = round_up(stack_depth, 8) - stack_depth;
14550                         stack_depth_extra = 0;
14551                 }
14552         }
14553
14554         env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
14555
14556         return 0;
14557 }
14558
14559 static void free_states(struct bpf_verifier_env *env)
14560 {
14561         struct bpf_verifier_state_list *sl, *sln;
14562         int i;
14563
14564         sl = env->free_list;
14565         while (sl) {
14566                 sln = sl->next;
14567                 free_verifier_state(&sl->state, false);
14568                 kfree(sl);
14569                 sl = sln;
14570         }
14571         env->free_list = NULL;
14572
14573         if (!env->explored_states)
14574                 return;
14575
14576         for (i = 0; i < state_htab_size(env); i++) {
14577                 sl = env->explored_states[i];
14578
14579                 while (sl) {
14580                         sln = sl->next;
14581                         free_verifier_state(&sl->state, false);
14582                         kfree(sl);
14583                         sl = sln;
14584                 }
14585                 env->explored_states[i] = NULL;
14586         }
14587 }
14588
14589 static int do_check_common(struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
14590 {
14591         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
14592         struct bpf_verifier_state *state;
14593         struct bpf_reg_state *regs;
14594         int ret, i;
14595
14596         env->prev_linfo = NULL;
14597         env->pass_cnt++;
14598
14599         state = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state), GFP_KERNEL);
14600         if (!state)
14601                 return -ENOMEM;
14602         state->curframe = 0;
14603         state->speculative = false;
14604         state->branches = 1;
14605         state->frame[0] = kzalloc(sizeof(struct bpf_func_state), GFP_KERNEL);
14606         if (!state->frame[0]) {
14607                 kfree(state);
14608                 return -ENOMEM;
14609         }
14610         env->cur_state = state;
14611         init_func_state(env, state->frame[0],
14612                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
14613                         0 /* frameno */,
14614                         subprog);
14615
14616         regs = state->frame[state->curframe]->regs;
14617         if (subprog || env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
14618                 ret = btf_prepare_func_args(env, subprog, regs);
14619                 if (ret)
14620                         goto out;
14621                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++) {
14622                         if (regs[i].type == PTR_TO_CTX)
14623                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
14624                         else if (regs[i].type == SCALAR_VALUE)
14625                                 mark_reg_unknown(env, regs, i);
14626                         else if (base_type(regs[i].type) == PTR_TO_MEM) {
14627                                 const u32 mem_size = regs[i].mem_size;
14628
14629                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
14630                                 regs[i].mem_size = mem_size;
14631                                 regs[i].id = ++env->id_gen;
14632                         }
14633                 }
14634         } else {
14635                 /* 1st arg to a function */
14636                 regs[BPF_REG_1].type = PTR_TO_CTX;
14637                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_1);
14638                 ret = btf_check_subprog_arg_match(env, subprog, regs);
14639                 if (ret == -EFAULT)
14640                         /* unlikely verifier bug. abort.
14641                          * ret == 0 and ret < 0 are sadly acceptable for
14642                          * main() function due to backward compatibility.
14643                          * Like socket filter program may be written as:
14644                          * int bpf_prog(struct pt_regs *ctx)
14645                          * and never dereference that ctx in the program.
14646                          * 'struct pt_regs' is a type mismatch for socket
14647                          * filter that should be using 'struct __sk_buff'.
14648                          */
14649                         goto out;
14650         }
14651
14652         ret = do_check(env);
14653 out:
14654         /* check for NULL is necessary, since cur_state can be freed inside
14655          * do_check() under memory pressure.
14656          */
14657         if (env->cur_state) {
14658                 free_verifier_state(env->cur_state, true);
14659                 env->cur_state = NULL;
14660         }
14661         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
14662         if (!ret && pop_log)
14663                 bpf_vlog_reset(&env->log, 0);
14664         free_states(env);
14665         return ret;
14666 }
14667
14668 /* Verify all global functions in a BPF program one by one based on their BTF.
14669  * All global functions must pass verification. Otherwise the whole program is rejected.
14670  * Consider:
14671  * int bar(int);
14672  * int foo(int f)
14673  * {
14674  *    return bar(f);
14675  * }
14676  * int bar(int b)
14677  * {
14678  *    ...
14679  * }
14680  * foo() will be verified first for R1=any_scalar_value. During verification it
14681  * will be assumed that bar() already verified successfully and call to bar()
14682  * from foo() will be checked for type match only. Later bar() will be verified
14683  * independently to check that it's safe for R1=any_scalar_value.
14684  */
14685 static int do_check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
14686 {
14687         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
14688         int i, ret;
14689
14690         if (!aux->func_info)
14691                 return 0;
14692
14693         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
14694                 if (aux->func_info_aux[i].linkage != BTF_FUNC_GLOBAL)
14695                         continue;
14696                 env->insn_idx = env->subprog_info[i].start;
14697                 WARN_ON_ONCE(env->insn_idx == 0);
14698                 ret = do_check_common(env, i);
14699                 if (ret) {
14700                         return ret;
14701                 } else if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
14702                         verbose(env,
14703                                 "Func#%d is safe for any args that match its prototype\n",
14704                                 i);
14705                 }
14706         }
14707         return 0;
14708 }
14709
14710 static int do_check_main(struct bpf_verifier_env *env)
14711 {
14712         int ret;
14713
14714         env->insn_idx = 0;
14715         ret = do_check_common(env, 0);
14716         if (!ret)
14717                 env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
14718         return ret;
14719 }
14720
14721
14722 static void print_verification_stats(struct bpf_verifier_env *env)
14723 {
14724         int i;
14725
14726         if (env->log.level & BPF_LOG_STATS) {
14727                 verbose(env, "verification time %lld usec\n",
14728                         div_u64(env->verification_time, 1000));
14729                 verbose(env, "stack depth ");
14730                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
14731                         u32 depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
14732
14733                         verbose(env, "%d", depth);
14734                         if (i + 1 < env->subprog_cnt)
14735                                 verbose(env, "+");
14736                 }
14737                 verbose(env, "\n");
14738         }
14739         verbose(env, "processed %d insns (limit %d) max_states_per_insn %d "
14740                 "total_states %d peak_states %d mark_read %d\n",
14741                 env->insn_processed, BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS,
14742                 env->max_states_per_insn, env->total_states,
14743                 env->peak_states, env->longest_mark_read_walk);
14744 }
14745
14746 static int check_struct_ops_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
14747 {
14748         const struct btf_type *t, *func_proto;
14749         const struct bpf_struct_ops *st_ops;
14750         const struct btf_member *member;
14751         struct bpf_prog *prog = env->prog;
14752         u32 btf_id, member_idx;
14753         const char *mname;
14754
14755         if (!prog->gpl_compatible) {
14756                 verbose(env, "struct ops programs must have a GPL compatible license\n");
14757                 return -EINVAL;
14758         }
14759
14760         btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
14761         st_ops = bpf_struct_ops_find(btf_id);
14762         if (!st_ops) {
14763                 verbose(env, "attach_btf_id %u is not a supported struct\n",
14764                         btf_id);
14765                 return -ENOTSUPP;
14766         }
14767
14768         t = st_ops->type;
14769         member_idx = prog->expected_attach_type;
14770         if (member_idx >= btf_type_vlen(t)) {
14771                 verbose(env, "attach to invalid member idx %u of struct %s\n",
14772                         member_idx, st_ops->name);
14773                 return -EINVAL;
14774         }
14775
14776         member = &btf_type_member(t)[member_idx];
14777         mname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, member->name_off);
14778         func_proto = btf_type_resolve_func_ptr(btf_vmlinux, member->type,
14779                                                NULL);
14780         if (!func_proto) {
14781                 verbose(env, "attach to invalid member %s(@idx %u) of struct %s\n",
14782                         mname, member_idx, st_ops->name);
14783                 return -EINVAL;
14784         }
14785
14786         if (st_ops->check_member) {
14787                 int err = st_ops->check_member(t, member);
14788
14789                 if (err) {
14790                         verbose(env, "attach to unsupported member %s of struct %s\n",
14791                                 mname, st_ops->name);
14792                         return err;
14793                 }
14794         }
14795
14796         prog->aux->attach_func_proto = func_proto;
14797         prog->aux->attach_func_name = mname;
14798         env->ops = st_ops->verifier_ops;
14799
14800         return 0;
14801 }
14802 #define SECURITY_PREFIX "security_"
14803
14804 static int check_attach_modify_return(unsigned long addr, const char *func_name)
14805 {
14806         if (within_error_injection_list(addr) ||
14807             !strncmp(SECURITY_PREFIX, func_name, sizeof(SECURITY_PREFIX) - 1))
14808                 return 0;
14809
14810         return -EINVAL;
14811 }
14812
14813 /* list of non-sleepable functions that are otherwise on
14814  * ALLOW_ERROR_INJECTION list
14815  */
14816 BTF_SET_START(btf_non_sleepable_error_inject)
14817 /* Three functions below can be called from sleepable and non-sleepable context.
14818  * Assume non-sleepable from bpf safety point of view.
14819  */
14820 BTF_ID(func, __filemap_add_folio)
14821 BTF_ID(func, should_fail_alloc_page)
14822 BTF_ID(func, should_failslab)
14823 BTF_SET_END(btf_non_sleepable_error_inject)
14824
14825 static int check_non_sleepable_error_inject(u32 btf_id)
14826 {
14827         return btf_id_set_contains(&btf_non_sleepable_error_inject, btf_id);
14828 }
14829
14830 int bpf_check_attach_target(struct bpf_verifier_log *log,
14831                             const struct bpf_prog *prog,
14832                             const struct bpf_prog *tgt_prog,
14833                             u32 btf_id,
14834                             struct bpf_attach_target_info *tgt_info)
14835 {
14836         bool prog_extension = prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT;
14837         const char prefix[] = "btf_trace_";
14838         int ret = 0, subprog = -1, i;
14839         const struct btf_type *t;
14840         bool conservative = true;
14841         const char *tname;
14842         struct btf *btf;
14843         long addr = 0;
14844
14845         if (!btf_id) {
14846                 bpf_log(log, "Tracing programs must provide btf_id\n");
14847                 return -EINVAL;
14848         }
14849         btf = tgt_prog ? tgt_prog->aux->btf : prog->aux->attach_btf;
14850         if (!btf) {
14851                 bpf_log(log,
14852                         "FENTRY/FEXIT program can only be attached to another program annotated with BTF\n");
14853                 return -EINVAL;
14854         }
14855         t = btf_type_by_id(btf, btf_id);
14856         if (!t) {
14857                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u is invalid\n", btf_id);
14858                 return -EINVAL;
14859         }
14860         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
14861         if (!tname) {
14862                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u doesn't have a name\n", btf_id);
14863                 return -EINVAL;
14864         }
14865         if (tgt_prog) {
14866                 struct bpf_prog_aux *aux = tgt_prog->aux;
14867
14868                 for (i = 0; i < aux->func_info_cnt; i++)
14869                         if (aux->func_info[i].type_id == btf_id) {
14870                                 subprog = i;
14871                                 break;
14872                         }
14873                 if (subprog == -1) {
14874                         bpf_log(log, "Subprog %s doesn't exist\n", tname);
14875                         return -EINVAL;
14876                 }
14877                 conservative = aux->func_info_aux[subprog].unreliable;
14878                 if (prog_extension) {
14879                         if (conservative) {
14880                                 bpf_log(log,
14881                                         "Cannot replace static functions\n");
14882                                 return -EINVAL;
14883                         }
14884                         if (!prog->jit_requested) {
14885                                 bpf_log(log,
14886                                         "Extension programs should be JITed\n");
14887                                 return -EINVAL;
14888                         }
14889                 }
14890                 if (!tgt_prog->jited) {
14891                         bpf_log(log, "Can attach to only JITed progs\n");
14892                         return -EINVAL;
14893                 }
14894                 if (tgt_prog->type == prog->type) {
14895                         /* Cannot fentry/fexit another fentry/fexit program.
14896                          * Cannot attach program extension to another extension.
14897                          * It's ok to attach fentry/fexit to extension program.
14898                          */
14899                         bpf_log(log, "Cannot recursively attach\n");
14900                         return -EINVAL;
14901                 }
14902                 if (tgt_prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
14903                     prog_extension &&
14904                     (tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FENTRY ||
14905                      tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FEXIT)) {
14906                         /* Program extensions can extend all program types
14907                          * except fentry/fexit. The reason is the following.
14908                          * The fentry/fexit programs are used for performance
14909                          * analysis, stats and can be attached to any program
14910                          * type except themselves. When extension program is
14911                          * replacing XDP function it is necessary to allow
14912                          * performance analysis of all functions. Both original
14913                          * XDP program and its program extension. Hence
14914                          * attaching fentry/fexit to BPF_PROG_TYPE_EXT is
14915                          * allowed. If extending of fentry/fexit was allowed it
14916                          * would be possible to create long call chain
14917                          * fentry->extension->fentry->extension beyond
14918                          * reasonable stack size. Hence extending fentry is not
14919                          * allowed.
14920                          */
14921                         bpf_log(log, "Cannot extend fentry/fexit\n");
14922                         return -EINVAL;
14923                 }
14924         } else {
14925                 if (prog_extension) {
14926                         bpf_log(log, "Cannot replace kernel functions\n");
14927                         return -EINVAL;
14928                 }
14929         }
14930
14931         switch (prog->expected_attach_type) {
14932         case BPF_TRACE_RAW_TP:
14933                 if (tgt_prog) {
14934                         bpf_log(log,
14935                                 "Only FENTRY/FEXIT progs are attachable to another BPF prog\n");
14936                         return -EINVAL;
14937                 }
14938                 if (!btf_type_is_typedef(t)) {
14939                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a typedef\n",
14940                                 btf_id);
14941                         return -EINVAL;
14942                 }
14943                 if (strncmp(prefix, tname, sizeof(prefix) - 1)) {
14944                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u points to wrong type name %s\n",
14945                                 btf_id, tname);
14946                         return -EINVAL;
14947                 }
14948                 tname += sizeof(prefix) - 1;
14949                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
14950                 if (!btf_type_is_ptr(t))
14951                         /* should never happen in valid vmlinux build */
14952                         return -EINVAL;
14953                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
14954                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
14955                         /* should never happen in valid vmlinux build */
14956                         return -EINVAL;
14957
14958                 break;
14959         case BPF_TRACE_ITER:
14960                 if (!btf_type_is_func(t)) {
14961                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
14962                                 btf_id);
14963                         return -EINVAL;
14964                 }
14965                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
14966                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
14967                         return -EINVAL;
14968                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
14969                 if (ret)
14970                         return ret;
14971                 break;
14972         default:
14973                 if (!prog_extension)
14974                         return -EINVAL;
14975                 fallthrough;
14976         case BPF_MODIFY_RETURN:
14977         case BPF_LSM_MAC:
14978         case BPF_LSM_CGROUP:
14979         case BPF_TRACE_FENTRY:
14980         case BPF_TRACE_FEXIT:
14981                 if (!btf_type_is_func(t)) {
14982                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
14983                                 btf_id);
14984                         return -EINVAL;
14985                 }
14986                 if (prog_extension &&
14987                     btf_check_type_match(log, prog, btf, t))
14988                         return -EINVAL;
14989                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
14990                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
14991                         return -EINVAL;
14992
14993                 if ((prog->aux->saved_dst_prog_type || prog->aux->saved_dst_attach_type) &&
14994                     (!tgt_prog || prog->aux->saved_dst_prog_type != tgt_prog->type ||
14995                      prog->aux->saved_dst_attach_type != tgt_prog->expected_attach_type))
14996                         return -EINVAL;
14997
14998                 if (tgt_prog && conservative)
14999                         t = NULL;
15000
15001                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
15002                 if (ret < 0)
15003                         return ret;
15004
15005                 if (tgt_prog) {
15006                         if (subprog == 0)
15007                                 addr = (long) tgt_prog->bpf_func;
15008                         else
15009                                 addr = (long) tgt_prog->aux->func[subprog]->bpf_func;
15010                 } else {
15011                         addr = kallsyms_lookup_name(tname);
15012                         if (!addr) {
15013                                 bpf_log(log,
15014                                         "The address of function %s cannot be found\n",
15015                                         tname);
15016                                 return -ENOENT;
15017                         }
15018                 }
15019
15020                 if (prog->aux->sleepable) {
15021                         ret = -EINVAL;
15022                         switch (prog->type) {
15023                         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
15024                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can be sleepable only if they are
15025                                  * attached to ALLOW_ERROR_INJECTION and are not in denylist.
15026                                  */
15027                                 if (!check_non_sleepable_error_inject(btf_id) &&
15028                                     within_error_injection_list(addr))
15029                                         ret = 0;
15030                                 break;
15031                         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
15032                                 /* LSM progs check that they are attached to bpf_lsm_*() funcs.
15033                                  * Only some of them are sleepable.
15034                                  */
15035                                 if (bpf_lsm_is_sleepable_hook(btf_id))
15036                                         ret = 0;
15037                                 break;
15038                         default:
15039                                 break;
15040                         }
15041                         if (ret) {
15042                                 bpf_log(log, "%s is not sleepable\n", tname);
15043                                 return ret;
15044                         }
15045                 } else if (prog->expected_attach_type == BPF_MODIFY_RETURN) {
15046                         if (tgt_prog) {
15047                                 bpf_log(log, "can't modify return codes of BPF programs\n");
15048                                 return -EINVAL;
15049                         }
15050                         ret = check_attach_modify_return(addr, tname);
15051                         if (ret) {
15052                                 bpf_log(log, "%s() is not modifiable\n", tname);
15053                                 return ret;
15054                         }
15055                 }
15056
15057                 break;
15058         }
15059         tgt_info->tgt_addr = addr;
15060         tgt_info->tgt_name = tname;
15061         tgt_info->tgt_type = t;
15062         return 0;
15063 }
15064
15065 BTF_SET_START(btf_id_deny)
15066 BTF_ID_UNUSED
15067 #ifdef CONFIG_SMP
15068 BTF_ID(func, migrate_disable)
15069 BTF_ID(func, migrate_enable)
15070 #endif
15071 #if !defined CONFIG_PREEMPT_RCU && !defined CONFIG_TINY_RCU
15072 BTF_ID(func, rcu_read_unlock_strict)
15073 #endif
15074 BTF_SET_END(btf_id_deny)
15075
15076 static int check_attach_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
15077 {
15078         struct bpf_prog *prog = env->prog;
15079         struct bpf_prog *tgt_prog = prog->aux->dst_prog;
15080         struct bpf_attach_target_info tgt_info = {};
15081         u32 btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
15082         struct bpf_trampoline *tr;
15083         int ret;
15084         u64 key;
15085
15086         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_SYSCALL) {
15087                 if (prog->aux->sleepable)
15088                         /* attach_btf_id checked to be zero already */
15089                         return 0;
15090                 verbose(env, "Syscall programs can only be sleepable\n");
15091                 return -EINVAL;
15092         }
15093
15094         if (prog->aux->sleepable && prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
15095             prog->type != BPF_PROG_TYPE_LSM && prog->type != BPF_PROG_TYPE_KPROBE) {
15096                 verbose(env, "Only fentry/fexit/fmod_ret, lsm, and kprobe/uprobe programs can be sleepable\n");
15097                 return -EINVAL;
15098         }
15099
15100         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS)
15101                 return check_struct_ops_btf_id(env);
15102
15103         if (prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
15104             prog->type != BPF_PROG_TYPE_LSM &&
15105             prog->type != BPF_PROG_TYPE_EXT)
15106                 return 0;
15107
15108         ret = bpf_check_attach_target(&env->log, prog, tgt_prog, btf_id, &tgt_info);
15109         if (ret)
15110                 return ret;
15111
15112         if (tgt_prog && prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
15113                 /* to make freplace equivalent to their targets, they need to
15114                  * inherit env->ops and expected_attach_type for the rest of the
15115                  * verification
15116                  */
15117                 env->ops = bpf_verifier_ops[tgt_prog->type];
15118                 prog->expected_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
15119         }
15120
15121         /* store info about the attachment target that will be used later */
15122         prog->aux->attach_func_proto = tgt_info.tgt_type;
15123         prog->aux->attach_func_name = tgt_info.tgt_name;
15124
15125         if (tgt_prog) {
15126                 prog->aux->saved_dst_prog_type = tgt_prog->type;
15127                 prog->aux->saved_dst_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
15128         }
15129
15130         if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_RAW_TP) {
15131                 prog->aux->attach_btf_trace = true;
15132                 return 0;
15133         } else if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_ITER) {
15134                 if (!bpf_iter_prog_supported(prog))
15135                         return -EINVAL;
15136                 return 0;
15137         }
15138
15139         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM) {
15140                 ret = bpf_lsm_verify_prog(&env->log, prog);
15141                 if (ret < 0)
15142                         return ret;
15143         } else if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
15144                    btf_id_set_contains(&btf_id_deny, btf_id)) {
15145                 return -EINVAL;
15146         }
15147
15148         key = bpf_trampoline_compute_key(tgt_prog, prog->aux->attach_btf, btf_id);
15149         tr = bpf_trampoline_get(key, &tgt_info);
15150         if (!tr)
15151                 return -ENOMEM;
15152
15153         prog->aux->dst_trampoline = tr;
15154         return 0;
15155 }
15156
15157 struct btf *bpf_get_btf_vmlinux(void)
15158 {
15159         if (!btf_vmlinux && IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_INFO_BTF)) {
15160                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
15161                 if (!btf_vmlinux)
15162                         btf_vmlinux = btf_parse_vmlinux();
15163                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
15164         }
15165         return btf_vmlinux;
15166 }
15167
15168 int bpf_check(struct bpf_prog **prog, union bpf_attr *attr, bpfptr_t uattr)
15169 {
15170         u64 start_time = ktime_get_ns();
15171         struct bpf_verifier_env *env;
15172         struct bpf_verifier_log *log;
15173         int i, len, ret = -EINVAL;
15174         bool is_priv;
15175
15176         /* no program is valid */
15177         if (ARRAY_SIZE(bpf_verifier_ops) == 0)
15178                 return -EINVAL;
15179
15180         /* 'struct bpf_verifier_env' can be global, but since it's not small,
15181          * allocate/free it every time bpf_check() is called
15182          */
15183         env = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_env), GFP_KERNEL);
15184         if (!env)
15185                 return -ENOMEM;
15186         log = &env->log;
15187
15188         len = (*prog)->len;
15189         env->insn_aux_data =
15190                 vzalloc(array_size(sizeof(struct bpf_insn_aux_data), len));
15191         ret = -ENOMEM;
15192         if (!env->insn_aux_data)
15193                 goto err_free_env;
15194         for (i = 0; i < len; i++)
15195                 env->insn_aux_data[i].orig_idx = i;
15196         env->prog = *prog;
15197         env->ops = bpf_verifier_ops[env->prog->type];
15198         env->fd_array = make_bpfptr(attr->fd_array, uattr.is_kernel);
15199         is_priv = bpf_capable();
15200
15201         bpf_get_btf_vmlinux();
15202
15203         /* grab the mutex to protect few globals used by verifier */
15204         if (!is_priv)
15205                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
15206
15207         if (attr->log_level || attr->log_buf || attr->log_size) {
15208                 /* user requested verbose verifier output
15209                  * and supplied buffer to store the verification trace
15210                  */
15211                 log->level = attr->log_level;
15212                 log->ubuf = (char __user *) (unsigned long) attr->log_buf;
15213                 log->len_total = attr->log_size;
15214
15215                 /* log attributes have to be sane */
15216                 if (!bpf_verifier_log_attr_valid(log)) {
15217                         ret = -EINVAL;
15218                         goto err_unlock;
15219                 }
15220         }
15221
15222         mark_verifier_state_clean(env);
15223
15224         if (IS_ERR(btf_vmlinux)) {
15225                 /* Either gcc or pahole or kernel are broken. */
15226                 verbose(env, "in-kernel BTF is malformed\n");
15227                 ret = PTR_ERR(btf_vmlinux);
15228                 goto skip_full_check;
15229         }
15230
15231         env->strict_alignment = !!(attr->prog_flags & BPF_F_STRICT_ALIGNMENT);
15232         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS))
15233                 env->strict_alignment = true;
15234         if (attr->prog_flags & BPF_F_ANY_ALIGNMENT)
15235                 env->strict_alignment = false;
15236
15237         env->allow_ptr_leaks = bpf_allow_ptr_leaks();
15238         env->allow_uninit_stack = bpf_allow_uninit_stack();
15239         env->allow_ptr_to_map_access = bpf_allow_ptr_to_map_access();
15240         env->bypass_spec_v1 = bpf_bypass_spec_v1();
15241         env->bypass_spec_v4 = bpf_bypass_spec_v4();
15242         env->bpf_capable = bpf_capable();
15243
15244         if (is_priv)
15245                 env->test_state_freq = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_STATE_FREQ;
15246
15247         env->explored_states = kvcalloc(state_htab_size(env),
15248                                        sizeof(struct bpf_verifier_state_list *),
15249                                        GFP_USER);
15250         ret = -ENOMEM;
15251         if (!env->explored_states)
15252                 goto skip_full_check;
15253
15254         ret = add_subprog_and_kfunc(env);
15255         if (ret < 0)
15256                 goto skip_full_check;
15257
15258         ret = check_subprogs(env);
15259         if (ret < 0)
15260                 goto skip_full_check;
15261
15262         ret = check_btf_info(env, attr, uattr);
15263         if (ret < 0)
15264                 goto skip_full_check;
15265
15266         ret = check_attach_btf_id(env);
15267         if (ret)
15268                 goto skip_full_check;
15269
15270         ret = resolve_pseudo_ldimm64(env);
15271         if (ret < 0)
15272                 goto skip_full_check;
15273
15274         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
15275                 ret = bpf_prog_offload_verifier_prep(env->prog);
15276                 if (ret)
15277                         goto skip_full_check;
15278         }
15279
15280         ret = check_cfg(env);
15281         if (ret < 0)
15282                 goto skip_full_check;
15283
15284         ret = do_check_subprogs(env);
15285         ret = ret ?: do_check_main(env);
15286
15287         if (ret == 0 && bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
15288                 ret = bpf_prog_offload_finalize(env);
15289
15290 skip_full_check:
15291         kvfree(env->explored_states);
15292
15293         if (ret == 0)
15294                 ret = check_max_stack_depth(env);
15295
15296         /* instruction rewrites happen after this point */
15297         if (ret == 0)
15298                 ret = optimize_bpf_loop(env);
15299
15300         if (is_priv) {
15301                 if (ret == 0)
15302                         opt_hard_wire_dead_code_branches(env);
15303                 if (ret == 0)
15304                         ret = opt_remove_dead_code(env);
15305                 if (ret == 0)
15306                         ret = opt_remove_nops(env);
15307         } else {
15308                 if (ret == 0)
15309                         sanitize_dead_code(env);
15310         }
15311
15312         if (ret == 0)
15313                 /* program is valid, convert *(u32*)(ctx + off) accesses */
15314                 ret = convert_ctx_accesses(env);
15315
15316         if (ret == 0)
15317                 ret = do_misc_fixups(env);
15318
15319         /* do 32-bit optimization after insn patching has done so those patched
15320          * insns could be handled correctly.
15321          */
15322         if (ret == 0 && !bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
15323                 ret = opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(env, attr);
15324                 env->prog->aux->verifier_zext = bpf_jit_needs_zext() ? !ret
15325                                                                      : false;
15326         }
15327
15328         if (ret == 0)
15329                 ret = fixup_call_args(env);
15330
15331         env->verification_time = ktime_get_ns() - start_time;
15332         print_verification_stats(env);
15333         env->prog->aux->verified_insns = env->insn_processed;
15334
15335         if (log->level && bpf_verifier_log_full(log))
15336                 ret = -ENOSPC;
15337         if (log->level && !log->ubuf) {
15338                 ret = -EFAULT;
15339                 goto err_release_maps;
15340         }
15341
15342         if (ret)
15343                 goto err_release_maps;
15344
15345         if (env->used_map_cnt) {
15346                 /* if program passed verifier, update used_maps in bpf_prog_info */
15347                 env->prog->aux->used_maps = kmalloc_array(env->used_map_cnt,
15348                                                           sizeof(env->used_maps[0]),
15349                                                           GFP_KERNEL);
15350
15351                 if (!env->prog->aux->used_maps) {
15352                         ret = -ENOMEM;
15353                         goto err_release_maps;
15354                 }
15355
15356                 memcpy(env->prog->aux->used_maps, env->used_maps,
15357                        sizeof(env->used_maps[0]) * env->used_map_cnt);
15358                 env->prog->aux->used_map_cnt = env->used_map_cnt;
15359         }
15360         if (env->used_btf_cnt) {
15361                 /* if program passed verifier, update used_btfs in bpf_prog_aux */
15362                 env->prog->aux->used_btfs = kmalloc_array(env->used_btf_cnt,
15363                                                           sizeof(env->used_btfs[0]),
15364                                                           GFP_KERNEL);
15365                 if (!env->prog->aux->used_btfs) {
15366                         ret = -ENOMEM;
15367                         goto err_release_maps;
15368                 }
15369
15370                 memcpy(env->prog->aux->used_btfs, env->used_btfs,
15371                        sizeof(env->used_btfs[0]) * env->used_btf_cnt);
15372                 env->prog->aux->used_btf_cnt = env->used_btf_cnt;
15373         }
15374         if (env->used_map_cnt || env->used_btf_cnt) {
15375                 /* program is valid. Convert pseudo bpf_ld_imm64 into generic
15376                  * bpf_ld_imm64 instructions
15377                  */
15378                 convert_pseudo_ld_imm64(env);
15379         }
15380
15381         adjust_btf_func(env);
15382
15383 err_release_maps:
15384         if (!env->prog->aux->used_maps)
15385                 /* if we didn't copy map pointers into bpf_prog_info, release
15386                  * them now. Otherwise free_used_maps() will release them.
15387                  */
15388                 release_maps(env);
15389         if (!env->prog->aux->used_btfs)
15390                 release_btfs(env);
15391
15392         /* extension progs temporarily inherit the attach_type of their targets
15393            for verification purposes, so set it back to zero before returning
15394          */
15395         if (env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT)
15396                 env->prog->expected_attach_type = 0;
15397
15398         *prog = env->prog;
15399 err_unlock:
15400         if (!is_priv)
15401                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
15402         vfree(env->insn_aux_data);
15403 err_free_env:
15404         kfree(env);
15405         return ret;
15406 }