bpf: x86: Support in-register struct arguments in trampoline programs
authorYonghong Song <yhs@fb.com>
Wed, 31 Aug 2022 15:26:52 +0000 (08:26 -0700)
committerAlexei Starovoitov <ast@kernel.org>
Wed, 7 Sep 2022 02:51:14 +0000 (19:51 -0700)
In C, struct value can be passed as a function argument.
For small structs, struct value may be passed in
one or more registers. For trampoline based bpf programs,
this would cause complication since one-to-one mapping between
function argument and arch argument register is not valid
any more.

The latest llvm16 added bpf support to pass by values
for struct up to 16 bytes ([1]). This is also true for
x86_64 architecture where two registers will hold
the struct value if the struct size is >8 and <= 16.
This may not be true if one of struct member is 'double'
type but in current linux source code we don't have
such instance yet, so we assume all >8 && <= 16 struct
holds two general purpose argument registers.

Also change on-stack nr_args value to the number
of registers holding the arguments. This will
permit bpf_get_func_arg() helper to get all
argument values.

 [1] https://reviews.llvm.org/D132144

Signed-off-by: Yonghong Song <yhs@fb.com>
Link: https://lore.kernel.org/r/20220831152652.2078600-1-yhs@fb.com
Signed-off-by: Alexei Starovoitov <ast@kernel.org>
arch/x86/net/bpf_jit_comp.c

index c1f6c1c..ae89f41 100644 (file)
@@ -1751,34 +1751,60 @@ emit_jmp:
 static void save_regs(const struct btf_func_model *m, u8 **prog, int nr_args,
                      int stack_size)
 {
-       int i;
+       int i, j, arg_size, nr_regs;
        /* Store function arguments to stack.
         * For a function that accepts two pointers the sequence will be:
         * mov QWORD PTR [rbp-0x10],rdi
         * mov QWORD PTR [rbp-0x8],rsi
         */
-       for (i = 0; i < min(nr_args, 6); i++)
-               emit_stx(prog, bytes_to_bpf_size(m->arg_size[i]),
-                        BPF_REG_FP,
-                        i == 5 ? X86_REG_R9 : BPF_REG_1 + i,
-                        -(stack_size - i * 8));
+       for (i = 0, j = 0; i < min(nr_args, 6); i++) {
+               if (m->arg_flags[i] & BTF_FMODEL_STRUCT_ARG) {
+                       nr_regs = (m->arg_size[i] + 7) / 8;
+                       arg_size = 8;
+               } else {
+                       nr_regs = 1;
+                       arg_size = m->arg_size[i];
+               }
+
+               while (nr_regs) {
+                       emit_stx(prog, bytes_to_bpf_size(arg_size),
+                                BPF_REG_FP,
+                                j == 5 ? X86_REG_R9 : BPF_REG_1 + j,
+                                -(stack_size - j * 8));
+                       nr_regs--;
+                       j++;
+               }
+       }
 }
 
 static void restore_regs(const struct btf_func_model *m, u8 **prog, int nr_args,
                         int stack_size)
 {
-       int i;
+       int i, j, arg_size, nr_regs;
 
        /* Restore function arguments from stack.
         * For a function that accepts two pointers the sequence will be:
         * EMIT4(0x48, 0x8B, 0x7D, 0xF0); mov rdi,QWORD PTR [rbp-0x10]
         * EMIT4(0x48, 0x8B, 0x75, 0xF8); mov rsi,QWORD PTR [rbp-0x8]
         */
-       for (i = 0; i < min(nr_args, 6); i++)
-               emit_ldx(prog, bytes_to_bpf_size(m->arg_size[i]),
-                        i == 5 ? X86_REG_R9 : BPF_REG_1 + i,
-                        BPF_REG_FP,
-                        -(stack_size - i * 8));
+       for (i = 0, j = 0; i < min(nr_args, 6); i++) {
+               if (m->arg_flags[i] & BTF_FMODEL_STRUCT_ARG) {
+                       nr_regs = (m->arg_size[i] + 7) / 8;
+                       arg_size = 8;
+               } else {
+                       nr_regs = 1;
+                       arg_size = m->arg_size[i];
+               }
+
+               while (nr_regs) {
+                       emit_ldx(prog, bytes_to_bpf_size(arg_size),
+                                j == 5 ? X86_REG_R9 : BPF_REG_1 + j,
+                                BPF_REG_FP,
+                                -(stack_size - j * 8));
+                       nr_regs--;
+                       j++;
+               }
+       }
 }
 
 static int invoke_bpf_prog(const struct btf_func_model *m, u8 **pprog,
@@ -2015,7 +2041,7 @@ int arch_prepare_bpf_trampoline(struct bpf_tramp_image *im, void *image, void *i
                                struct bpf_tramp_links *tlinks,
                                void *orig_call)
 {
-       int ret, i, nr_args = m->nr_args;
+       int ret, i, nr_args = m->nr_args, extra_nregs = 0;
        int regs_off, ip_off, args_off, stack_size = nr_args * 8, run_ctx_off;
        struct bpf_tramp_links *fentry = &tlinks[BPF_TRAMP_FENTRY];
        struct bpf_tramp_links *fexit = &tlinks[BPF_TRAMP_FEXIT];
@@ -2028,6 +2054,14 @@ int arch_prepare_bpf_trampoline(struct bpf_tramp_image *im, void *image, void *i
        if (nr_args > 6)
                return -ENOTSUPP;
 
+       for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_ARGS; i++) {
+               if (m->arg_flags[i] & BTF_FMODEL_STRUCT_ARG)
+                       extra_nregs += (m->arg_size[i] + 7) / 8 - 1;
+       }
+       if (nr_args + extra_nregs > 6)
+               return -ENOTSUPP;
+       stack_size += extra_nregs * 8;
+
        /* Generated trampoline stack layout:
         *
         * RBP + 8         [ return address  ]
@@ -2040,7 +2074,7 @@ int arch_prepare_bpf_trampoline(struct bpf_tramp_image *im, void *image, void *i
         *                 [ ...             ]
         * RBP - regs_off  [ reg_arg1        ]  program's ctx pointer
         *
-        * RBP - args_off  [ args count      ]  always
+        * RBP - args_off  [ arg regs count  ]  always
         *
         * RBP - ip_off    [ traced function ]  BPF_TRAMP_F_IP_ARG flag
         *
@@ -2083,11 +2117,11 @@ int arch_prepare_bpf_trampoline(struct bpf_tramp_image *im, void *image, void *i
        EMIT4(0x48, 0x83, 0xEC, stack_size); /* sub rsp, stack_size */
        EMIT1(0x53);             /* push rbx */
 
-       /* Store number of arguments of the traced function:
-        *   mov rax, nr_args
+       /* Store number of argument registers of the traced function:
+        *   mov rax, nr_args + extra_nregs
         *   mov QWORD PTR [rbp - args_off], rax
         */
-       emit_mov_imm64(&prog, BPF_REG_0, 0, (u32) nr_args);
+       emit_mov_imm64(&prog, BPF_REG_0, 0, (u32) nr_args + extra_nregs);
        emit_stx(&prog, BPF_DW, BPF_REG_FP, BPF_REG_0, -args_off);
 
        if (flags & BPF_TRAMP_F_IP_ARG) {