Merge tag 'for-5.11/block-2020-12-14' of git://git.kernel.dk/linux-block
[linux-2.6-microblaze.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/kernel.h>
8 #include <linux/types.h>
9 #include <linux/slab.h>
10 #include <linux/bpf.h>
11 #include <linux/btf.h>
12 #include <linux/bpf_verifier.h>
13 #include <linux/filter.h>
14 #include <net/netlink.h>
15 #include <linux/file.h>
16 #include <linux/vmalloc.h>
17 #include <linux/stringify.h>
18 #include <linux/bsearch.h>
19 #include <linux/sort.h>
20 #include <linux/perf_event.h>
21 #include <linux/ctype.h>
22 #include <linux/error-injection.h>
23 #include <linux/bpf_lsm.h>
24 #include <linux/btf_ids.h>
25
26 #include "disasm.h"
27
28 static const struct bpf_verifier_ops * const bpf_verifier_ops[] = {
29 #define BPF_PROG_TYPE(_id, _name, prog_ctx_type, kern_ctx_type) \
30         [_id] = & _name ## _verifier_ops,
31 #define BPF_MAP_TYPE(_id, _ops)
32 #define BPF_LINK_TYPE(_id, _name)
33 #include <linux/bpf_types.h>
34 #undef BPF_PROG_TYPE
35 #undef BPF_MAP_TYPE
36 #undef BPF_LINK_TYPE
37 };
38
39 /* bpf_check() is a static code analyzer that walks eBPF program
40  * instruction by instruction and updates register/stack state.
41  * All paths of conditional branches are analyzed until 'bpf_exit' insn.
42  *
43  * The first pass is depth-first-search to check that the program is a DAG.
44  * It rejects the following programs:
45  * - larger than BPF_MAXINSNS insns
46  * - if loop is present (detected via back-edge)
47  * - unreachable insns exist (shouldn't be a forest. program = one function)
48  * - out of bounds or malformed jumps
49  * The second pass is all possible path descent from the 1st insn.
50  * Since it's analyzing all pathes through the program, the length of the
51  * analysis is limited to 64k insn, which may be hit even if total number of
52  * insn is less then 4K, but there are too many branches that change stack/regs.
53  * Number of 'branches to be analyzed' is limited to 1k
54  *
55  * On entry to each instruction, each register has a type, and the instruction
56  * changes the types of the registers depending on instruction semantics.
57  * If instruction is BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_5), then type of R5 is
58  * copied to R1.
59  *
60  * All registers are 64-bit.
61  * R0 - return register
62  * R1-R5 argument passing registers
63  * R6-R9 callee saved registers
64  * R10 - frame pointer read-only
65  *
66  * At the start of BPF program the register R1 contains a pointer to bpf_context
67  * and has type PTR_TO_CTX.
68  *
69  * Verifier tracks arithmetic operations on pointers in case:
70  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_10),
71  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_1, -20),
72  * 1st insn copies R10 (which has FRAME_PTR) type into R1
73  * and 2nd arithmetic instruction is pattern matched to recognize
74  * that it wants to construct a pointer to some element within stack.
75  * So after 2nd insn, the register R1 has type PTR_TO_STACK
76  * (and -20 constant is saved for further stack bounds checking).
77  * Meaning that this reg is a pointer to stack plus known immediate constant.
78  *
79  * Most of the time the registers have SCALAR_VALUE type, which
80  * means the register has some value, but it's not a valid pointer.
81  * (like pointer plus pointer becomes SCALAR_VALUE type)
82  *
83  * When verifier sees load or store instructions the type of base register
84  * can be: PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_CTX, PTR_TO_STACK, PTR_TO_SOCKET. These are
85  * four pointer types recognized by check_mem_access() function.
86  *
87  * PTR_TO_MAP_VALUE means that this register is pointing to 'map element value'
88  * and the range of [ptr, ptr + map's value_size) is accessible.
89  *
90  * registers used to pass values to function calls are checked against
91  * function argument constraints.
92  *
93  * ARG_PTR_TO_MAP_KEY is one of such argument constraints.
94  * It means that the register type passed to this function must be
95  * PTR_TO_STACK and it will be used inside the function as
96  * 'pointer to map element key'
97  *
98  * For example the argument constraints for bpf_map_lookup_elem():
99  *   .ret_type = RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL,
100  *   .arg1_type = ARG_CONST_MAP_PTR,
101  *   .arg2_type = ARG_PTR_TO_MAP_KEY,
102  *
103  * ret_type says that this function returns 'pointer to map elem value or null'
104  * function expects 1st argument to be a const pointer to 'struct bpf_map' and
105  * 2nd argument should be a pointer to stack, which will be used inside
106  * the helper function as a pointer to map element key.
107  *
108  * On the kernel side the helper function looks like:
109  * u64 bpf_map_lookup_elem(u64 r1, u64 r2, u64 r3, u64 r4, u64 r5)
110  * {
111  *    struct bpf_map *map = (struct bpf_map *) (unsigned long) r1;
112  *    void *key = (void *) (unsigned long) r2;
113  *    void *value;
114  *
115  *    here kernel can access 'key' and 'map' pointers safely, knowing that
116  *    [key, key + map->key_size) bytes are valid and were initialized on
117  *    the stack of eBPF program.
118  * }
119  *
120  * Corresponding eBPF program may look like:
121  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, BPF_REG_10),  // after this insn R2 type is FRAME_PTR
122  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_2, -4), // after this insn R2 type is PTR_TO_STACK
123  *    BPF_LD_MAP_FD(BPF_REG_1, map_fd),      // after this insn R1 type is CONST_PTR_TO_MAP
124  *    BPF_RAW_INSN(BPF_JMP | BPF_CALL, 0, 0, 0, BPF_FUNC_map_lookup_elem),
125  * here verifier looks at prototype of map_lookup_elem() and sees:
126  * .arg1_type == ARG_CONST_MAP_PTR and R1->type == CONST_PTR_TO_MAP, which is ok,
127  * Now verifier knows that this map has key of R1->map_ptr->key_size bytes
128  *
129  * Then .arg2_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY and R2->type == PTR_TO_STACK, ok so far,
130  * Now verifier checks that [R2, R2 + map's key_size) are within stack limits
131  * and were initialized prior to this call.
132  * If it's ok, then verifier allows this BPF_CALL insn and looks at
133  * .ret_type which is RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, so it sets
134  * R0->type = PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL which means bpf_map_lookup_elem() function
135  * returns ether pointer to map value or NULL.
136  *
137  * When type PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL passes through 'if (reg != 0) goto +off'
138  * insn, the register holding that pointer in the true branch changes state to
139  * PTR_TO_MAP_VALUE and the same register changes state to CONST_IMM in the false
140  * branch. See check_cond_jmp_op().
141  *
142  * After the call R0 is set to return type of the function and registers R1-R5
143  * are set to NOT_INIT to indicate that they are no longer readable.
144  *
145  * The following reference types represent a potential reference to a kernel
146  * resource which, after first being allocated, must be checked and freed by
147  * the BPF program:
148  * - PTR_TO_SOCKET_OR_NULL, PTR_TO_SOCKET
149  *
150  * When the verifier sees a helper call return a reference type, it allocates a
151  * pointer id for the reference and stores it in the current function state.
152  * Similar to the way that PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL is converted into
153  * PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_SOCKET_OR_NULL becomes PTR_TO_SOCKET when the type
154  * passes through a NULL-check conditional. For the branch wherein the state is
155  * changed to CONST_IMM, the verifier releases the reference.
156  *
157  * For each helper function that allocates a reference, such as
158  * bpf_sk_lookup_tcp(), there is a corresponding release function, such as
159  * bpf_sk_release(). When a reference type passes into the release function,
160  * the verifier also releases the reference. If any unchecked or unreleased
161  * reference remains at the end of the program, the verifier rejects it.
162  */
163
164 /* verifier_state + insn_idx are pushed to stack when branch is encountered */
165 struct bpf_verifier_stack_elem {
166         /* verifer state is 'st'
167          * before processing instruction 'insn_idx'
168          * and after processing instruction 'prev_insn_idx'
169          */
170         struct bpf_verifier_state st;
171         int insn_idx;
172         int prev_insn_idx;
173         struct bpf_verifier_stack_elem *next;
174         /* length of verifier log at the time this state was pushed on stack */
175         u32 log_pos;
176 };
177
178 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ    8192
179 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES     64
180
181 #define BPF_MAP_KEY_POISON      (1ULL << 63)
182 #define BPF_MAP_KEY_SEEN        (1ULL << 62)
183
184 #define BPF_MAP_PTR_UNPRIV      1UL
185 #define BPF_MAP_PTR_POISON      ((void *)((0xeB9FUL << 1) +     \
186                                           POISON_POINTER_DELTA))
187 #define BPF_MAP_PTR(X)          ((struct bpf_map *)((X) & ~BPF_MAP_PTR_UNPRIV))
188
189 static bool bpf_map_ptr_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
190 {
191         return BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) == BPF_MAP_PTR_POISON;
192 }
193
194 static bool bpf_map_ptr_unpriv(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
195 {
196         return aux->map_ptr_state & BPF_MAP_PTR_UNPRIV;
197 }
198
199 static void bpf_map_ptr_store(struct bpf_insn_aux_data *aux,
200                               const struct bpf_map *map, bool unpriv)
201 {
202         BUILD_BUG_ON((unsigned long)BPF_MAP_PTR_POISON & BPF_MAP_PTR_UNPRIV);
203         unpriv |= bpf_map_ptr_unpriv(aux);
204         aux->map_ptr_state = (unsigned long)map |
205                              (unpriv ? BPF_MAP_PTR_UNPRIV : 0UL);
206 }
207
208 static bool bpf_map_key_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
209 {
210         return aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_POISON;
211 }
212
213 static bool bpf_map_key_unseen(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
214 {
215         return !(aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_SEEN);
216 }
217
218 static u64 bpf_map_key_immediate(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
219 {
220         return aux->map_key_state & ~(BPF_MAP_KEY_SEEN | BPF_MAP_KEY_POISON);
221 }
222
223 static void bpf_map_key_store(struct bpf_insn_aux_data *aux, u64 state)
224 {
225         bool poisoned = bpf_map_key_poisoned(aux);
226
227         aux->map_key_state = state | BPF_MAP_KEY_SEEN |
228                              (poisoned ? BPF_MAP_KEY_POISON : 0ULL);
229 }
230
231 struct bpf_call_arg_meta {
232         struct bpf_map *map_ptr;
233         bool raw_mode;
234         bool pkt_access;
235         int regno;
236         int access_size;
237         int mem_size;
238         u64 msize_max_value;
239         int ref_obj_id;
240         int func_id;
241         struct btf *btf;
242         u32 btf_id;
243         struct btf *ret_btf;
244         u32 ret_btf_id;
245 };
246
247 struct btf *btf_vmlinux;
248
249 static DEFINE_MUTEX(bpf_verifier_lock);
250
251 static const struct bpf_line_info *
252 find_linfo(const struct bpf_verifier_env *env, u32 insn_off)
253 {
254         const struct bpf_line_info *linfo;
255         const struct bpf_prog *prog;
256         u32 i, nr_linfo;
257
258         prog = env->prog;
259         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
260
261         if (!nr_linfo || insn_off >= prog->len)
262                 return NULL;
263
264         linfo = prog->aux->linfo;
265         for (i = 1; i < nr_linfo; i++)
266                 if (insn_off < linfo[i].insn_off)
267                         break;
268
269         return &linfo[i - 1];
270 }
271
272 void bpf_verifier_vlog(struct bpf_verifier_log *log, const char *fmt,
273                        va_list args)
274 {
275         unsigned int n;
276
277         n = vscnprintf(log->kbuf, BPF_VERIFIER_TMP_LOG_SIZE, fmt, args);
278
279         WARN_ONCE(n >= BPF_VERIFIER_TMP_LOG_SIZE - 1,
280                   "verifier log line truncated - local buffer too short\n");
281
282         n = min(log->len_total - log->len_used - 1, n);
283         log->kbuf[n] = '\0';
284
285         if (log->level == BPF_LOG_KERNEL) {
286                 pr_err("BPF:%s\n", log->kbuf);
287                 return;
288         }
289         if (!copy_to_user(log->ubuf + log->len_used, log->kbuf, n + 1))
290                 log->len_used += n;
291         else
292                 log->ubuf = NULL;
293 }
294
295 static void bpf_vlog_reset(struct bpf_verifier_log *log, u32 new_pos)
296 {
297         char zero = 0;
298
299         if (!bpf_verifier_log_needed(log))
300                 return;
301
302         log->len_used = new_pos;
303         if (put_user(zero, log->ubuf + new_pos))
304                 log->ubuf = NULL;
305 }
306
307 /* log_level controls verbosity level of eBPF verifier.
308  * bpf_verifier_log_write() is used to dump the verification trace to the log,
309  * so the user can figure out what's wrong with the program
310  */
311 __printf(2, 3) void bpf_verifier_log_write(struct bpf_verifier_env *env,
312                                            const char *fmt, ...)
313 {
314         va_list args;
315
316         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
317                 return;
318
319         va_start(args, fmt);
320         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
321         va_end(args);
322 }
323 EXPORT_SYMBOL_GPL(bpf_verifier_log_write);
324
325 __printf(2, 3) static void verbose(void *private_data, const char *fmt, ...)
326 {
327         struct bpf_verifier_env *env = private_data;
328         va_list args;
329
330         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
331                 return;
332
333         va_start(args, fmt);
334         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
335         va_end(args);
336 }
337
338 __printf(2, 3) void bpf_log(struct bpf_verifier_log *log,
339                             const char *fmt, ...)
340 {
341         va_list args;
342
343         if (!bpf_verifier_log_needed(log))
344                 return;
345
346         va_start(args, fmt);
347         bpf_verifier_vlog(log, fmt, args);
348         va_end(args);
349 }
350
351 static const char *ltrim(const char *s)
352 {
353         while (isspace(*s))
354                 s++;
355
356         return s;
357 }
358
359 __printf(3, 4) static void verbose_linfo(struct bpf_verifier_env *env,
360                                          u32 insn_off,
361                                          const char *prefix_fmt, ...)
362 {
363         const struct bpf_line_info *linfo;
364
365         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
366                 return;
367
368         linfo = find_linfo(env, insn_off);
369         if (!linfo || linfo == env->prev_linfo)
370                 return;
371
372         if (prefix_fmt) {
373                 va_list args;
374
375                 va_start(args, prefix_fmt);
376                 bpf_verifier_vlog(&env->log, prefix_fmt, args);
377                 va_end(args);
378         }
379
380         verbose(env, "%s\n",
381                 ltrim(btf_name_by_offset(env->prog->aux->btf,
382                                          linfo->line_off)));
383
384         env->prev_linfo = linfo;
385 }
386
387 static bool type_is_pkt_pointer(enum bpf_reg_type type)
388 {
389         return type == PTR_TO_PACKET ||
390                type == PTR_TO_PACKET_META;
391 }
392
393 static bool type_is_sk_pointer(enum bpf_reg_type type)
394 {
395         return type == PTR_TO_SOCKET ||
396                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON ||
397                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
398                 type == PTR_TO_XDP_SOCK;
399 }
400
401 static bool reg_type_not_null(enum bpf_reg_type type)
402 {
403         return type == PTR_TO_SOCKET ||
404                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
405                 type == PTR_TO_MAP_VALUE ||
406                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON;
407 }
408
409 static bool reg_type_may_be_null(enum bpf_reg_type type)
410 {
411         return type == PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL ||
412                type == PTR_TO_SOCKET_OR_NULL ||
413                type == PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL ||
414                type == PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL ||
415                type == PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL ||
416                type == PTR_TO_MEM_OR_NULL ||
417                type == PTR_TO_RDONLY_BUF_OR_NULL ||
418                type == PTR_TO_RDWR_BUF_OR_NULL;
419 }
420
421 static bool reg_may_point_to_spin_lock(const struct bpf_reg_state *reg)
422 {
423         return reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE &&
424                 map_value_has_spin_lock(reg->map_ptr);
425 }
426
427 static bool reg_type_may_be_refcounted_or_null(enum bpf_reg_type type)
428 {
429         return type == PTR_TO_SOCKET ||
430                 type == PTR_TO_SOCKET_OR_NULL ||
431                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
432                 type == PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL ||
433                 type == PTR_TO_MEM ||
434                 type == PTR_TO_MEM_OR_NULL;
435 }
436
437 static bool arg_type_may_be_refcounted(enum bpf_arg_type type)
438 {
439         return type == ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON;
440 }
441
442 static bool arg_type_may_be_null(enum bpf_arg_type type)
443 {
444         return type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL ||
445                type == ARG_PTR_TO_MEM_OR_NULL ||
446                type == ARG_PTR_TO_CTX_OR_NULL ||
447                type == ARG_PTR_TO_SOCKET_OR_NULL ||
448                type == ARG_PTR_TO_ALLOC_MEM_OR_NULL;
449 }
450
451 /* Determine whether the function releases some resources allocated by another
452  * function call. The first reference type argument will be assumed to be
453  * released by release_reference().
454  */
455 static bool is_release_function(enum bpf_func_id func_id)
456 {
457         return func_id == BPF_FUNC_sk_release ||
458                func_id == BPF_FUNC_ringbuf_submit ||
459                func_id == BPF_FUNC_ringbuf_discard;
460 }
461
462 static bool may_be_acquire_function(enum bpf_func_id func_id)
463 {
464         return func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_tcp ||
465                 func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_udp ||
466                 func_id == BPF_FUNC_skc_lookup_tcp ||
467                 func_id == BPF_FUNC_map_lookup_elem ||
468                 func_id == BPF_FUNC_ringbuf_reserve;
469 }
470
471 static bool is_acquire_function(enum bpf_func_id func_id,
472                                 const struct bpf_map *map)
473 {
474         enum bpf_map_type map_type = map ? map->map_type : BPF_MAP_TYPE_UNSPEC;
475
476         if (func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_tcp ||
477             func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_udp ||
478             func_id == BPF_FUNC_skc_lookup_tcp ||
479             func_id == BPF_FUNC_ringbuf_reserve)
480                 return true;
481
482         if (func_id == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
483             (map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
484              map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH))
485                 return true;
486
487         return false;
488 }
489
490 static bool is_ptr_cast_function(enum bpf_func_id func_id)
491 {
492         return func_id == BPF_FUNC_tcp_sock ||
493                 func_id == BPF_FUNC_sk_fullsock ||
494                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_sock ||
495                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp6_sock ||
496                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_udp6_sock ||
497                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_timewait_sock ||
498                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_request_sock;
499 }
500
501 /* string representation of 'enum bpf_reg_type' */
502 static const char * const reg_type_str[] = {
503         [NOT_INIT]              = "?",
504         [SCALAR_VALUE]          = "inv",
505         [PTR_TO_CTX]            = "ctx",
506         [CONST_PTR_TO_MAP]      = "map_ptr",
507         [PTR_TO_MAP_VALUE]      = "map_value",
508         [PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL] = "map_value_or_null",
509         [PTR_TO_STACK]          = "fp",
510         [PTR_TO_PACKET]         = "pkt",
511         [PTR_TO_PACKET_META]    = "pkt_meta",
512         [PTR_TO_PACKET_END]     = "pkt_end",
513         [PTR_TO_FLOW_KEYS]      = "flow_keys",
514         [PTR_TO_SOCKET]         = "sock",
515         [PTR_TO_SOCKET_OR_NULL] = "sock_or_null",
516         [PTR_TO_SOCK_COMMON]    = "sock_common",
517         [PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL] = "sock_common_or_null",
518         [PTR_TO_TCP_SOCK]       = "tcp_sock",
519         [PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL] = "tcp_sock_or_null",
520         [PTR_TO_TP_BUFFER]      = "tp_buffer",
521         [PTR_TO_XDP_SOCK]       = "xdp_sock",
522         [PTR_TO_BTF_ID]         = "ptr_",
523         [PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL] = "ptr_or_null_",
524         [PTR_TO_PERCPU_BTF_ID]  = "percpu_ptr_",
525         [PTR_TO_MEM]            = "mem",
526         [PTR_TO_MEM_OR_NULL]    = "mem_or_null",
527         [PTR_TO_RDONLY_BUF]     = "rdonly_buf",
528         [PTR_TO_RDONLY_BUF_OR_NULL] = "rdonly_buf_or_null",
529         [PTR_TO_RDWR_BUF]       = "rdwr_buf",
530         [PTR_TO_RDWR_BUF_OR_NULL] = "rdwr_buf_or_null",
531 };
532
533 static char slot_type_char[] = {
534         [STACK_INVALID] = '?',
535         [STACK_SPILL]   = 'r',
536         [STACK_MISC]    = 'm',
537         [STACK_ZERO]    = '0',
538 };
539
540 static void print_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
541                            enum bpf_reg_liveness live)
542 {
543         if (live & (REG_LIVE_READ | REG_LIVE_WRITTEN | REG_LIVE_DONE))
544             verbose(env, "_");
545         if (live & REG_LIVE_READ)
546                 verbose(env, "r");
547         if (live & REG_LIVE_WRITTEN)
548                 verbose(env, "w");
549         if (live & REG_LIVE_DONE)
550                 verbose(env, "D");
551 }
552
553 static struct bpf_func_state *func(struct bpf_verifier_env *env,
554                                    const struct bpf_reg_state *reg)
555 {
556         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
557
558         return cur->frame[reg->frameno];
559 }
560
561 static const char *kernel_type_name(const struct btf* btf, u32 id)
562 {
563         return btf_name_by_offset(btf, btf_type_by_id(btf, id)->name_off);
564 }
565
566 static void print_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
567                                  const struct bpf_func_state *state)
568 {
569         const struct bpf_reg_state *reg;
570         enum bpf_reg_type t;
571         int i;
572
573         if (state->frameno)
574                 verbose(env, " frame%d:", state->frameno);
575         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
576                 reg = &state->regs[i];
577                 t = reg->type;
578                 if (t == NOT_INIT)
579                         continue;
580                 verbose(env, " R%d", i);
581                 print_liveness(env, reg->live);
582                 verbose(env, "=%s", reg_type_str[t]);
583                 if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
584                         verbose(env, "P");
585                 if ((t == SCALAR_VALUE || t == PTR_TO_STACK) &&
586                     tnum_is_const(reg->var_off)) {
587                         /* reg->off should be 0 for SCALAR_VALUE */
588                         verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
589                 } else {
590                         if (t == PTR_TO_BTF_ID ||
591                             t == PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL ||
592                             t == PTR_TO_PERCPU_BTF_ID)
593                                 verbose(env, "%s", kernel_type_name(reg->btf, reg->btf_id));
594                         verbose(env, "(id=%d", reg->id);
595                         if (reg_type_may_be_refcounted_or_null(t))
596                                 verbose(env, ",ref_obj_id=%d", reg->ref_obj_id);
597                         if (t != SCALAR_VALUE)
598                                 verbose(env, ",off=%d", reg->off);
599                         if (type_is_pkt_pointer(t))
600                                 verbose(env, ",r=%d", reg->range);
601                         else if (t == CONST_PTR_TO_MAP ||
602                                  t == PTR_TO_MAP_VALUE ||
603                                  t == PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL)
604                                 verbose(env, ",ks=%d,vs=%d",
605                                         reg->map_ptr->key_size,
606                                         reg->map_ptr->value_size);
607                         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
608                                 /* Typically an immediate SCALAR_VALUE, but
609                                  * could be a pointer whose offset is too big
610                                  * for reg->off
611                                  */
612                                 verbose(env, ",imm=%llx", reg->var_off.value);
613                         } else {
614                                 if (reg->smin_value != reg->umin_value &&
615                                     reg->smin_value != S64_MIN)
616                                         verbose(env, ",smin_value=%lld",
617                                                 (long long)reg->smin_value);
618                                 if (reg->smax_value != reg->umax_value &&
619                                     reg->smax_value != S64_MAX)
620                                         verbose(env, ",smax_value=%lld",
621                                                 (long long)reg->smax_value);
622                                 if (reg->umin_value != 0)
623                                         verbose(env, ",umin_value=%llu",
624                                                 (unsigned long long)reg->umin_value);
625                                 if (reg->umax_value != U64_MAX)
626                                         verbose(env, ",umax_value=%llu",
627                                                 (unsigned long long)reg->umax_value);
628                                 if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
629                                         char tn_buf[48];
630
631                                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
632                                         verbose(env, ",var_off=%s", tn_buf);
633                                 }
634                                 if (reg->s32_min_value != reg->smin_value &&
635                                     reg->s32_min_value != S32_MIN)
636                                         verbose(env, ",s32_min_value=%d",
637                                                 (int)(reg->s32_min_value));
638                                 if (reg->s32_max_value != reg->smax_value &&
639                                     reg->s32_max_value != S32_MAX)
640                                         verbose(env, ",s32_max_value=%d",
641                                                 (int)(reg->s32_max_value));
642                                 if (reg->u32_min_value != reg->umin_value &&
643                                     reg->u32_min_value != U32_MIN)
644                                         verbose(env, ",u32_min_value=%d",
645                                                 (int)(reg->u32_min_value));
646                                 if (reg->u32_max_value != reg->umax_value &&
647                                     reg->u32_max_value != U32_MAX)
648                                         verbose(env, ",u32_max_value=%d",
649                                                 (int)(reg->u32_max_value));
650                         }
651                         verbose(env, ")");
652                 }
653         }
654         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
655                 char types_buf[BPF_REG_SIZE + 1];
656                 bool valid = false;
657                 int j;
658
659                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++) {
660                         if (state->stack[i].slot_type[j] != STACK_INVALID)
661                                 valid = true;
662                         types_buf[j] = slot_type_char[
663                                         state->stack[i].slot_type[j]];
664                 }
665                 types_buf[BPF_REG_SIZE] = 0;
666                 if (!valid)
667                         continue;
668                 verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
669                 print_liveness(env, state->stack[i].spilled_ptr.live);
670                 if (state->stack[i].slot_type[0] == STACK_SPILL) {
671                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
672                         t = reg->type;
673                         verbose(env, "=%s", reg_type_str[t]);
674                         if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
675                                 verbose(env, "P");
676                         if (t == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off))
677                                 verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
678                 } else {
679                         verbose(env, "=%s", types_buf);
680                 }
681         }
682         if (state->acquired_refs && state->refs[0].id) {
683                 verbose(env, " refs=%d", state->refs[0].id);
684                 for (i = 1; i < state->acquired_refs; i++)
685                         if (state->refs[i].id)
686                                 verbose(env, ",%d", state->refs[i].id);
687         }
688         verbose(env, "\n");
689 }
690
691 #define COPY_STATE_FN(NAME, COUNT, FIELD, SIZE)                         \
692 static int copy_##NAME##_state(struct bpf_func_state *dst,              \
693                                const struct bpf_func_state *src)        \
694 {                                                                       \
695         if (!src->FIELD)                                                \
696                 return 0;                                               \
697         if (WARN_ON_ONCE(dst->COUNT < src->COUNT)) {                    \
698                 /* internal bug, make state invalid to reject the program */ \
699                 memset(dst, 0, sizeof(*dst));                           \
700                 return -EFAULT;                                         \
701         }                                                               \
702         memcpy(dst->FIELD, src->FIELD,                                  \
703                sizeof(*src->FIELD) * (src->COUNT / SIZE));              \
704         return 0;                                                       \
705 }
706 /* copy_reference_state() */
707 COPY_STATE_FN(reference, acquired_refs, refs, 1)
708 /* copy_stack_state() */
709 COPY_STATE_FN(stack, allocated_stack, stack, BPF_REG_SIZE)
710 #undef COPY_STATE_FN
711
712 #define REALLOC_STATE_FN(NAME, COUNT, FIELD, SIZE)                      \
713 static int realloc_##NAME##_state(struct bpf_func_state *state, int size, \
714                                   bool copy_old)                        \
715 {                                                                       \
716         u32 old_size = state->COUNT;                                    \
717         struct bpf_##NAME##_state *new_##FIELD;                         \
718         int slot = size / SIZE;                                         \
719                                                                         \
720         if (size <= old_size || !size) {                                \
721                 if (copy_old)                                           \
722                         return 0;                                       \
723                 state->COUNT = slot * SIZE;                             \
724                 if (!size && old_size) {                                \
725                         kfree(state->FIELD);                            \
726                         state->FIELD = NULL;                            \
727                 }                                                       \
728                 return 0;                                               \
729         }                                                               \
730         new_##FIELD = kmalloc_array(slot, sizeof(struct bpf_##NAME##_state), \
731                                     GFP_KERNEL);                        \
732         if (!new_##FIELD)                                               \
733                 return -ENOMEM;                                         \
734         if (copy_old) {                                                 \
735                 if (state->FIELD)                                       \
736                         memcpy(new_##FIELD, state->FIELD,               \
737                                sizeof(*new_##FIELD) * (old_size / SIZE)); \
738                 memset(new_##FIELD + old_size / SIZE, 0,                \
739                        sizeof(*new_##FIELD) * (size - old_size) / SIZE); \
740         }                                                               \
741         state->COUNT = slot * SIZE;                                     \
742         kfree(state->FIELD);                                            \
743         state->FIELD = new_##FIELD;                                     \
744         return 0;                                                       \
745 }
746 /* realloc_reference_state() */
747 REALLOC_STATE_FN(reference, acquired_refs, refs, 1)
748 /* realloc_stack_state() */
749 REALLOC_STATE_FN(stack, allocated_stack, stack, BPF_REG_SIZE)
750 #undef REALLOC_STATE_FN
751
752 /* do_check() starts with zero-sized stack in struct bpf_verifier_state to
753  * make it consume minimal amount of memory. check_stack_write() access from
754  * the program calls into realloc_func_state() to grow the stack size.
755  * Note there is a non-zero 'parent' pointer inside bpf_verifier_state
756  * which realloc_stack_state() copies over. It points to previous
757  * bpf_verifier_state which is never reallocated.
758  */
759 static int realloc_func_state(struct bpf_func_state *state, int stack_size,
760                               int refs_size, bool copy_old)
761 {
762         int err = realloc_reference_state(state, refs_size, copy_old);
763         if (err)
764                 return err;
765         return realloc_stack_state(state, stack_size, copy_old);
766 }
767
768 /* Acquire a pointer id from the env and update the state->refs to include
769  * this new pointer reference.
770  * On success, returns a valid pointer id to associate with the register
771  * On failure, returns a negative errno.
772  */
773 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
774 {
775         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
776         int new_ofs = state->acquired_refs;
777         int id, err;
778
779         err = realloc_reference_state(state, state->acquired_refs + 1, true);
780         if (err)
781                 return err;
782         id = ++env->id_gen;
783         state->refs[new_ofs].id = id;
784         state->refs[new_ofs].insn_idx = insn_idx;
785
786         return id;
787 }
788
789 /* release function corresponding to acquire_reference_state(). Idempotent. */
790 static int release_reference_state(struct bpf_func_state *state, int ptr_id)
791 {
792         int i, last_idx;
793
794         last_idx = state->acquired_refs - 1;
795         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
796                 if (state->refs[i].id == ptr_id) {
797                         if (last_idx && i != last_idx)
798                                 memcpy(&state->refs[i], &state->refs[last_idx],
799                                        sizeof(*state->refs));
800                         memset(&state->refs[last_idx], 0, sizeof(*state->refs));
801                         state->acquired_refs--;
802                         return 0;
803                 }
804         }
805         return -EINVAL;
806 }
807
808 static int transfer_reference_state(struct bpf_func_state *dst,
809                                     struct bpf_func_state *src)
810 {
811         int err = realloc_reference_state(dst, src->acquired_refs, false);
812         if (err)
813                 return err;
814         err = copy_reference_state(dst, src);
815         if (err)
816                 return err;
817         return 0;
818 }
819
820 static void free_func_state(struct bpf_func_state *state)
821 {
822         if (!state)
823                 return;
824         kfree(state->refs);
825         kfree(state->stack);
826         kfree(state);
827 }
828
829 static void clear_jmp_history(struct bpf_verifier_state *state)
830 {
831         kfree(state->jmp_history);
832         state->jmp_history = NULL;
833         state->jmp_history_cnt = 0;
834 }
835
836 static void free_verifier_state(struct bpf_verifier_state *state,
837                                 bool free_self)
838 {
839         int i;
840
841         for (i = 0; i <= state->curframe; i++) {
842                 free_func_state(state->frame[i]);
843                 state->frame[i] = NULL;
844         }
845         clear_jmp_history(state);
846         if (free_self)
847                 kfree(state);
848 }
849
850 /* copy verifier state from src to dst growing dst stack space
851  * when necessary to accommodate larger src stack
852  */
853 static int copy_func_state(struct bpf_func_state *dst,
854                            const struct bpf_func_state *src)
855 {
856         int err;
857
858         err = realloc_func_state(dst, src->allocated_stack, src->acquired_refs,
859                                  false);
860         if (err)
861                 return err;
862         memcpy(dst, src, offsetof(struct bpf_func_state, acquired_refs));
863         err = copy_reference_state(dst, src);
864         if (err)
865                 return err;
866         return copy_stack_state(dst, src);
867 }
868
869 static int copy_verifier_state(struct bpf_verifier_state *dst_state,
870                                const struct bpf_verifier_state *src)
871 {
872         struct bpf_func_state *dst;
873         u32 jmp_sz = sizeof(struct bpf_idx_pair) * src->jmp_history_cnt;
874         int i, err;
875
876         if (dst_state->jmp_history_cnt < src->jmp_history_cnt) {
877                 kfree(dst_state->jmp_history);
878                 dst_state->jmp_history = kmalloc(jmp_sz, GFP_USER);
879                 if (!dst_state->jmp_history)
880                         return -ENOMEM;
881         }
882         memcpy(dst_state->jmp_history, src->jmp_history, jmp_sz);
883         dst_state->jmp_history_cnt = src->jmp_history_cnt;
884
885         /* if dst has more stack frames then src frame, free them */
886         for (i = src->curframe + 1; i <= dst_state->curframe; i++) {
887                 free_func_state(dst_state->frame[i]);
888                 dst_state->frame[i] = NULL;
889         }
890         dst_state->speculative = src->speculative;
891         dst_state->curframe = src->curframe;
892         dst_state->active_spin_lock = src->active_spin_lock;
893         dst_state->branches = src->branches;
894         dst_state->parent = src->parent;
895         dst_state->first_insn_idx = src->first_insn_idx;
896         dst_state->last_insn_idx = src->last_insn_idx;
897         for (i = 0; i <= src->curframe; i++) {
898                 dst = dst_state->frame[i];
899                 if (!dst) {
900                         dst = kzalloc(sizeof(*dst), GFP_KERNEL);
901                         if (!dst)
902                                 return -ENOMEM;
903                         dst_state->frame[i] = dst;
904                 }
905                 err = copy_func_state(dst, src->frame[i]);
906                 if (err)
907                         return err;
908         }
909         return 0;
910 }
911
912 static void update_branch_counts(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
913 {
914         while (st) {
915                 u32 br = --st->branches;
916
917                 /* WARN_ON(br > 1) technically makes sense here,
918                  * but see comment in push_stack(), hence:
919                  */
920                 WARN_ONCE((int)br < 0,
921                           "BUG update_branch_counts:branches_to_explore=%d\n",
922                           br);
923                 if (br)
924                         break;
925                 st = st->parent;
926         }
927 }
928
929 static int pop_stack(struct bpf_verifier_env *env, int *prev_insn_idx,
930                      int *insn_idx, bool pop_log)
931 {
932         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
933         struct bpf_verifier_stack_elem *elem, *head = env->head;
934         int err;
935
936         if (env->head == NULL)
937                 return -ENOENT;
938
939         if (cur) {
940                 err = copy_verifier_state(cur, &head->st);
941                 if (err)
942                         return err;
943         }
944         if (pop_log)
945                 bpf_vlog_reset(&env->log, head->log_pos);
946         if (insn_idx)
947                 *insn_idx = head->insn_idx;
948         if (prev_insn_idx)
949                 *prev_insn_idx = head->prev_insn_idx;
950         elem = head->next;
951         free_verifier_state(&head->st, false);
952         kfree(head);
953         env->head = elem;
954         env->stack_size--;
955         return 0;
956 }
957
958 static struct bpf_verifier_state *push_stack(struct bpf_verifier_env *env,
959                                              int insn_idx, int prev_insn_idx,
960                                              bool speculative)
961 {
962         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
963         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
964         int err;
965
966         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
967         if (!elem)
968                 goto err;
969
970         elem->insn_idx = insn_idx;
971         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
972         elem->next = env->head;
973         elem->log_pos = env->log.len_used;
974         env->head = elem;
975         env->stack_size++;
976         err = copy_verifier_state(&elem->st, cur);
977         if (err)
978                 goto err;
979         elem->st.speculative |= speculative;
980         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
981                 verbose(env, "The sequence of %d jumps is too complex.\n",
982                         env->stack_size);
983                 goto err;
984         }
985         if (elem->st.parent) {
986                 ++elem->st.parent->branches;
987                 /* WARN_ON(branches > 2) technically makes sense here,
988                  * but
989                  * 1. speculative states will bump 'branches' for non-branch
990                  * instructions
991                  * 2. is_state_visited() heuristics may decide not to create
992                  * a new state for a sequence of branches and all such current
993                  * and cloned states will be pointing to a single parent state
994                  * which might have large 'branches' count.
995                  */
996         }
997         return &elem->st;
998 err:
999         free_verifier_state(env->cur_state, true);
1000         env->cur_state = NULL;
1001         /* pop all elements and return */
1002         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
1003         return NULL;
1004 }
1005
1006 #define CALLER_SAVED_REGS 6
1007 static const int caller_saved[CALLER_SAVED_REGS] = {
1008         BPF_REG_0, BPF_REG_1, BPF_REG_2, BPF_REG_3, BPF_REG_4, BPF_REG_5
1009 };
1010
1011 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
1012                                 struct bpf_reg_state *reg);
1013
1014 /* This helper doesn't clear reg->id */
1015 static void ___mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1016 {
1017         reg->var_off = tnum_const(imm);
1018         reg->smin_value = (s64)imm;
1019         reg->smax_value = (s64)imm;
1020         reg->umin_value = imm;
1021         reg->umax_value = imm;
1022
1023         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1024         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1025         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1026         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1027 }
1028
1029 /* Mark the unknown part of a register (variable offset or scalar value) as
1030  * known to have the value @imm.
1031  */
1032 static void __mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1033 {
1034         /* Clear id, off, and union(map_ptr, range) */
1035         memset(((u8 *)reg) + sizeof(reg->type), 0,
1036                offsetof(struct bpf_reg_state, var_off) - sizeof(reg->type));
1037         ___mark_reg_known(reg, imm);
1038 }
1039
1040 static void __mark_reg32_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1041 {
1042         reg->var_off = tnum_const_subreg(reg->var_off, imm);
1043         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1044         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1045         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1046         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1047 }
1048
1049 /* Mark the 'variable offset' part of a register as zero.  This should be
1050  * used only on registers holding a pointer type.
1051  */
1052 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1053 {
1054         __mark_reg_known(reg, 0);
1055 }
1056
1057 static void __mark_reg_const_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1058 {
1059         __mark_reg_known(reg, 0);
1060         reg->type = SCALAR_VALUE;
1061 }
1062
1063 static void mark_reg_known_zero(struct bpf_verifier_env *env,
1064                                 struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1065 {
1066         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1067                 verbose(env, "mark_reg_known_zero(regs, %u)\n", regno);
1068                 /* Something bad happened, let's kill all regs */
1069                 for (regno = 0; regno < MAX_BPF_REG; regno++)
1070                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1071                 return;
1072         }
1073         __mark_reg_known_zero(regs + regno);
1074 }
1075
1076 static bool reg_is_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg)
1077 {
1078         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
1079 }
1080
1081 static bool reg_is_pkt_pointer_any(const struct bpf_reg_state *reg)
1082 {
1083         return reg_is_pkt_pointer(reg) ||
1084                reg->type == PTR_TO_PACKET_END;
1085 }
1086
1087 /* Unmodified PTR_TO_PACKET[_META,_END] register from ctx access. */
1088 static bool reg_is_init_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg,
1089                                     enum bpf_reg_type which)
1090 {
1091         /* The register can already have a range from prior markings.
1092          * This is fine as long as it hasn't been advanced from its
1093          * origin.
1094          */
1095         return reg->type == which &&
1096                reg->id == 0 &&
1097                reg->off == 0 &&
1098                tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
1099 }
1100
1101 /* Reset the min/max bounds of a register */
1102 static void __mark_reg_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1103 {
1104         reg->smin_value = S64_MIN;
1105         reg->smax_value = S64_MAX;
1106         reg->umin_value = 0;
1107         reg->umax_value = U64_MAX;
1108
1109         reg->s32_min_value = S32_MIN;
1110         reg->s32_max_value = S32_MAX;
1111         reg->u32_min_value = 0;
1112         reg->u32_max_value = U32_MAX;
1113 }
1114
1115 static void __mark_reg64_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1116 {
1117         reg->smin_value = S64_MIN;
1118         reg->smax_value = S64_MAX;
1119         reg->umin_value = 0;
1120         reg->umax_value = U64_MAX;
1121 }
1122
1123 static void __mark_reg32_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1124 {
1125         reg->s32_min_value = S32_MIN;
1126         reg->s32_max_value = S32_MAX;
1127         reg->u32_min_value = 0;
1128         reg->u32_max_value = U32_MAX;
1129 }
1130
1131 static void __update_reg32_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1132 {
1133         struct tnum var32_off = tnum_subreg(reg->var_off);
1134
1135         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
1136         reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value,
1137                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MIN));
1138         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
1139         reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value,
1140                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MAX));
1141         reg->u32_min_value = max_t(u32, reg->u32_min_value, (u32)var32_off.value);
1142         reg->u32_max_value = min(reg->u32_max_value,
1143                                  (u32)(var32_off.value | var32_off.mask));
1144 }
1145
1146 static void __update_reg64_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1147 {
1148         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
1149         reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value,
1150                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MIN));
1151         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
1152         reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value,
1153                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MAX));
1154         reg->umin_value = max(reg->umin_value, reg->var_off.value);
1155         reg->umax_value = min(reg->umax_value,
1156                               reg->var_off.value | reg->var_off.mask);
1157 }
1158
1159 static void __update_reg_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1160 {
1161         __update_reg32_bounds(reg);
1162         __update_reg64_bounds(reg);
1163 }
1164
1165 /* Uses signed min/max values to inform unsigned, and vice-versa */
1166 static void __reg32_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1167 {
1168         /* Learn sign from signed bounds.
1169          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
1170          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
1171          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
1172          */
1173         if (reg->s32_min_value >= 0 || reg->s32_max_value < 0) {
1174                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
1175                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
1176                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
1177                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
1178                 return;
1179         }
1180         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
1181          * boundary, so we must be careful.
1182          */
1183         if ((s32)reg->u32_max_value >= 0) {
1184                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
1185                  * is positive, hence safe.
1186                  */
1187                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value;
1188                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
1189                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
1190         } else if ((s32)reg->u32_min_value < 0) {
1191                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
1192                  * is negative, hence safe.
1193                  */
1194                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
1195                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
1196                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value;
1197         }
1198 }
1199
1200 static void __reg64_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1201 {
1202         /* Learn sign from signed bounds.
1203          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
1204          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
1205          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
1206          */
1207         if (reg->smin_value >= 0 || reg->smax_value < 0) {
1208                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
1209                                                           reg->umin_value);
1210                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
1211                                                           reg->umax_value);
1212                 return;
1213         }
1214         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
1215          * boundary, so we must be careful.
1216          */
1217         if ((s64)reg->umax_value >= 0) {
1218                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
1219                  * is positive, hence safe.
1220                  */
1221                 reg->smin_value = reg->umin_value;
1222                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
1223                                                           reg->umax_value);
1224         } else if ((s64)reg->umin_value < 0) {
1225                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
1226                  * is negative, hence safe.
1227                  */
1228                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
1229                                                           reg->umin_value);
1230                 reg->smax_value = reg->umax_value;
1231         }
1232 }
1233
1234 static void __reg_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1235 {
1236         __reg32_deduce_bounds(reg);
1237         __reg64_deduce_bounds(reg);
1238 }
1239
1240 /* Attempts to improve var_off based on unsigned min/max information */
1241 static void __reg_bound_offset(struct bpf_reg_state *reg)
1242 {
1243         struct tnum var64_off = tnum_intersect(reg->var_off,
1244                                                tnum_range(reg->umin_value,
1245                                                           reg->umax_value));
1246         struct tnum var32_off = tnum_intersect(tnum_subreg(reg->var_off),
1247                                                 tnum_range(reg->u32_min_value,
1248                                                            reg->u32_max_value));
1249
1250         reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(var64_off), var32_off);
1251 }
1252
1253 static void __reg_assign_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
1254 {
1255         reg->umin_value = reg->u32_min_value;
1256         reg->umax_value = reg->u32_max_value;
1257         /* Attempt to pull 32-bit signed bounds into 64-bit bounds
1258          * but must be positive otherwise set to worse case bounds
1259          * and refine later from tnum.
1260          */
1261         if (reg->s32_min_value >= 0 && reg->s32_max_value >= 0)
1262                 reg->smax_value = reg->s32_max_value;
1263         else
1264                 reg->smax_value = U32_MAX;
1265         if (reg->s32_min_value >= 0)
1266                 reg->smin_value = reg->s32_min_value;
1267         else
1268                 reg->smin_value = 0;
1269 }
1270
1271 static void __reg_combine_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
1272 {
1273         /* special case when 64-bit register has upper 32-bit register
1274          * zeroed. Typically happens after zext or <<32, >>32 sequence
1275          * allowing us to use 32-bit bounds directly,
1276          */
1277         if (tnum_equals_const(tnum_clear_subreg(reg->var_off), 0)) {
1278                 __reg_assign_32_into_64(reg);
1279         } else {
1280                 /* Otherwise the best we can do is push lower 32bit known and
1281                  * unknown bits into register (var_off set from jmp logic)
1282                  * then learn as much as possible from the 64-bit tnum
1283                  * known and unknown bits. The previous smin/smax bounds are
1284                  * invalid here because of jmp32 compare so mark them unknown
1285                  * so they do not impact tnum bounds calculation.
1286                  */
1287                 __mark_reg64_unbounded(reg);
1288                 __update_reg_bounds(reg);
1289         }
1290
1291         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
1292          * slightly.  e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
1293          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
1294          */
1295         __reg_deduce_bounds(reg);
1296         __reg_bound_offset(reg);
1297         __update_reg_bounds(reg);
1298 }
1299
1300 static bool __reg64_bound_s32(s64 a)
1301 {
1302         return a > S32_MIN && a < S32_MAX;
1303 }
1304
1305 static bool __reg64_bound_u32(u64 a)
1306 {
1307         if (a > U32_MIN && a < U32_MAX)
1308                 return true;
1309         return false;
1310 }
1311
1312 static void __reg_combine_64_into_32(struct bpf_reg_state *reg)
1313 {
1314         __mark_reg32_unbounded(reg);
1315
1316         if (__reg64_bound_s32(reg->smin_value) && __reg64_bound_s32(reg->smax_value)) {
1317                 reg->s32_min_value = (s32)reg->smin_value;
1318                 reg->s32_max_value = (s32)reg->smax_value;
1319         }
1320         if (__reg64_bound_u32(reg->umin_value))
1321                 reg->u32_min_value = (u32)reg->umin_value;
1322         if (__reg64_bound_u32(reg->umax_value))
1323                 reg->u32_max_value = (u32)reg->umax_value;
1324
1325         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
1326          * slightly.  e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
1327          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
1328          */
1329         __reg_deduce_bounds(reg);
1330         __reg_bound_offset(reg);
1331         __update_reg_bounds(reg);
1332 }
1333
1334 /* Mark a register as having a completely unknown (scalar) value. */
1335 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
1336                                struct bpf_reg_state *reg)
1337 {
1338         /*
1339          * Clear type, id, off, and union(map_ptr, range) and
1340          * padding between 'type' and union
1341          */
1342         memset(reg, 0, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off));
1343         reg->type = SCALAR_VALUE;
1344         reg->var_off = tnum_unknown;
1345         reg->frameno = 0;
1346         reg->precise = env->subprog_cnt > 1 || !env->bpf_capable;
1347         __mark_reg_unbounded(reg);
1348 }
1349
1350 static void mark_reg_unknown(struct bpf_verifier_env *env,
1351                              struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1352 {
1353         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1354                 verbose(env, "mark_reg_unknown(regs, %u)\n", regno);
1355                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
1356                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
1357                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1358                 return;
1359         }
1360         __mark_reg_unknown(env, regs + regno);
1361 }
1362
1363 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
1364                                 struct bpf_reg_state *reg)
1365 {
1366         __mark_reg_unknown(env, reg);
1367         reg->type = NOT_INIT;
1368 }
1369
1370 static void mark_reg_not_init(struct bpf_verifier_env *env,
1371                               struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1372 {
1373         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1374                 verbose(env, "mark_reg_not_init(regs, %u)\n", regno);
1375                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
1376                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
1377                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1378                 return;
1379         }
1380         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1381 }
1382
1383 static void mark_btf_ld_reg(struct bpf_verifier_env *env,
1384                             struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
1385                             enum bpf_reg_type reg_type,
1386                             struct btf *btf, u32 btf_id)
1387 {
1388         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
1389                 mark_reg_unknown(env, regs, regno);
1390                 return;
1391         }
1392         mark_reg_known_zero(env, regs, regno);
1393         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID;
1394         regs[regno].btf = btf;
1395         regs[regno].btf_id = btf_id;
1396 }
1397
1398 #define DEF_NOT_SUBREG  (0)
1399 static void init_reg_state(struct bpf_verifier_env *env,
1400                            struct bpf_func_state *state)
1401 {
1402         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
1403         int i;
1404
1405         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
1406                 mark_reg_not_init(env, regs, i);
1407                 regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
1408                 regs[i].parent = NULL;
1409                 regs[i].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
1410         }
1411
1412         /* frame pointer */
1413         regs[BPF_REG_FP].type = PTR_TO_STACK;
1414         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_FP);
1415         regs[BPF_REG_FP].frameno = state->frameno;
1416 }
1417
1418 #define BPF_MAIN_FUNC (-1)
1419 static void init_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
1420                             struct bpf_func_state *state,
1421                             int callsite, int frameno, int subprogno)
1422 {
1423         state->callsite = callsite;
1424         state->frameno = frameno;
1425         state->subprogno = subprogno;
1426         init_reg_state(env, state);
1427 }
1428
1429 enum reg_arg_type {
1430         SRC_OP,         /* register is used as source operand */
1431         DST_OP,         /* register is used as destination operand */
1432         DST_OP_NO_MARK  /* same as above, check only, don't mark */
1433 };
1434
1435 static int cmp_subprogs(const void *a, const void *b)
1436 {
1437         return ((struct bpf_subprog_info *)a)->start -
1438                ((struct bpf_subprog_info *)b)->start;
1439 }
1440
1441 static int find_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
1442 {
1443         struct bpf_subprog_info *p;
1444
1445         p = bsearch(&off, env->subprog_info, env->subprog_cnt,
1446                     sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs);
1447         if (!p)
1448                 return -ENOENT;
1449         return p - env->subprog_info;
1450
1451 }
1452
1453 static int add_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
1454 {
1455         int insn_cnt = env->prog->len;
1456         int ret;
1457
1458         if (off >= insn_cnt || off < 0) {
1459                 verbose(env, "call to invalid destination\n");
1460                 return -EINVAL;
1461         }
1462         ret = find_subprog(env, off);
1463         if (ret >= 0)
1464                 return 0;
1465         if (env->subprog_cnt >= BPF_MAX_SUBPROGS) {
1466                 verbose(env, "too many subprograms\n");
1467                 return -E2BIG;
1468         }
1469         env->subprog_info[env->subprog_cnt++].start = off;
1470         sort(env->subprog_info, env->subprog_cnt,
1471              sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs, NULL);
1472         return 0;
1473 }
1474
1475 static int check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
1476 {
1477         int i, ret, subprog_start, subprog_end, off, cur_subprog = 0;
1478         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
1479         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
1480         int insn_cnt = env->prog->len;
1481
1482         /* Add entry function. */
1483         ret = add_subprog(env, 0);
1484         if (ret < 0)
1485                 return ret;
1486
1487         /* determine subprog starts. The end is one before the next starts */
1488         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
1489                 if (insn[i].code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
1490                         continue;
1491                 if (insn[i].src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
1492                         continue;
1493                 if (!env->bpf_capable) {
1494                         verbose(env,
1495                                 "function calls to other bpf functions are allowed for CAP_BPF and CAP_SYS_ADMIN\n");
1496                         return -EPERM;
1497                 }
1498                 ret = add_subprog(env, i + insn[i].imm + 1);
1499                 if (ret < 0)
1500                         return ret;
1501         }
1502
1503         /* Add a fake 'exit' subprog which could simplify subprog iteration
1504          * logic. 'subprog_cnt' should not be increased.
1505          */
1506         subprog[env->subprog_cnt].start = insn_cnt;
1507
1508         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
1509                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
1510                         verbose(env, "func#%d @%d\n", i, subprog[i].start);
1511
1512         /* now check that all jumps are within the same subprog */
1513         subprog_start = subprog[cur_subprog].start;
1514         subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
1515         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
1516                 u8 code = insn[i].code;
1517
1518                 if (code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
1519                     insn[i].imm == BPF_FUNC_tail_call &&
1520                     insn[i].src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
1521                         subprog[cur_subprog].has_tail_call = true;
1522                 if (BPF_CLASS(code) == BPF_LD &&
1523                     (BPF_MODE(code) == BPF_ABS || BPF_MODE(code) == BPF_IND))
1524                         subprog[cur_subprog].has_ld_abs = true;
1525                 if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP && BPF_CLASS(code) != BPF_JMP32)
1526                         goto next;
1527                 if (BPF_OP(code) == BPF_EXIT || BPF_OP(code) == BPF_CALL)
1528                         goto next;
1529                 off = i + insn[i].off + 1;
1530                 if (off < subprog_start || off >= subprog_end) {
1531                         verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", i, off);
1532                         return -EINVAL;
1533                 }
1534 next:
1535                 if (i == subprog_end - 1) {
1536                         /* to avoid fall-through from one subprog into another
1537                          * the last insn of the subprog should be either exit
1538                          * or unconditional jump back
1539                          */
1540                         if (code != (BPF_JMP | BPF_EXIT) &&
1541                             code != (BPF_JMP | BPF_JA)) {
1542                                 verbose(env, "last insn is not an exit or jmp\n");
1543                                 return -EINVAL;
1544                         }
1545                         subprog_start = subprog_end;
1546                         cur_subprog++;
1547                         if (cur_subprog < env->subprog_cnt)
1548                                 subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
1549                 }
1550         }
1551         return 0;
1552 }
1553
1554 /* Parentage chain of this register (or stack slot) should take care of all
1555  * issues like callee-saved registers, stack slot allocation time, etc.
1556  */
1557 static int mark_reg_read(struct bpf_verifier_env *env,
1558                          const struct bpf_reg_state *state,
1559                          struct bpf_reg_state *parent, u8 flag)
1560 {
1561         bool writes = parent == state->parent; /* Observe write marks */
1562         int cnt = 0;
1563
1564         while (parent) {
1565                 /* if read wasn't screened by an earlier write ... */
1566                 if (writes && state->live & REG_LIVE_WRITTEN)
1567                         break;
1568                 if (parent->live & REG_LIVE_DONE) {
1569                         verbose(env, "verifier BUG type %s var_off %lld off %d\n",
1570                                 reg_type_str[parent->type],
1571                                 parent->var_off.value, parent->off);
1572                         return -EFAULT;
1573                 }
1574                 /* The first condition is more likely to be true than the
1575                  * second, checked it first.
1576                  */
1577                 if ((parent->live & REG_LIVE_READ) == flag ||
1578                     parent->live & REG_LIVE_READ64)
1579                         /* The parentage chain never changes and
1580                          * this parent was already marked as LIVE_READ.
1581                          * There is no need to keep walking the chain again and
1582                          * keep re-marking all parents as LIVE_READ.
1583                          * This case happens when the same register is read
1584                          * multiple times without writes into it in-between.
1585                          * Also, if parent has the stronger REG_LIVE_READ64 set,
1586                          * then no need to set the weak REG_LIVE_READ32.
1587                          */
1588                         break;
1589                 /* ... then we depend on parent's value */
1590                 parent->live |= flag;
1591                 /* REG_LIVE_READ64 overrides REG_LIVE_READ32. */
1592                 if (flag == REG_LIVE_READ64)
1593                         parent->live &= ~REG_LIVE_READ32;
1594                 state = parent;
1595                 parent = state->parent;
1596                 writes = true;
1597                 cnt++;
1598         }
1599
1600         if (env->longest_mark_read_walk < cnt)
1601                 env->longest_mark_read_walk = cnt;
1602         return 0;
1603 }
1604
1605 /* This function is supposed to be used by the following 32-bit optimization
1606  * code only. It returns TRUE if the source or destination register operates
1607  * on 64-bit, otherwise return FALSE.
1608  */
1609 static bool is_reg64(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
1610                      u32 regno, struct bpf_reg_state *reg, enum reg_arg_type t)
1611 {
1612         u8 code, class, op;
1613
1614         code = insn->code;
1615         class = BPF_CLASS(code);
1616         op = BPF_OP(code);
1617         if (class == BPF_JMP) {
1618                 /* BPF_EXIT for "main" will reach here. Return TRUE
1619                  * conservatively.
1620                  */
1621                 if (op == BPF_EXIT)
1622                         return true;
1623                 if (op == BPF_CALL) {
1624                         /* BPF to BPF call will reach here because of marking
1625                          * caller saved clobber with DST_OP_NO_MARK for which we
1626                          * don't care the register def because they are anyway
1627                          * marked as NOT_INIT already.
1628                          */
1629                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
1630                                 return false;
1631                         /* Helper call will reach here because of arg type
1632                          * check, conservatively return TRUE.
1633                          */
1634                         if (t == SRC_OP)
1635                                 return true;
1636
1637                         return false;
1638                 }
1639         }
1640
1641         if (class == BPF_ALU64 || class == BPF_JMP ||
1642             /* BPF_END always use BPF_ALU class. */
1643             (class == BPF_ALU && op == BPF_END && insn->imm == 64))
1644                 return true;
1645
1646         if (class == BPF_ALU || class == BPF_JMP32)
1647                 return false;
1648
1649         if (class == BPF_LDX) {
1650                 if (t != SRC_OP)
1651                         return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
1652                 /* LDX source must be ptr. */
1653                 return true;
1654         }
1655
1656         if (class == BPF_STX) {
1657                 if (reg->type != SCALAR_VALUE)
1658                         return true;
1659                 return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
1660         }
1661
1662         if (class == BPF_LD) {
1663                 u8 mode = BPF_MODE(code);
1664
1665                 /* LD_IMM64 */
1666                 if (mode == BPF_IMM)
1667                         return true;
1668
1669                 /* Both LD_IND and LD_ABS return 32-bit data. */
1670                 if (t != SRC_OP)
1671                         return  false;
1672
1673                 /* Implicit ctx ptr. */
1674                 if (regno == BPF_REG_6)
1675                         return true;
1676
1677                 /* Explicit source could be any width. */
1678                 return true;
1679         }
1680
1681         if (class == BPF_ST)
1682                 /* The only source register for BPF_ST is a ptr. */
1683                 return true;
1684
1685         /* Conservatively return true at default. */
1686         return true;
1687 }
1688
1689 /* Return TRUE if INSN doesn't have explicit value define. */
1690 static bool insn_no_def(struct bpf_insn *insn)
1691 {
1692         u8 class = BPF_CLASS(insn->code);
1693
1694         return (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32 ||
1695                 class == BPF_STX || class == BPF_ST);
1696 }
1697
1698 /* Return TRUE if INSN has defined any 32-bit value explicitly. */
1699 static bool insn_has_def32(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
1700 {
1701         if (insn_no_def(insn))
1702                 return false;
1703
1704         return !is_reg64(env, insn, insn->dst_reg, NULL, DST_OP);
1705 }
1706
1707 static void mark_insn_zext(struct bpf_verifier_env *env,
1708                            struct bpf_reg_state *reg)
1709 {
1710         s32 def_idx = reg->subreg_def;
1711
1712         if (def_idx == DEF_NOT_SUBREG)
1713                 return;
1714
1715         env->insn_aux_data[def_idx - 1].zext_dst = true;
1716         /* The dst will be zero extended, so won't be sub-register anymore. */
1717         reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
1718 }
1719
1720 static int check_reg_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
1721                          enum reg_arg_type t)
1722 {
1723         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
1724         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
1725         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + env->insn_idx;
1726         struct bpf_reg_state *reg, *regs = state->regs;
1727         bool rw64;
1728
1729         if (regno >= MAX_BPF_REG) {
1730                 verbose(env, "R%d is invalid\n", regno);
1731                 return -EINVAL;
1732         }
1733
1734         reg = &regs[regno];
1735         rw64 = is_reg64(env, insn, regno, reg, t);
1736         if (t == SRC_OP) {
1737                 /* check whether register used as source operand can be read */
1738                 if (reg->type == NOT_INIT) {
1739                         verbose(env, "R%d !read_ok\n", regno);
1740                         return -EACCES;
1741                 }
1742                 /* We don't need to worry about FP liveness because it's read-only */
1743                 if (regno == BPF_REG_FP)
1744                         return 0;
1745
1746                 if (rw64)
1747                         mark_insn_zext(env, reg);
1748
1749                 return mark_reg_read(env, reg, reg->parent,
1750                                      rw64 ? REG_LIVE_READ64 : REG_LIVE_READ32);
1751         } else {
1752                 /* check whether register used as dest operand can be written to */
1753                 if (regno == BPF_REG_FP) {
1754                         verbose(env, "frame pointer is read only\n");
1755                         return -EACCES;
1756                 }
1757                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1758                 reg->subreg_def = rw64 ? DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
1759                 if (t == DST_OP)
1760                         mark_reg_unknown(env, regs, regno);
1761         }
1762         return 0;
1763 }
1764
1765 /* for any branch, call, exit record the history of jmps in the given state */
1766 static int push_jmp_history(struct bpf_verifier_env *env,
1767                             struct bpf_verifier_state *cur)
1768 {
1769         u32 cnt = cur->jmp_history_cnt;
1770         struct bpf_idx_pair *p;
1771
1772         cnt++;
1773         p = krealloc(cur->jmp_history, cnt * sizeof(*p), GFP_USER);
1774         if (!p)
1775                 return -ENOMEM;
1776         p[cnt - 1].idx = env->insn_idx;
1777         p[cnt - 1].prev_idx = env->prev_insn_idx;
1778         cur->jmp_history = p;
1779         cur->jmp_history_cnt = cnt;
1780         return 0;
1781 }
1782
1783 /* Backtrack one insn at a time. If idx is not at the top of recorded
1784  * history then previous instruction came from straight line execution.
1785  */
1786 static int get_prev_insn_idx(struct bpf_verifier_state *st, int i,
1787                              u32 *history)
1788 {
1789         u32 cnt = *history;
1790
1791         if (cnt && st->jmp_history[cnt - 1].idx == i) {
1792                 i = st->jmp_history[cnt - 1].prev_idx;
1793                 (*history)--;
1794         } else {
1795                 i--;
1796         }
1797         return i;
1798 }
1799
1800 /* For given verifier state backtrack_insn() is called from the last insn to
1801  * the first insn. Its purpose is to compute a bitmask of registers and
1802  * stack slots that needs precision in the parent verifier state.
1803  */
1804 static int backtrack_insn(struct bpf_verifier_env *env, int idx,
1805                           u32 *reg_mask, u64 *stack_mask)
1806 {
1807         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
1808                 .cb_print       = verbose,
1809                 .private_data   = env,
1810         };
1811         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + idx;
1812         u8 class = BPF_CLASS(insn->code);
1813         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
1814         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
1815         u32 dreg = 1u << insn->dst_reg;
1816         u32 sreg = 1u << insn->src_reg;
1817         u32 spi;
1818
1819         if (insn->code == 0)
1820                 return 0;
1821         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
1822                 verbose(env, "regs=%x stack=%llx before ", *reg_mask, *stack_mask);
1823                 verbose(env, "%d: ", idx);
1824                 print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
1825         }
1826
1827         if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
1828                 if (!(*reg_mask & dreg))
1829                         return 0;
1830                 if (opcode == BPF_MOV) {
1831                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
1832                                 /* dreg = sreg
1833                                  * dreg needs precision after this insn
1834                                  * sreg needs precision before this insn
1835                                  */
1836                                 *reg_mask &= ~dreg;
1837                                 *reg_mask |= sreg;
1838                         } else {
1839                                 /* dreg = K
1840                                  * dreg needs precision after this insn.
1841                                  * Corresponding register is already marked
1842                                  * as precise=true in this verifier state.
1843                                  * No further markings in parent are necessary
1844                                  */
1845                                 *reg_mask &= ~dreg;
1846                         }
1847                 } else {
1848                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
1849                                 /* dreg += sreg
1850                                  * both dreg and sreg need precision
1851                                  * before this insn
1852                                  */
1853                                 *reg_mask |= sreg;
1854                         } /* else dreg += K
1855                            * dreg still needs precision before this insn
1856                            */
1857                 }
1858         } else if (class == BPF_LDX) {
1859                 if (!(*reg_mask & dreg))
1860                         return 0;
1861                 *reg_mask &= ~dreg;
1862
1863                 /* scalars can only be spilled into stack w/o losing precision.
1864                  * Load from any other memory can be zero extended.
1865                  * The desire to keep that precision is already indicated
1866                  * by 'precise' mark in corresponding register of this state.
1867                  * No further tracking necessary.
1868                  */
1869                 if (insn->src_reg != BPF_REG_FP)
1870                         return 0;
1871                 if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW)
1872                         return 0;
1873
1874                 /* dreg = *(u64 *)[fp - off] was a fill from the stack.
1875                  * that [fp - off] slot contains scalar that needs to be
1876                  * tracked with precision
1877                  */
1878                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
1879                 if (spi >= 64) {
1880                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
1881                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
1882                         return -EFAULT;
1883                 }
1884                 *stack_mask |= 1ull << spi;
1885         } else if (class == BPF_STX || class == BPF_ST) {
1886                 if (*reg_mask & dreg)
1887                         /* stx & st shouldn't be using _scalar_ dst_reg
1888                          * to access memory. It means backtracking
1889                          * encountered a case of pointer subtraction.
1890                          */
1891                         return -ENOTSUPP;
1892                 /* scalars can only be spilled into stack */
1893                 if (insn->dst_reg != BPF_REG_FP)
1894                         return 0;
1895                 if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW)
1896                         return 0;
1897                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
1898                 if (spi >= 64) {
1899                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
1900                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
1901                         return -EFAULT;
1902                 }
1903                 if (!(*stack_mask & (1ull << spi)))
1904                         return 0;
1905                 *stack_mask &= ~(1ull << spi);
1906                 if (class == BPF_STX)
1907                         *reg_mask |= sreg;
1908         } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
1909                 if (opcode == BPF_CALL) {
1910                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
1911                                 return -ENOTSUPP;
1912                         /* regular helper call sets R0 */
1913                         *reg_mask &= ~1;
1914                         if (*reg_mask & 0x3f) {
1915                                 /* if backtracing was looking for registers R1-R5
1916                                  * they should have been found already.
1917                                  */
1918                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", *reg_mask);
1919                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
1920                                 return -EFAULT;
1921                         }
1922                 } else if (opcode == BPF_EXIT) {
1923                         return -ENOTSUPP;
1924                 }
1925         } else if (class == BPF_LD) {
1926                 if (!(*reg_mask & dreg))
1927                         return 0;
1928                 *reg_mask &= ~dreg;
1929                 /* It's ld_imm64 or ld_abs or ld_ind.
1930                  * For ld_imm64 no further tracking of precision
1931                  * into parent is necessary
1932                  */
1933                 if (mode == BPF_IND || mode == BPF_ABS)
1934                         /* to be analyzed */
1935                         return -ENOTSUPP;
1936         }
1937         return 0;
1938 }
1939
1940 /* the scalar precision tracking algorithm:
1941  * . at the start all registers have precise=false.
1942  * . scalar ranges are tracked as normal through alu and jmp insns.
1943  * . once precise value of the scalar register is used in:
1944  *   .  ptr + scalar alu
1945  *   . if (scalar cond K|scalar)
1946  *   .  helper_call(.., scalar, ...) where ARG_CONST is expected
1947  *   backtrack through the verifier states and mark all registers and
1948  *   stack slots with spilled constants that these scalar regisers
1949  *   should be precise.
1950  * . during state pruning two registers (or spilled stack slots)
1951  *   are equivalent if both are not precise.
1952  *
1953  * Note the verifier cannot simply walk register parentage chain,
1954  * since many different registers and stack slots could have been
1955  * used to compute single precise scalar.
1956  *
1957  * The approach of starting with precise=true for all registers and then
1958  * backtrack to mark a register as not precise when the verifier detects
1959  * that program doesn't care about specific value (e.g., when helper
1960  * takes register as ARG_ANYTHING parameter) is not safe.
1961  *
1962  * It's ok to walk single parentage chain of the verifier states.
1963  * It's possible that this backtracking will go all the way till 1st insn.
1964  * All other branches will be explored for needing precision later.
1965  *
1966  * The backtracking needs to deal with cases like:
1967  *   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)
1968  * r9 -= r8
1969  * r5 = r9
1970  * if r5 > 0x79f goto pc+7
1971  *    R5_w=inv(id=0,umax_value=1951,var_off=(0x0; 0x7ff))
1972  * r5 += 1
1973  * ...
1974  * call bpf_perf_event_output#25
1975  *   where .arg5_type = ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO
1976  *
1977  * and this case:
1978  * r6 = 1
1979  * call foo // uses callee's r6 inside to compute r0
1980  * r0 += r6
1981  * if r0 == 0 goto
1982  *
1983  * to track above reg_mask/stack_mask needs to be independent for each frame.
1984  *
1985  * Also if parent's curframe > frame where backtracking started,
1986  * the verifier need to mark registers in both frames, otherwise callees
1987  * may incorrectly prune callers. This is similar to
1988  * commit 7640ead93924 ("bpf: verifier: make sure callees don't prune with caller differences")
1989  *
1990  * For now backtracking falls back into conservative marking.
1991  */
1992 static void mark_all_scalars_precise(struct bpf_verifier_env *env,
1993                                      struct bpf_verifier_state *st)
1994 {
1995         struct bpf_func_state *func;
1996         struct bpf_reg_state *reg;
1997         int i, j;
1998
1999         /* big hammer: mark all scalars precise in this path.
2000          * pop_stack may still get !precise scalars.
2001          */
2002         for (; st; st = st->parent)
2003                 for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
2004                         func = st->frame[i];
2005                         for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
2006                                 reg = &func->regs[j];
2007                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE)
2008                                         continue;
2009                                 reg->precise = true;
2010                         }
2011                         for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
2012                                 if (func->stack[j].slot_type[0] != STACK_SPILL)
2013                                         continue;
2014                                 reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
2015                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE)
2016                                         continue;
2017                                 reg->precise = true;
2018                         }
2019                 }
2020 }
2021
2022 static int __mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
2023                                   int spi)
2024 {
2025         struct bpf_verifier_state *st = env->cur_state;
2026         int first_idx = st->first_insn_idx;
2027         int last_idx = env->insn_idx;
2028         struct bpf_func_state *func;
2029         struct bpf_reg_state *reg;
2030         u32 reg_mask = regno >= 0 ? 1u << regno : 0;
2031         u64 stack_mask = spi >= 0 ? 1ull << spi : 0;
2032         bool skip_first = true;
2033         bool new_marks = false;
2034         int i, err;
2035
2036         if (!env->bpf_capable)
2037                 return 0;
2038
2039         func = st->frame[st->curframe];
2040         if (regno >= 0) {
2041                 reg = &func->regs[regno];
2042                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2043                         WARN_ONCE(1, "backtracing misuse");
2044                         return -EFAULT;
2045                 }
2046                 if (!reg->precise)
2047                         new_marks = true;
2048                 else
2049                         reg_mask = 0;
2050                 reg->precise = true;
2051         }
2052
2053         while (spi >= 0) {
2054                 if (func->stack[spi].slot_type[0] != STACK_SPILL) {
2055                         stack_mask = 0;
2056                         break;
2057                 }
2058                 reg = &func->stack[spi].spilled_ptr;
2059                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2060                         stack_mask = 0;
2061                         break;
2062                 }
2063                 if (!reg->precise)
2064                         new_marks = true;
2065                 else
2066                         stack_mask = 0;
2067                 reg->precise = true;
2068                 break;
2069         }
2070
2071         if (!new_marks)
2072                 return 0;
2073         if (!reg_mask && !stack_mask)
2074                 return 0;
2075         for (;;) {
2076                 DECLARE_BITMAP(mask, 64);
2077                 u32 history = st->jmp_history_cnt;
2078
2079                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
2080                         verbose(env, "last_idx %d first_idx %d\n", last_idx, first_idx);
2081                 for (i = last_idx;;) {
2082                         if (skip_first) {
2083                                 err = 0;
2084                                 skip_first = false;
2085                         } else {
2086                                 err = backtrack_insn(env, i, &reg_mask, &stack_mask);
2087                         }
2088                         if (err == -ENOTSUPP) {
2089                                 mark_all_scalars_precise(env, st);
2090                                 return 0;
2091                         } else if (err) {
2092                                 return err;
2093                         }
2094                         if (!reg_mask && !stack_mask)
2095                                 /* Found assignment(s) into tracked register in this state.
2096                                  * Since this state is already marked, just return.
2097                                  * Nothing to be tracked further in the parent state.
2098                                  */
2099                                 return 0;
2100                         if (i == first_idx)
2101                                 break;
2102                         i = get_prev_insn_idx(st, i, &history);
2103                         if (i >= env->prog->len) {
2104                                 /* This can happen if backtracking reached insn 0
2105                                  * and there are still reg_mask or stack_mask
2106                                  * to backtrack.
2107                                  * It means the backtracking missed the spot where
2108                                  * particular register was initialized with a constant.
2109                                  */
2110                                 verbose(env, "BUG backtracking idx %d\n", i);
2111                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
2112                                 return -EFAULT;
2113                         }
2114                 }
2115                 st = st->parent;
2116                 if (!st)
2117                         break;
2118
2119                 new_marks = false;
2120                 func = st->frame[st->curframe];
2121                 bitmap_from_u64(mask, reg_mask);
2122                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
2123                         reg = &func->regs[i];
2124                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2125                                 reg_mask &= ~(1u << i);
2126                                 continue;
2127                         }
2128                         if (!reg->precise)
2129                                 new_marks = true;
2130                         reg->precise = true;
2131                 }
2132
2133                 bitmap_from_u64(mask, stack_mask);
2134                 for_each_set_bit(i, mask, 64) {
2135                         if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE) {
2136                                 /* the sequence of instructions:
2137                                  * 2: (bf) r3 = r10
2138                                  * 3: (7b) *(u64 *)(r3 -8) = r0
2139                                  * 4: (79) r4 = *(u64 *)(r10 -8)
2140                                  * doesn't contain jmps. It's backtracked
2141                                  * as a single block.
2142                                  * During backtracking insn 3 is not recognized as
2143                                  * stack access, so at the end of backtracking
2144                                  * stack slot fp-8 is still marked in stack_mask.
2145                                  * However the parent state may not have accessed
2146                                  * fp-8 and it's "unallocated" stack space.
2147                                  * In such case fallback to conservative.
2148                                  */
2149                                 mark_all_scalars_precise(env, st);
2150                                 return 0;
2151                         }
2152
2153                         if (func->stack[i].slot_type[0] != STACK_SPILL) {
2154                                 stack_mask &= ~(1ull << i);
2155                                 continue;
2156                         }
2157                         reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
2158                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2159                                 stack_mask &= ~(1ull << i);
2160                                 continue;
2161                         }
2162                         if (!reg->precise)
2163                                 new_marks = true;
2164                         reg->precise = true;
2165                 }
2166                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
2167                         print_verifier_state(env, func);
2168                         verbose(env, "parent %s regs=%x stack=%llx marks\n",
2169                                 new_marks ? "didn't have" : "already had",
2170                                 reg_mask, stack_mask);
2171                 }
2172
2173                 if (!reg_mask && !stack_mask)
2174                         break;
2175                 if (!new_marks)
2176                         break;
2177
2178                 last_idx = st->last_insn_idx;
2179                 first_idx = st->first_insn_idx;
2180         }
2181         return 0;
2182 }
2183
2184 static int mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2185 {
2186         return __mark_chain_precision(env, regno, -1);
2187 }
2188
2189 static int mark_chain_precision_stack(struct bpf_verifier_env *env, int spi)
2190 {
2191         return __mark_chain_precision(env, -1, spi);
2192 }
2193
2194 static bool is_spillable_regtype(enum bpf_reg_type type)
2195 {
2196         switch (type) {
2197         case PTR_TO_MAP_VALUE:
2198         case PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL:
2199         case PTR_TO_STACK:
2200         case PTR_TO_CTX:
2201         case PTR_TO_PACKET:
2202         case PTR_TO_PACKET_META:
2203         case PTR_TO_PACKET_END:
2204         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
2205         case CONST_PTR_TO_MAP:
2206         case PTR_TO_SOCKET:
2207         case PTR_TO_SOCKET_OR_NULL:
2208         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
2209         case PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL:
2210         case PTR_TO_TCP_SOCK:
2211         case PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL:
2212         case PTR_TO_XDP_SOCK:
2213         case PTR_TO_BTF_ID:
2214         case PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL:
2215         case PTR_TO_RDONLY_BUF:
2216         case PTR_TO_RDONLY_BUF_OR_NULL:
2217         case PTR_TO_RDWR_BUF:
2218         case PTR_TO_RDWR_BUF_OR_NULL:
2219         case PTR_TO_PERCPU_BTF_ID:
2220                 return true;
2221         default:
2222                 return false;
2223         }
2224 }
2225
2226 /* Does this register contain a constant zero? */
2227 static bool register_is_null(struct bpf_reg_state *reg)
2228 {
2229         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
2230 }
2231
2232 static bool register_is_const(struct bpf_reg_state *reg)
2233 {
2234         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off);
2235 }
2236
2237 static bool __is_scalar_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2238 {
2239         return tnum_is_unknown(reg->var_off) &&
2240                reg->smin_value == S64_MIN && reg->smax_value == S64_MAX &&
2241                reg->umin_value == 0 && reg->umax_value == U64_MAX &&
2242                reg->s32_min_value == S32_MIN && reg->s32_max_value == S32_MAX &&
2243                reg->u32_min_value == 0 && reg->u32_max_value == U32_MAX;
2244 }
2245
2246 static bool register_is_bounded(struct bpf_reg_state *reg)
2247 {
2248         return reg->type == SCALAR_VALUE && !__is_scalar_unbounded(reg);
2249 }
2250
2251 static bool __is_pointer_value(bool allow_ptr_leaks,
2252                                const struct bpf_reg_state *reg)
2253 {
2254         if (allow_ptr_leaks)
2255                 return false;
2256
2257         return reg->type != SCALAR_VALUE;
2258 }
2259
2260 static void save_register_state(struct bpf_func_state *state,
2261                                 int spi, struct bpf_reg_state *reg)
2262 {
2263         int i;
2264
2265         state->stack[spi].spilled_ptr = *reg;
2266         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2267
2268         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
2269                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_SPILL;
2270 }
2271
2272 /* check_stack_read/write functions track spill/fill of registers,
2273  * stack boundary and alignment are checked in check_mem_access()
2274  */
2275 static int check_stack_write(struct bpf_verifier_env *env,
2276                              struct bpf_func_state *state, /* func where register points to */
2277                              int off, int size, int value_regno, int insn_idx)
2278 {
2279         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
2280         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE, err;
2281         u32 dst_reg = env->prog->insnsi[insn_idx].dst_reg;
2282         struct bpf_reg_state *reg = NULL;
2283
2284         err = realloc_func_state(state, round_up(slot + 1, BPF_REG_SIZE),
2285                                  state->acquired_refs, true);
2286         if (err)
2287                 return err;
2288         /* caller checked that off % size == 0 and -MAX_BPF_STACK <= off < 0,
2289          * so it's aligned access and [off, off + size) are within stack limits
2290          */
2291         if (!env->allow_ptr_leaks &&
2292             state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
2293             size != BPF_REG_SIZE) {
2294                 verbose(env, "attempt to corrupt spilled pointer on stack\n");
2295                 return -EACCES;
2296         }
2297
2298         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
2299         if (value_regno >= 0)
2300                 reg = &cur->regs[value_regno];
2301
2302         if (reg && size == BPF_REG_SIZE && register_is_bounded(reg) &&
2303             !register_is_null(reg) && env->bpf_capable) {
2304                 if (dst_reg != BPF_REG_FP) {
2305                         /* The backtracking logic can only recognize explicit
2306                          * stack slot address like [fp - 8]. Other spill of
2307                          * scalar via different register has to be conervative.
2308                          * Backtrack from here and mark all registers as precise
2309                          * that contributed into 'reg' being a constant.
2310                          */
2311                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
2312                         if (err)
2313                                 return err;
2314                 }
2315                 save_register_state(state, spi, reg);
2316         } else if (reg && is_spillable_regtype(reg->type)) {
2317                 /* register containing pointer is being spilled into stack */
2318                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
2319                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
2320                         verbose(env, "invalid size of register spill\n");
2321                         return -EACCES;
2322                 }
2323
2324                 if (state != cur && reg->type == PTR_TO_STACK) {
2325                         verbose(env, "cannot spill pointers to stack into stack frame of the caller\n");
2326                         return -EINVAL;
2327                 }
2328
2329                 if (!env->bypass_spec_v4) {
2330                         bool sanitize = false;
2331
2332                         if (state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
2333                             register_is_const(&state->stack[spi].spilled_ptr))
2334                                 sanitize = true;
2335                         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
2336                                 if (state->stack[spi].slot_type[i] == STACK_MISC) {
2337                                         sanitize = true;
2338                                         break;
2339                                 }
2340                         if (sanitize) {
2341                                 int *poff = &env->insn_aux_data[insn_idx].sanitize_stack_off;
2342                                 int soff = (-spi - 1) * BPF_REG_SIZE;
2343
2344                                 /* detected reuse of integer stack slot with a pointer
2345                                  * which means either llvm is reusing stack slot or
2346                                  * an attacker is trying to exploit CVE-2018-3639
2347                                  * (speculative store bypass)
2348                                  * Have to sanitize that slot with preemptive
2349                                  * store of zero.
2350                                  */
2351                                 if (*poff && *poff != soff) {
2352                                         /* disallow programs where single insn stores
2353                                          * into two different stack slots, since verifier
2354                                          * cannot sanitize them
2355                                          */
2356                                         verbose(env,
2357                                                 "insn %d cannot access two stack slots fp%d and fp%d",
2358                                                 insn_idx, *poff, soff);
2359                                         return -EINVAL;
2360                                 }
2361                                 *poff = soff;
2362                         }
2363                 }
2364                 save_register_state(state, spi, reg);
2365         } else {
2366                 u8 type = STACK_MISC;
2367
2368                 /* regular write of data into stack destroys any spilled ptr */
2369                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
2370                 /* Mark slots as STACK_MISC if they belonged to spilled ptr. */
2371                 if (state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL)
2372                         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
2373                                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_MISC;
2374
2375                 /* only mark the slot as written if all 8 bytes were written
2376                  * otherwise read propagation may incorrectly stop too soon
2377                  * when stack slots are partially written.
2378                  * This heuristic means that read propagation will be
2379                  * conservative, since it will add reg_live_read marks
2380                  * to stack slots all the way to first state when programs
2381                  * writes+reads less than 8 bytes
2382                  */
2383                 if (size == BPF_REG_SIZE)
2384                         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2385
2386                 /* when we zero initialize stack slots mark them as such */
2387                 if (reg && register_is_null(reg)) {
2388                         /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
2389                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
2390                         if (err)
2391                                 return err;
2392                         type = STACK_ZERO;
2393                 }
2394
2395                 /* Mark slots affected by this stack write. */
2396                 for (i = 0; i < size; i++)
2397                         state->stack[spi].slot_type[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] =
2398                                 type;
2399         }
2400         return 0;
2401 }
2402
2403 static int check_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
2404                             struct bpf_func_state *reg_state /* func where register points to */,
2405                             int off, int size, int value_regno)
2406 {
2407         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
2408         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
2409         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE;
2410         struct bpf_reg_state *reg;
2411         u8 *stype;
2412
2413         if (reg_state->allocated_stack <= slot) {
2414                 verbose(env, "invalid read from stack off %d+0 size %d\n",
2415                         off, size);
2416                 return -EACCES;
2417         }
2418         stype = reg_state->stack[spi].slot_type;
2419         reg = &reg_state->stack[spi].spilled_ptr;
2420
2421         if (stype[0] == STACK_SPILL) {
2422                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
2423                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2424                                 verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
2425                                 verbose(env, "invalid size of register fill\n");
2426                                 return -EACCES;
2427                         }
2428                         if (value_regno >= 0) {
2429                                 mark_reg_unknown(env, state->regs, value_regno);
2430                                 state->regs[value_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2431                         }
2432                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
2433                         return 0;
2434                 }
2435                 for (i = 1; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
2436                         if (stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] != STACK_SPILL) {
2437                                 verbose(env, "corrupted spill memory\n");
2438                                 return -EACCES;
2439                         }
2440                 }
2441
2442                 if (value_regno >= 0) {
2443                         /* restore register state from stack */
2444                         state->regs[value_regno] = *reg;
2445                         /* mark reg as written since spilled pointer state likely
2446                          * has its liveness marks cleared by is_state_visited()
2447                          * which resets stack/reg liveness for state transitions
2448                          */
2449                         state->regs[value_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2450                 } else if (__is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg)) {
2451                         /* If value_regno==-1, the caller is asking us whether
2452                          * it is acceptable to use this value as a SCALAR_VALUE
2453                          * (e.g. for XADD).
2454                          * We must not allow unprivileged callers to do that
2455                          * with spilled pointers.
2456                          */
2457                         verbose(env, "leaking pointer from stack off %d\n",
2458                                 off);
2459                         return -EACCES;
2460                 }
2461                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
2462         } else {
2463                 int zeros = 0;
2464
2465                 for (i = 0; i < size; i++) {
2466                         if (stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC)
2467                                 continue;
2468                         if (stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] == STACK_ZERO) {
2469                                 zeros++;
2470                                 continue;
2471                         }
2472                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
2473                                 off, i, size);
2474                         return -EACCES;
2475                 }
2476                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
2477                 if (value_regno >= 0) {
2478                         if (zeros == size) {
2479                                 /* any size read into register is zero extended,
2480                                  * so the whole register == const_zero
2481                                  */
2482                                 __mark_reg_const_zero(&state->regs[value_regno]);
2483                                 /* backtracking doesn't support STACK_ZERO yet,
2484                                  * so mark it precise here, so that later
2485                                  * backtracking can stop here.
2486                                  * Backtracking may not need this if this register
2487                                  * doesn't participate in pointer adjustment.
2488                                  * Forward propagation of precise flag is not
2489                                  * necessary either. This mark is only to stop
2490                                  * backtracking. Any register that contributed
2491                                  * to const 0 was marked precise before spill.
2492                                  */
2493                                 state->regs[value_regno].precise = true;
2494                         } else {
2495                                 /* have read misc data from the stack */
2496                                 mark_reg_unknown(env, state->regs, value_regno);
2497                         }
2498                         state->regs[value_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2499                 }
2500         }
2501         return 0;
2502 }
2503
2504 static int check_stack_access(struct bpf_verifier_env *env,
2505                               const struct bpf_reg_state *reg,
2506                               int off, int size)
2507 {
2508         /* Stack accesses must be at a fixed offset, so that we
2509          * can determine what type of data were returned. See
2510          * check_stack_read().
2511          */
2512         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
2513                 char tn_buf[48];
2514
2515                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
2516                 verbose(env, "variable stack access var_off=%s off=%d size=%d\n",
2517                         tn_buf, off, size);
2518                 return -EACCES;
2519         }
2520
2521         if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK) {
2522                 verbose(env, "invalid stack off=%d size=%d\n", off, size);
2523                 return -EACCES;
2524         }
2525
2526         return 0;
2527 }
2528
2529 static int check_map_access_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
2530                                  int off, int size, enum bpf_access_type type)
2531 {
2532         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
2533         struct bpf_map *map = regs[regno].map_ptr;
2534         u32 cap = bpf_map_flags_to_cap(map);
2535
2536         if (type == BPF_WRITE && !(cap & BPF_MAP_CAN_WRITE)) {
2537                 verbose(env, "write into map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
2538                         map->value_size, off, size);
2539                 return -EACCES;
2540         }
2541
2542         if (type == BPF_READ && !(cap & BPF_MAP_CAN_READ)) {
2543                 verbose(env, "read from map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
2544                         map->value_size, off, size);
2545                 return -EACCES;
2546         }
2547
2548         return 0;
2549 }
2550
2551 /* check read/write into memory region (e.g., map value, ringbuf sample, etc) */
2552 static int __check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
2553                               int off, int size, u32 mem_size,
2554                               bool zero_size_allowed)
2555 {
2556         bool size_ok = size > 0 || (size == 0 && zero_size_allowed);
2557         struct bpf_reg_state *reg;
2558
2559         if (off >= 0 && size_ok && (u64)off + size <= mem_size)
2560                 return 0;
2561
2562         reg = &cur_regs(env)[regno];
2563         switch (reg->type) {
2564         case PTR_TO_MAP_VALUE:
2565                 verbose(env, "invalid access to map value, value_size=%d off=%d size=%d\n",
2566                         mem_size, off, size);
2567                 break;
2568         case PTR_TO_PACKET:
2569         case PTR_TO_PACKET_META:
2570         case PTR_TO_PACKET_END:
2571                 verbose(env, "invalid access to packet, off=%d size=%d, R%d(id=%d,off=%d,r=%d)\n",
2572                         off, size, regno, reg->id, off, mem_size);
2573                 break;
2574         case PTR_TO_MEM:
2575         default:
2576                 verbose(env, "invalid access to memory, mem_size=%u off=%d size=%d\n",
2577                         mem_size, off, size);
2578         }
2579
2580         return -EACCES;
2581 }
2582
2583 /* check read/write into a memory region with possible variable offset */
2584 static int check_mem_region_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
2585                                    int off, int size, u32 mem_size,
2586                                    bool zero_size_allowed)
2587 {
2588         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
2589         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
2590         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
2591         int err;
2592
2593         /* We may have adjusted the register pointing to memory region, so we
2594          * need to try adding each of min_value and max_value to off
2595          * to make sure our theoretical access will be safe.
2596          */
2597         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
2598                 print_verifier_state(env, state);
2599
2600         /* The minimum value is only important with signed
2601          * comparisons where we can't assume the floor of a
2602          * value is 0.  If we are using signed variables for our
2603          * index'es we need to make sure that whatever we use
2604          * will have a set floor within our range.
2605          */
2606         if (reg->smin_value < 0 &&
2607             (reg->smin_value == S64_MIN ||
2608              (off + reg->smin_value != (s64)(s32)(off + reg->smin_value)) ||
2609               reg->smin_value + off < 0)) {
2610                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
2611                         regno);
2612                 return -EACCES;
2613         }
2614         err = __check_mem_access(env, regno, reg->smin_value + off, size,
2615                                  mem_size, zero_size_allowed);
2616         if (err) {
2617                 verbose(env, "R%d min value is outside of the allowed memory range\n",
2618                         regno);
2619                 return err;
2620         }
2621
2622         /* If we haven't set a max value then we need to bail since we can't be
2623          * sure we won't do bad things.
2624          * If reg->umax_value + off could overflow, treat that as unbounded too.
2625          */
2626         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
2627                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, make sure to bounds check any such access\n",
2628                         regno);
2629                 return -EACCES;
2630         }
2631         err = __check_mem_access(env, regno, reg->umax_value + off, size,
2632                                  mem_size, zero_size_allowed);
2633         if (err) {
2634                 verbose(env, "R%d max value is outside of the allowed memory range\n",
2635                         regno);
2636                 return err;
2637         }
2638
2639         return 0;
2640 }
2641
2642 /* check read/write into a map element with possible variable offset */
2643 static int check_map_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
2644                             int off, int size, bool zero_size_allowed)
2645 {
2646         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
2647         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
2648         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
2649         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
2650         int err;
2651
2652         err = check_mem_region_access(env, regno, off, size, map->value_size,
2653                                       zero_size_allowed);
2654         if (err)
2655                 return err;
2656
2657         if (map_value_has_spin_lock(map)) {
2658                 u32 lock = map->spin_lock_off;
2659
2660                 /* if any part of struct bpf_spin_lock can be touched by
2661                  * load/store reject this program.
2662                  * To check that [x1, x2) overlaps with [y1, y2)
2663                  * it is sufficient to check x1 < y2 && y1 < x2.
2664                  */
2665                 if (reg->smin_value + off < lock + sizeof(struct bpf_spin_lock) &&
2666                      lock < reg->umax_value + off + size) {
2667                         verbose(env, "bpf_spin_lock cannot be accessed directly by load/store\n");
2668                         return -EACCES;
2669                 }
2670         }
2671         return err;
2672 }
2673
2674 #define MAX_PACKET_OFF 0xffff
2675
2676 static enum bpf_prog_type resolve_prog_type(struct bpf_prog *prog)
2677 {
2678         return prog->aux->dst_prog ? prog->aux->dst_prog->type : prog->type;
2679 }
2680
2681 static bool may_access_direct_pkt_data(struct bpf_verifier_env *env,
2682                                        const struct bpf_call_arg_meta *meta,
2683                                        enum bpf_access_type t)
2684 {
2685         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
2686
2687         switch (prog_type) {
2688         /* Program types only with direct read access go here! */
2689         case BPF_PROG_TYPE_LWT_IN:
2690         case BPF_PROG_TYPE_LWT_OUT:
2691         case BPF_PROG_TYPE_LWT_SEG6LOCAL:
2692         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
2693         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
2694         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
2695                 if (t == BPF_WRITE)
2696                         return false;
2697                 fallthrough;
2698
2699         /* Program types with direct read + write access go here! */
2700         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
2701         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
2702         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
2703         case BPF_PROG_TYPE_LWT_XMIT:
2704         case BPF_PROG_TYPE_SK_SKB:
2705         case BPF_PROG_TYPE_SK_MSG:
2706                 if (meta)
2707                         return meta->pkt_access;
2708
2709                 env->seen_direct_write = true;
2710                 return true;
2711
2712         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
2713                 if (t == BPF_WRITE)
2714                         env->seen_direct_write = true;
2715
2716                 return true;
2717
2718         default:
2719                 return false;
2720         }
2721 }
2722
2723 static int check_packet_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno, int off,
2724                                int size, bool zero_size_allowed)
2725 {
2726         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
2727         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
2728         int err;
2729
2730         /* We may have added a variable offset to the packet pointer; but any
2731          * reg->range we have comes after that.  We are only checking the fixed
2732          * offset.
2733          */
2734
2735         /* We don't allow negative numbers, because we aren't tracking enough
2736          * detail to prove they're safe.
2737          */
2738         if (reg->smin_value < 0) {
2739                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
2740                         regno);
2741                 return -EACCES;
2742         }
2743
2744         err = reg->range < 0 ? -EINVAL :
2745               __check_mem_access(env, regno, off, size, reg->range,
2746                                  zero_size_allowed);
2747         if (err) {
2748                 verbose(env, "R%d offset is outside of the packet\n", regno);
2749                 return err;
2750         }
2751
2752         /* __check_mem_access has made sure "off + size - 1" is within u16.
2753          * reg->umax_value can't be bigger than MAX_PACKET_OFF which is 0xffff,
2754          * otherwise find_good_pkt_pointers would have refused to set range info
2755          * that __check_mem_access would have rejected this pkt access.
2756          * Therefore, "off + reg->umax_value + size - 1" won't overflow u32.
2757          */
2758         env->prog->aux->max_pkt_offset =
2759                 max_t(u32, env->prog->aux->max_pkt_offset,
2760                       off + reg->umax_value + size - 1);
2761
2762         return err;
2763 }
2764
2765 /* check access to 'struct bpf_context' fields.  Supports fixed offsets only */
2766 static int check_ctx_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, int off, int size,
2767                             enum bpf_access_type t, enum bpf_reg_type *reg_type,
2768                             struct btf **btf, u32 *btf_id)
2769 {
2770         struct bpf_insn_access_aux info = {
2771                 .reg_type = *reg_type,
2772                 .log = &env->log,
2773         };
2774
2775         if (env->ops->is_valid_access &&
2776             env->ops->is_valid_access(off, size, t, env->prog, &info)) {
2777                 /* A non zero info.ctx_field_size indicates that this field is a
2778                  * candidate for later verifier transformation to load the whole
2779                  * field and then apply a mask when accessed with a narrower
2780                  * access than actual ctx access size. A zero info.ctx_field_size
2781                  * will only allow for whole field access and rejects any other
2782                  * type of narrower access.
2783                  */
2784                 *reg_type = info.reg_type;
2785
2786                 if (*reg_type == PTR_TO_BTF_ID || *reg_type == PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL) {
2787                         *btf = info.btf;
2788                         *btf_id = info.btf_id;
2789                 } else {
2790                         env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size = info.ctx_field_size;
2791                 }
2792                 /* remember the offset of last byte accessed in ctx */
2793                 if (env->prog->aux->max_ctx_offset < off + size)
2794                         env->prog->aux->max_ctx_offset = off + size;
2795                 return 0;
2796         }
2797
2798         verbose(env, "invalid bpf_context access off=%d size=%d\n", off, size);
2799         return -EACCES;
2800 }
2801
2802 static int check_flow_keys_access(struct bpf_verifier_env *env, int off,
2803                                   int size)
2804 {
2805         if (size < 0 || off < 0 ||
2806             (u64)off + size > sizeof(struct bpf_flow_keys)) {
2807                 verbose(env, "invalid access to flow keys off=%d size=%d\n",
2808                         off, size);
2809                 return -EACCES;
2810         }
2811         return 0;
2812 }
2813
2814 static int check_sock_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
2815                              u32 regno, int off, int size,
2816                              enum bpf_access_type t)
2817 {
2818         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
2819         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
2820         struct bpf_insn_access_aux info = {};
2821         bool valid;
2822
2823         if (reg->smin_value < 0) {
2824                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
2825                         regno);
2826                 return -EACCES;
2827         }
2828
2829         switch (reg->type) {
2830         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
2831                 valid = bpf_sock_common_is_valid_access(off, size, t, &info);
2832                 break;
2833         case PTR_TO_SOCKET:
2834                 valid = bpf_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
2835                 break;
2836         case PTR_TO_TCP_SOCK:
2837                 valid = bpf_tcp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
2838                 break;
2839         case PTR_TO_XDP_SOCK:
2840                 valid = bpf_xdp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
2841                 break;
2842         default:
2843                 valid = false;
2844         }
2845
2846
2847         if (valid) {
2848                 env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size =
2849                         info.ctx_field_size;
2850                 return 0;
2851         }
2852
2853         verbose(env, "R%d invalid %s access off=%d size=%d\n",
2854                 regno, reg_type_str[reg->type], off, size);
2855
2856         return -EACCES;
2857 }
2858
2859 static struct bpf_reg_state *reg_state(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2860 {
2861         return cur_regs(env) + regno;
2862 }
2863
2864 static bool is_pointer_value(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2865 {
2866         return __is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg_state(env, regno));
2867 }
2868
2869 static bool is_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2870 {
2871         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
2872
2873         return reg->type == PTR_TO_CTX;
2874 }
2875
2876 static bool is_sk_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2877 {
2878         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
2879
2880         return type_is_sk_pointer(reg->type);
2881 }
2882
2883 static bool is_pkt_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2884 {
2885         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
2886
2887         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
2888 }
2889
2890 static bool is_flow_key_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2891 {
2892         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
2893
2894         /* Separate to is_ctx_reg() since we still want to allow BPF_ST here. */
2895         return reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS;
2896 }
2897
2898 static int check_pkt_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
2899                                    const struct bpf_reg_state *reg,
2900                                    int off, int size, bool strict)
2901 {
2902         struct tnum reg_off;
2903         int ip_align;
2904
2905         /* Byte size accesses are always allowed. */
2906         if (!strict || size == 1)
2907                 return 0;
2908
2909         /* For platforms that do not have a Kconfig enabling
2910          * CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS the value of
2911          * NET_IP_ALIGN is universally set to '2'.  And on platforms
2912          * that do set CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS, we get
2913          * to this code only in strict mode where we want to emulate
2914          * the NET_IP_ALIGN==2 checking.  Therefore use an
2915          * unconditional IP align value of '2'.
2916          */
2917         ip_align = 2;
2918
2919         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(ip_align + reg->off + off));
2920         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
2921                 char tn_buf[48];
2922
2923                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
2924                 verbose(env,
2925                         "misaligned packet access off %d+%s+%d+%d size %d\n",
2926                         ip_align, tn_buf, reg->off, off, size);
2927                 return -EACCES;
2928         }
2929
2930         return 0;
2931 }
2932
2933 static int check_generic_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
2934                                        const struct bpf_reg_state *reg,
2935                                        const char *pointer_desc,
2936                                        int off, int size, bool strict)
2937 {
2938         struct tnum reg_off;
2939
2940         /* Byte size accesses are always allowed. */
2941         if (!strict || size == 1)
2942                 return 0;
2943
2944         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(reg->off + off));
2945         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
2946                 char tn_buf[48];
2947
2948                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
2949                 verbose(env, "misaligned %saccess off %s+%d+%d size %d\n",
2950                         pointer_desc, tn_buf, reg->off, off, size);
2951                 return -EACCES;
2952         }
2953
2954         return 0;
2955 }
2956
2957 static int check_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
2958                                const struct bpf_reg_state *reg, int off,
2959                                int size, bool strict_alignment_once)
2960 {
2961         bool strict = env->strict_alignment || strict_alignment_once;
2962         const char *pointer_desc = "";
2963
2964         switch (reg->type) {
2965         case PTR_TO_PACKET:
2966         case PTR_TO_PACKET_META:
2967                 /* Special case, because of NET_IP_ALIGN. Given metadata sits
2968                  * right in front, treat it the very same way.
2969                  */
2970                 return check_pkt_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict);
2971         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
2972                 pointer_desc = "flow keys ";
2973                 break;
2974         case PTR_TO_MAP_VALUE:
2975                 pointer_desc = "value ";
2976                 break;
2977         case PTR_TO_CTX:
2978                 pointer_desc = "context ";
2979                 break;
2980         case PTR_TO_STACK:
2981                 pointer_desc = "stack ";
2982                 /* The stack spill tracking logic in check_stack_write()
2983                  * and check_stack_read() relies on stack accesses being
2984                  * aligned.
2985                  */
2986                 strict = true;
2987                 break;
2988         case PTR_TO_SOCKET:
2989                 pointer_desc = "sock ";
2990                 break;
2991         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
2992                 pointer_desc = "sock_common ";
2993                 break;
2994         case PTR_TO_TCP_SOCK:
2995                 pointer_desc = "tcp_sock ";
2996                 break;
2997         case PTR_TO_XDP_SOCK:
2998                 pointer_desc = "xdp_sock ";
2999                 break;
3000         default:
3001                 break;
3002         }
3003         return check_generic_ptr_alignment(env, reg, pointer_desc, off, size,
3004                                            strict);
3005 }
3006
3007 static int update_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
3008                               const struct bpf_func_state *func,
3009                               int off)
3010 {
3011         u16 stack = env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth;
3012
3013         if (stack >= -off)
3014                 return 0;
3015
3016         /* update known max for given subprogram */
3017         env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth = -off;
3018         return 0;
3019 }
3020
3021 /* starting from main bpf function walk all instructions of the function
3022  * and recursively walk all callees that given function can call.
3023  * Ignore jump and exit insns.
3024  * Since recursion is prevented by check_cfg() this algorithm
3025  * only needs a local stack of MAX_CALL_FRAMES to remember callsites
3026  */
3027 static int check_max_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env)
3028 {
3029         int depth = 0, frame = 0, idx = 0, i = 0, subprog_end;
3030         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
3031         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
3032         bool tail_call_reachable = false;
3033         int ret_insn[MAX_CALL_FRAMES];
3034         int ret_prog[MAX_CALL_FRAMES];
3035         int j;
3036
3037 process_func:
3038         /* protect against potential stack overflow that might happen when
3039          * bpf2bpf calls get combined with tailcalls. Limit the caller's stack
3040          * depth for such case down to 256 so that the worst case scenario
3041          * would result in 8k stack size (32 which is tailcall limit * 256 =
3042          * 8k).
3043          *
3044          * To get the idea what might happen, see an example:
3045          * func1 -> sub rsp, 128
3046          *  subfunc1 -> sub rsp, 256
3047          *  tailcall1 -> add rsp, 256
3048          *   func2 -> sub rsp, 192 (total stack size = 128 + 192 = 320)
3049          *   subfunc2 -> sub rsp, 64
3050          *   subfunc22 -> sub rsp, 128
3051          *   tailcall2 -> add rsp, 128
3052          *    func3 -> sub rsp, 32 (total stack size 128 + 192 + 64 + 32 = 416)
3053          *
3054          * tailcall will unwind the current stack frame but it will not get rid
3055          * of caller's stack as shown on the example above.
3056          */
3057         if (idx && subprog[idx].has_tail_call && depth >= 256) {
3058                 verbose(env,
3059                         "tail_calls are not allowed when call stack of previous frames is %d bytes. Too large\n",
3060                         depth);
3061                 return -EACCES;
3062         }
3063         /* round up to 32-bytes, since this is granularity
3064          * of interpreter stack size
3065          */
3066         depth += round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
3067         if (depth > MAX_BPF_STACK) {
3068                 verbose(env, "combined stack size of %d calls is %d. Too large\n",
3069                         frame + 1, depth);
3070                 return -EACCES;
3071         }
3072 continue_func:
3073         subprog_end = subprog[idx + 1].start;
3074         for (; i < subprog_end; i++) {
3075                 if (insn[i].code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
3076                         continue;
3077                 if (insn[i].src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
3078                         continue;
3079                 /* remember insn and function to return to */
3080                 ret_insn[frame] = i + 1;
3081                 ret_prog[frame] = idx;
3082
3083                 /* find the callee */
3084                 i = i + insn[i].imm + 1;
3085                 idx = find_subprog(env, i);
3086                 if (idx < 0) {
3087                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
3088                                   i);
3089                         return -EFAULT;
3090                 }
3091
3092                 if (subprog[idx].has_tail_call)
3093                         tail_call_reachable = true;
3094
3095                 frame++;
3096                 if (frame >= MAX_CALL_FRAMES) {
3097                         verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep !\n",
3098                                 frame);
3099                         return -E2BIG;
3100                 }
3101                 goto process_func;
3102         }
3103         /* if tail call got detected across bpf2bpf calls then mark each of the
3104          * currently present subprog frames as tail call reachable subprogs;
3105          * this info will be utilized by JIT so that we will be preserving the
3106          * tail call counter throughout bpf2bpf calls combined with tailcalls
3107          */
3108         if (tail_call_reachable)
3109                 for (j = 0; j < frame; j++)
3110                         subprog[ret_prog[j]].tail_call_reachable = true;
3111
3112         /* end of for() loop means the last insn of the 'subprog'
3113          * was reached. Doesn't matter whether it was JA or EXIT
3114          */
3115         if (frame == 0)
3116                 return 0;
3117         depth -= round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
3118         frame--;
3119         i = ret_insn[frame];
3120         idx = ret_prog[frame];
3121         goto continue_func;
3122 }
3123
3124 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
3125 static int get_callee_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
3126                                   const struct bpf_insn *insn, int idx)
3127 {
3128         int start = idx + insn->imm + 1, subprog;
3129
3130         subprog = find_subprog(env, start);
3131         if (subprog < 0) {
3132                 WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
3133                           start);
3134                 return -EFAULT;
3135         }
3136         return env->subprog_info[subprog].stack_depth;
3137 }
3138 #endif
3139
3140 int check_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env,
3141                   const struct bpf_reg_state *reg, int regno)
3142 {
3143         /* Access to ctx or passing it to a helper is only allowed in
3144          * its original, unmodified form.
3145          */
3146
3147         if (reg->off) {
3148                 verbose(env, "dereference of modified ctx ptr R%d off=%d disallowed\n",
3149                         regno, reg->off);
3150                 return -EACCES;
3151         }
3152
3153         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
3154                 char tn_buf[48];
3155
3156                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3157                 verbose(env, "variable ctx access var_off=%s disallowed\n", tn_buf);
3158                 return -EACCES;
3159         }
3160
3161         return 0;
3162 }
3163
3164 static int __check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
3165                                  const char *buf_info,
3166                                  const struct bpf_reg_state *reg,
3167                                  int regno, int off, int size)
3168 {
3169         if (off < 0) {
3170                 verbose(env,
3171                         "R%d invalid %s buffer access: off=%d, size=%d\n",
3172                         regno, buf_info, off, size);
3173                 return -EACCES;
3174         }
3175         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
3176                 char tn_buf[48];
3177
3178                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3179                 verbose(env,
3180                         "R%d invalid variable buffer offset: off=%d, var_off=%s\n",
3181                         regno, off, tn_buf);
3182                 return -EACCES;
3183         }
3184
3185         return 0;
3186 }
3187
3188 static int check_tp_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
3189                                   const struct bpf_reg_state *reg,
3190                                   int regno, int off, int size)
3191 {
3192         int err;
3193
3194         err = __check_buffer_access(env, "tracepoint", reg, regno, off, size);
3195         if (err)
3196                 return err;
3197
3198         if (off + size > env->prog->aux->max_tp_access)
3199                 env->prog->aux->max_tp_access = off + size;
3200
3201         return 0;
3202 }
3203
3204 static int check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
3205                                const struct bpf_reg_state *reg,
3206                                int regno, int off, int size,
3207                                bool zero_size_allowed,
3208                                const char *buf_info,
3209                                u32 *max_access)
3210 {
3211         int err;
3212
3213         err = __check_buffer_access(env, buf_info, reg, regno, off, size);
3214         if (err)
3215                 return err;
3216
3217         if (off + size > *max_access)
3218                 *max_access = off + size;
3219
3220         return 0;
3221 }
3222
3223 /* BPF architecture zero extends alu32 ops into 64-bit registesr */
3224 static void zext_32_to_64(struct bpf_reg_state *reg)
3225 {
3226         reg->var_off = tnum_subreg(reg->var_off);
3227         __reg_assign_32_into_64(reg);
3228 }
3229
3230 /* truncate register to smaller size (in bytes)
3231  * must be called with size < BPF_REG_SIZE
3232  */
3233 static void coerce_reg_to_size(struct bpf_reg_state *reg, int size)
3234 {
3235         u64 mask;
3236
3237         /* clear high bits in bit representation */
3238         reg->var_off = tnum_cast(reg->var_off, size);
3239
3240         /* fix arithmetic bounds */
3241         mask = ((u64)1 << (size * 8)) - 1;
3242         if ((reg->umin_value & ~mask) == (reg->umax_value & ~mask)) {
3243                 reg->umin_value &= mask;
3244                 reg->umax_value &= mask;
3245         } else {
3246                 reg->umin_value = 0;
3247                 reg->umax_value = mask;
3248         }
3249         reg->smin_value = reg->umin_value;
3250         reg->smax_value = reg->umax_value;
3251
3252         /* If size is smaller than 32bit register the 32bit register
3253          * values are also truncated so we push 64-bit bounds into
3254          * 32-bit bounds. Above were truncated < 32-bits already.
3255          */
3256         if (size >= 4)
3257                 return;
3258         __reg_combine_64_into_32(reg);
3259 }
3260
3261 static bool bpf_map_is_rdonly(const struct bpf_map *map)
3262 {
3263         return (map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) && map->frozen;
3264 }
3265
3266 static int bpf_map_direct_read(struct bpf_map *map, int off, int size, u64 *val)
3267 {
3268         void *ptr;
3269         u64 addr;
3270         int err;
3271
3272         err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
3273         if (err)
3274                 return err;
3275         ptr = (void *)(long)addr + off;
3276
3277         switch (size) {
3278         case sizeof(u8):
3279                 *val = (u64)*(u8 *)ptr;
3280                 break;
3281         case sizeof(u16):
3282                 *val = (u64)*(u16 *)ptr;
3283                 break;
3284         case sizeof(u32):
3285                 *val = (u64)*(u32 *)ptr;
3286                 break;
3287         case sizeof(u64):
3288                 *val = *(u64 *)ptr;
3289                 break;
3290         default:
3291                 return -EINVAL;
3292         }
3293         return 0;
3294 }
3295
3296 static int check_ptr_to_btf_access(struct bpf_verifier_env *env,
3297                                    struct bpf_reg_state *regs,
3298                                    int regno, int off, int size,
3299                                    enum bpf_access_type atype,
3300                                    int value_regno)
3301 {
3302         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
3303         const struct btf_type *t = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
3304         const char *tname = btf_name_by_offset(reg->btf, t->name_off);
3305         u32 btf_id;
3306         int ret;
3307
3308         if (off < 0) {
3309                 verbose(env,
3310                         "R%d is ptr_%s invalid negative access: off=%d\n",
3311                         regno, tname, off);
3312                 return -EACCES;
3313         }
3314         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
3315                 char tn_buf[48];
3316
3317                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3318                 verbose(env,
3319                         "R%d is ptr_%s invalid variable offset: off=%d, var_off=%s\n",
3320                         regno, tname, off, tn_buf);
3321                 return -EACCES;
3322         }
3323
3324         if (env->ops->btf_struct_access) {
3325                 ret = env->ops->btf_struct_access(&env->log, reg->btf, t,
3326                                                   off, size, atype, &btf_id);
3327         } else {
3328                 if (atype != BPF_READ) {
3329                         verbose(env, "only read is supported\n");
3330                         return -EACCES;
3331                 }
3332
3333                 ret = btf_struct_access(&env->log, reg->btf, t, off, size,
3334                                         atype, &btf_id);
3335         }
3336
3337         if (ret < 0)
3338                 return ret;
3339
3340         if (atype == BPF_READ && value_regno >= 0)
3341                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, reg->btf, btf_id);
3342
3343         return 0;
3344 }
3345
3346 static int check_ptr_to_map_access(struct bpf_verifier_env *env,
3347                                    struct bpf_reg_state *regs,
3348                                    int regno, int off, int size,
3349                                    enum bpf_access_type atype,
3350                                    int value_regno)
3351 {
3352         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
3353         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
3354         const struct btf_type *t;
3355         const char *tname;
3356         u32 btf_id;
3357         int ret;
3358
3359         if (!btf_vmlinux) {
3360                 verbose(env, "map_ptr access not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
3361                 return -ENOTSUPP;
3362         }
3363
3364         if (!map->ops->map_btf_id || !*map->ops->map_btf_id) {
3365                 verbose(env, "map_ptr access not supported for map type %d\n",
3366                         map->map_type);
3367                 return -ENOTSUPP;
3368         }
3369
3370         t = btf_type_by_id(btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id);
3371         tname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
3372
3373         if (!env->allow_ptr_to_map_access) {
3374                 verbose(env,
3375                         "%s access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
3376                         tname);
3377                 return -EPERM;
3378         }
3379
3380         if (off < 0) {
3381                 verbose(env, "R%d is %s invalid negative access: off=%d\n",
3382                         regno, tname, off);
3383                 return -EACCES;
3384         }
3385
3386         if (atype != BPF_READ) {
3387                 verbose(env, "only read from %s is supported\n", tname);
3388                 return -EACCES;
3389         }
3390
3391         ret = btf_struct_access(&env->log, btf_vmlinux, t, off, size, atype, &btf_id);
3392         if (ret < 0)
3393                 return ret;
3394
3395         if (value_regno >= 0)
3396                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, btf_vmlinux, btf_id);
3397
3398         return 0;
3399 }
3400
3401
3402 /* check whether memory at (regno + off) is accessible for t = (read | write)
3403  * if t==write, value_regno is a register which value is stored into memory
3404  * if t==read, value_regno is a register which will receive the value from memory
3405  * if t==write && value_regno==-1, some unknown value is stored into memory
3406  * if t==read && value_regno==-1, don't care what we read from memory
3407  */
3408 static int check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, u32 regno,
3409                             int off, int bpf_size, enum bpf_access_type t,
3410                             int value_regno, bool strict_alignment_once)
3411 {
3412         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
3413         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
3414         struct bpf_func_state *state;
3415         int size, err = 0;
3416
3417         size = bpf_size_to_bytes(bpf_size);
3418         if (size < 0)
3419                 return size;
3420
3421         /* alignment checks will add in reg->off themselves */
3422         err = check_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict_alignment_once);
3423         if (err)
3424                 return err;
3425
3426         /* for access checks, reg->off is just part of off */
3427         off += reg->off;
3428
3429         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
3430                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
3431                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
3432                         verbose(env, "R%d leaks addr into map\n", value_regno);
3433                         return -EACCES;
3434                 }
3435                 err = check_map_access_type(env, regno, off, size, t);
3436                 if (err)
3437                         return err;
3438                 err = check_map_access(env, regno, off, size, false);
3439                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
3440                         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
3441
3442                         /* if map is read-only, track its contents as scalars */
3443                         if (tnum_is_const(reg->var_off) &&
3444                             bpf_map_is_rdonly(map) &&
3445                             map->ops->map_direct_value_addr) {
3446                                 int map_off = off + reg->var_off.value;
3447                                 u64 val = 0;
3448
3449                                 err = bpf_map_direct_read(map, map_off, size,
3450                                                           &val);
3451                                 if (err)
3452                                         return err;
3453
3454                                 regs[value_regno].type = SCALAR_VALUE;
3455                                 __mark_reg_known(&regs[value_regno], val);
3456                         } else {
3457                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3458                         }
3459                 }
3460         } else if (reg->type == PTR_TO_MEM) {
3461                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
3462                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
3463                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", value_regno);
3464                         return -EACCES;
3465                 }
3466                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
3467                                               reg->mem_size, false);
3468                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
3469                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3470         } else if (reg->type == PTR_TO_CTX) {
3471                 enum bpf_reg_type reg_type = SCALAR_VALUE;
3472                 struct btf *btf = NULL;
3473                 u32 btf_id = 0;
3474
3475                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
3476                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
3477                         verbose(env, "R%d leaks addr into ctx\n", value_regno);
3478                         return -EACCES;
3479                 }
3480
3481                 err = check_ctx_reg(env, reg, regno);
3482                 if (err < 0)
3483                         return err;
3484
3485                 err = check_ctx_access(env, insn_idx, off, size, t, &reg_type, &btf, &btf_id);
3486                 if (err)
3487                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
3488                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
3489                         /* ctx access returns either a scalar, or a
3490                          * PTR_TO_PACKET[_META,_END]. In the latter
3491                          * case, we know the offset is zero.
3492                          */
3493                         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
3494                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3495                         } else {
3496                                 mark_reg_known_zero(env, regs,
3497                                                     value_regno);
3498                                 if (reg_type_may_be_null(reg_type))
3499                                         regs[value_regno].id = ++env->id_gen;
3500                                 /* A load of ctx field could have different
3501                                  * actual load size with the one encoded in the
3502                                  * insn. When the dst is PTR, it is for sure not
3503                                  * a sub-register.
3504                                  */
3505                                 regs[value_regno].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
3506                                 if (reg_type == PTR_TO_BTF_ID ||
3507                                     reg_type == PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL) {
3508                                         regs[value_regno].btf = btf;
3509                                         regs[value_regno].btf_id = btf_id;
3510                                 }
3511                         }
3512                         regs[value_regno].type = reg_type;
3513                 }
3514
3515         } else if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
3516                 off += reg->var_off.value;
3517                 err = check_stack_access(env, reg, off, size);
3518                 if (err)
3519                         return err;
3520
3521                 state = func(env, reg);
3522                 err = update_stack_depth(env, state, off);
3523                 if (err)
3524                         return err;
3525
3526                 if (t == BPF_WRITE)
3527                         err = check_stack_write(env, state, off, size,
3528                                                 value_regno, insn_idx);
3529                 else
3530                         err = check_stack_read(env, state, off, size,
3531                                                value_regno);
3532         } else if (reg_is_pkt_pointer(reg)) {
3533                 if (t == BPF_WRITE && !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, t)) {
3534                         verbose(env, "cannot write into packet\n");
3535                         return -EACCES;
3536                 }
3537                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
3538                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
3539                         verbose(env, "R%d leaks addr into packet\n",
3540                                 value_regno);
3541                         return -EACCES;
3542                 }
3543                 err = check_packet_access(env, regno, off, size, false);
3544                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
3545                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3546         } else if (reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS) {
3547                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
3548                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
3549                         verbose(env, "R%d leaks addr into flow keys\n",
3550                                 value_regno);
3551                         return -EACCES;
3552                 }
3553
3554                 err = check_flow_keys_access(env, off, size);
3555                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
3556                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3557         } else if (type_is_sk_pointer(reg->type)) {
3558                 if (t == BPF_WRITE) {
3559                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
3560                                 regno, reg_type_str[reg->type]);
3561                         return -EACCES;
3562                 }
3563                 err = check_sock_access(env, insn_idx, regno, off, size, t);
3564                 if (!err && value_regno >= 0)
3565                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3566         } else if (reg->type == PTR_TO_TP_BUFFER) {
3567                 err = check_tp_buffer_access(env, reg, regno, off, size);
3568                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
3569                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3570         } else if (reg->type == PTR_TO_BTF_ID) {
3571                 err = check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, off, size, t,
3572                                               value_regno);
3573         } else if (reg->type == CONST_PTR_TO_MAP) {
3574                 err = check_ptr_to_map_access(env, regs, regno, off, size, t,
3575                                               value_regno);
3576         } else if (reg->type == PTR_TO_RDONLY_BUF) {
3577                 if (t == BPF_WRITE) {
3578                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
3579                                 regno, reg_type_str[reg->type]);
3580                         return -EACCES;
3581                 }
3582                 err = check_buffer_access(env, reg, regno, off, size, false,
3583                                           "rdonly",
3584                                           &env->prog->aux->max_rdonly_access);
3585                 if (!err && value_regno >= 0)
3586                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3587         } else if (reg->type == PTR_TO_RDWR_BUF) {
3588                 err = check_buffer_access(env, reg, regno, off, size, false,
3589                                           "rdwr",
3590                                           &env->prog->aux->max_rdwr_access);
3591                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
3592                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3593         } else {
3594                 verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
3595                         reg_type_str[reg->type]);
3596                 return -EACCES;
3597         }
3598
3599         if (!err && size < BPF_REG_SIZE && value_regno >= 0 && t == BPF_READ &&
3600             regs[value_regno].type == SCALAR_VALUE) {
3601                 /* b/h/w load zero-extends, mark upper bits as known 0 */
3602                 coerce_reg_to_size(&regs[value_regno], size);
3603         }
3604         return err;
3605 }
3606
3607 static int check_xadd(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, struct bpf_insn *insn)
3608 {
3609         int err;
3610
3611         if ((BPF_SIZE(insn->code) != BPF_W && BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) ||
3612             insn->imm != 0) {
3613                 verbose(env, "BPF_XADD uses reserved fields\n");
3614                 return -EINVAL;
3615         }
3616
3617         /* check src1 operand */
3618         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
3619         if (err)
3620                 return err;
3621
3622         /* check src2 operand */
3623         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
3624         if (err)
3625                 return err;
3626
3627         if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
3628                 verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", insn->src_reg);
3629                 return -EACCES;
3630         }
3631
3632         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg) ||
3633             is_pkt_reg(env, insn->dst_reg) ||
3634             is_flow_key_reg(env, insn->dst_reg) ||
3635             is_sk_reg(env, insn->dst_reg)) {
3636                 verbose(env, "BPF_XADD stores into R%d %s is not allowed\n",
3637                         insn->dst_reg,
3638                         reg_type_str[reg_state(env, insn->dst_reg)->type]);
3639                 return -EACCES;
3640         }
3641
3642         /* check whether atomic_add can read the memory */
3643         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
3644                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, -1, true);
3645         if (err)
3646                 return err;
3647
3648         /* check whether atomic_add can write into the same memory */
3649         return check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
3650                                 BPF_SIZE(insn->code), BPF_WRITE, -1, true);
3651 }
3652
3653 static int __check_stack_boundary(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3654                                   int off, int access_size,
3655                                   bool zero_size_allowed)
3656 {
3657         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
3658
3659         if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK || off + access_size > 0 ||
3660             access_size < 0 || (access_size == 0 && !zero_size_allowed)) {
3661                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
3662                         verbose(env, "invalid stack type R%d off=%d access_size=%d\n",
3663                                 regno, off, access_size);
3664                 } else {
3665                         char tn_buf[48];
3666
3667                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3668                         verbose(env, "invalid stack type R%d var_off=%s access_size=%d\n",
3669                                 regno, tn_buf, access_size);
3670                 }
3671                 return -EACCES;
3672         }
3673         return 0;
3674 }
3675
3676 /* when register 'regno' is passed into function that will read 'access_size'
3677  * bytes from that pointer, make sure that it's within stack boundary
3678  * and all elements of stack are initialized.
3679  * Unlike most pointer bounds-checking functions, this one doesn't take an
3680  * 'off' argument, so it has to add in reg->off itself.
3681  */
3682 static int check_stack_boundary(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
3683                                 int access_size, bool zero_size_allowed,
3684                                 struct bpf_call_arg_meta *meta)
3685 {
3686         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
3687         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
3688         int err, min_off, max_off, i, j, slot, spi;
3689
3690         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
3691                 min_off = max_off = reg->var_off.value + reg->off;
3692                 err = __check_stack_boundary(env, regno, min_off, access_size,
3693                                              zero_size_allowed);
3694                 if (err)
3695                         return err;
3696         } else {
3697                 /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for
3698                  * simplicity since it requires corresponding support in
3699                  * Spectre masking for stack ALU.
3700                  * See also retrieve_ptr_limit().
3701                  */
3702                 if (!env->bypass_spec_v1) {
3703                         char tn_buf[48];
3704
3705                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3706                         verbose(env, "R%d indirect variable offset stack access prohibited for !root, var_off=%s\n",
3707                                 regno, tn_buf);
3708                         return -EACCES;
3709                 }
3710                 /* Only initialized buffer on stack is allowed to be accessed
3711                  * with variable offset. With uninitialized buffer it's hard to
3712                  * guarantee that whole memory is marked as initialized on
3713                  * helper return since specific bounds are unknown what may
3714                  * cause uninitialized stack leaking.
3715                  */
3716                 if (meta && meta->raw_mode)
3717                         meta = NULL;
3718
3719                 if (reg->smax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF ||
3720                     reg->smax_value <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
3721                         verbose(env, "R%d unbounded indirect variable offset stack access\n",
3722                                 regno);
3723                         return -EACCES;
3724                 }
3725                 min_off = reg->smin_value + reg->off;
3726                 max_off = reg->smax_value + reg->off;
3727                 err = __check_stack_boundary(env, regno, min_off, access_size,
3728                                              zero_size_allowed);
3729                 if (err) {
3730                         verbose(env, "R%d min value is outside of stack bound\n",
3731                                 regno);
3732                         return err;
3733                 }
3734                 err = __check_stack_boundary(env, regno, max_off, access_size,
3735                                              zero_size_allowed);
3736                 if (err) {
3737                         verbose(env, "R%d max value is outside of stack bound\n",
3738                                 regno);
3739                         return err;
3740                 }
3741         }
3742
3743         if (meta && meta->raw_mode) {
3744                 meta->access_size = access_size;
3745                 meta->regno = regno;
3746                 return 0;
3747         }
3748
3749         for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
3750                 u8 *stype;
3751
3752                 slot = -i - 1;
3753                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
3754                 if (state->allocated_stack <= slot)
3755                         goto err;
3756                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
3757                 if (*stype == STACK_MISC)
3758                         goto mark;
3759                 if (*stype == STACK_ZERO) {
3760                         /* helper can write anything into the stack */
3761                         *stype = STACK_MISC;
3762                         goto mark;
3763                 }
3764
3765                 if (state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
3766                     state->stack[spi].spilled_ptr.type == PTR_TO_BTF_ID)
3767                         goto mark;
3768
3769                 if (state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
3770                     (state->stack[spi].spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE ||
3771                      env->allow_ptr_leaks)) {
3772                         __mark_reg_unknown(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
3773                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
3774                                 state->stack[spi].slot_type[j] = STACK_MISC;
3775                         goto mark;
3776                 }
3777
3778 err:
3779                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
3780                         verbose(env, "invalid indirect read from stack off %d+%d size %d\n",
3781                                 min_off, i - min_off, access_size);
3782                 } else {
3783                         char tn_buf[48];
3784
3785                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3786                         verbose(env, "invalid indirect read from stack var_off %s+%d size %d\n",
3787                                 tn_buf, i - min_off, access_size);
3788                 }
3789                 return -EACCES;
3790 mark:
3791                 /* reading any byte out of 8-byte 'spill_slot' will cause
3792                  * the whole slot to be marked as 'read'
3793                  */
3794                 mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
3795                               state->stack[spi].spilled_ptr.parent,
3796                               REG_LIVE_READ64);
3797         }
3798         return update_stack_depth(env, state, min_off);
3799 }
3800
3801 static int check_helper_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
3802                                    int access_size, bool zero_size_allowed,
3803                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
3804 {
3805         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
3806
3807         switch (reg->type) {
3808         case PTR_TO_PACKET:
3809         case PTR_TO_PACKET_META:
3810                 return check_packet_access(env, regno, reg->off, access_size,
3811                                            zero_size_allowed);
3812         case PTR_TO_MAP_VALUE:
3813                 if (check_map_access_type(env, regno, reg->off, access_size,
3814                                           meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE :
3815                                           BPF_READ))
3816                         return -EACCES;
3817                 return check_map_access(env, regno, reg->off, access_size,
3818                                         zero_size_allowed);
3819         case PTR_TO_MEM:
3820                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off,
3821                                                access_size, reg->mem_size,
3822                                                zero_size_allowed);
3823         case PTR_TO_RDONLY_BUF:
3824                 if (meta && meta->raw_mode)
3825                         return -EACCES;
3826                 return check_buffer_access(env, reg, regno, reg->off,
3827                                            access_size, zero_size_allowed,
3828                                            "rdonly",
3829                                            &env->prog->aux->max_rdonly_access);
3830         case PTR_TO_RDWR_BUF:
3831                 return check_buffer_access(env, reg, regno, reg->off,
3832                                            access_size, zero_size_allowed,
3833                                            "rdwr",
3834                                            &env->prog->aux->max_rdwr_access);
3835         case PTR_TO_STACK:
3836                 return check_stack_boundary(env, regno, access_size,
3837                                             zero_size_allowed, meta);
3838         default: /* scalar_value or invalid ptr */
3839                 /* Allow zero-byte read from NULL, regardless of pointer type */
3840                 if (zero_size_allowed && access_size == 0 &&
3841                     register_is_null(reg))
3842                         return 0;
3843
3844                 verbose(env, "R%d type=%s expected=%s\n", regno,
3845                         reg_type_str[reg->type],
3846                         reg_type_str[PTR_TO_STACK]);
3847                 return -EACCES;
3848         }
3849 }
3850
3851 /* Implementation details:
3852  * bpf_map_lookup returns PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL
3853  * Two bpf_map_lookups (even with the same key) will have different reg->id.
3854  * For traditional PTR_TO_MAP_VALUE the verifier clears reg->id after
3855  * value_or_null->value transition, since the verifier only cares about
3856  * the range of access to valid map value pointer and doesn't care about actual
3857  * address of the map element.
3858  * For maps with 'struct bpf_spin_lock' inside map value the verifier keeps
3859  * reg->id > 0 after value_or_null->value transition. By doing so
3860  * two bpf_map_lookups will be considered two different pointers that
3861  * point to different bpf_spin_locks.
3862  * The verifier allows taking only one bpf_spin_lock at a time to avoid
3863  * dead-locks.
3864  * Since only one bpf_spin_lock is allowed the checks are simpler than
3865  * reg_is_refcounted() logic. The verifier needs to remember only
3866  * one spin_lock instead of array of acquired_refs.
3867  * cur_state->active_spin_lock remembers which map value element got locked
3868  * and clears it after bpf_spin_unlock.
3869  */
3870 static int process_spin_lock(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
3871                              bool is_lock)
3872 {
3873         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
3874         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
3875         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
3876         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
3877         u64 val = reg->var_off.value;
3878
3879         if (!is_const) {
3880                 verbose(env,
3881                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_spin_lock has to be at the constant offset\n",
3882                         regno);
3883                 return -EINVAL;
3884         }
3885         if (!map->btf) {
3886                 verbose(env,
3887                         "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_spin_lock\n",
3888                         map->name);
3889                 return -EINVAL;
3890         }
3891         if (!map_value_has_spin_lock(map)) {
3892                 if (map->spin_lock_off == -E2BIG)
3893                         verbose(env,
3894                                 "map '%s' has more than one 'struct bpf_spin_lock'\n",
3895                                 map->name);
3896                 else if (map->spin_lock_off == -ENOENT)
3897                         verbose(env,
3898                                 "map '%s' doesn't have 'struct bpf_spin_lock'\n",
3899                                 map->name);
3900                 else
3901                         verbose(env,
3902                                 "map '%s' is not a struct type or bpf_spin_lock is mangled\n",
3903                                 map->name);
3904                 return -EINVAL;
3905         }
3906         if (map->spin_lock_off != val + reg->off) {
3907                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_spin_lock'\n",
3908                         val + reg->off);
3909                 return -EINVAL;
3910         }
3911         if (is_lock) {
3912                 if (cur->active_spin_lock) {
3913                         verbose(env,
3914                                 "Locking two bpf_spin_locks are not allowed\n");
3915                         return -EINVAL;
3916                 }
3917                 cur->active_spin_lock = reg->id;
3918         } else {
3919                 if (!cur->active_spin_lock) {
3920                         verbose(env, "bpf_spin_unlock without taking a lock\n");
3921                         return -EINVAL;
3922                 }
3923                 if (cur->active_spin_lock != reg->id) {
3924                         verbose(env, "bpf_spin_unlock of different lock\n");
3925                         return -EINVAL;
3926                 }
3927                 cur->active_spin_lock = 0;
3928         }
3929         return 0;
3930 }
3931
3932 static bool arg_type_is_mem_ptr(enum bpf_arg_type type)
3933 {
3934         return type == ARG_PTR_TO_MEM ||
3935                type == ARG_PTR_TO_MEM_OR_NULL ||
3936                type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM;
3937 }
3938
3939 static bool arg_type_is_mem_size(enum bpf_arg_type type)
3940 {
3941         return type == ARG_CONST_SIZE ||
3942                type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO;
3943 }
3944
3945 static bool arg_type_is_alloc_size(enum bpf_arg_type type)
3946 {
3947         return type == ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO;
3948 }
3949
3950 static bool arg_type_is_int_ptr(enum bpf_arg_type type)
3951 {
3952         return type == ARG_PTR_TO_INT ||
3953                type == ARG_PTR_TO_LONG;
3954 }
3955
3956 static int int_ptr_type_to_size(enum bpf_arg_type type)
3957 {
3958         if (type == ARG_PTR_TO_INT)
3959                 return sizeof(u32);
3960         else if (type == ARG_PTR_TO_LONG)
3961                 return sizeof(u64);
3962
3963         return -EINVAL;
3964 }
3965
3966 static int resolve_map_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
3967                                  const struct bpf_call_arg_meta *meta,
3968                                  enum bpf_arg_type *arg_type)
3969 {
3970         if (!meta->map_ptr) {
3971                 /* kernel subsystem misconfigured verifier */
3972                 verbose(env, "invalid map_ptr to access map->type\n");
3973                 return -EACCES;
3974         }
3975
3976         switch (meta->map_ptr->map_type) {
3977         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
3978         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
3979                 if (*arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
3980                         *arg_type = ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON;
3981                 } else {
3982                         verbose(env, "invalid arg_type for sockmap/sockhash\n");
3983                         return -EINVAL;
3984                 }
3985                 break;
3986
3987         default:
3988                 break;
3989         }
3990         return 0;
3991 }
3992
3993 struct bpf_reg_types {
3994         const enum bpf_reg_type types[10];
3995         u32 *btf_id;
3996 };
3997
3998 static const struct bpf_reg_types map_key_value_types = {
3999         .types = {
4000                 PTR_TO_STACK,
4001                 PTR_TO_PACKET,
4002                 PTR_TO_PACKET_META,
4003                 PTR_TO_MAP_VALUE,
4004         },
4005 };
4006
4007 static const struct bpf_reg_types sock_types = {
4008         .types = {
4009                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
4010                 PTR_TO_SOCKET,
4011                 PTR_TO_TCP_SOCK,
4012                 PTR_TO_XDP_SOCK,
4013         },
4014 };
4015
4016 #ifdef CONFIG_NET
4017 static const struct bpf_reg_types btf_id_sock_common_types = {
4018         .types = {
4019                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
4020                 PTR_TO_SOCKET,
4021                 PTR_TO_TCP_SOCK,
4022                 PTR_TO_XDP_SOCK,
4023                 PTR_TO_BTF_ID,
4024         },
4025         .btf_id = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
4026 };
4027 #endif
4028
4029 static const struct bpf_reg_types mem_types = {
4030         .types = {
4031                 PTR_TO_STACK,
4032                 PTR_TO_PACKET,
4033                 PTR_TO_PACKET_META,
4034                 PTR_TO_MAP_VALUE,
4035                 PTR_TO_MEM,
4036                 PTR_TO_RDONLY_BUF,
4037                 PTR_TO_RDWR_BUF,
4038         },
4039 };
4040
4041 static const struct bpf_reg_types int_ptr_types = {
4042         .types = {
4043                 PTR_TO_STACK,
4044                 PTR_TO_PACKET,
4045                 PTR_TO_PACKET_META,
4046                 PTR_TO_MAP_VALUE,
4047         },
4048 };
4049
4050 static const struct bpf_reg_types fullsock_types = { .types = { PTR_TO_SOCKET } };
4051 static const struct bpf_reg_types scalar_types = { .types = { SCALAR_VALUE } };
4052 static const struct bpf_reg_types context_types = { .types = { PTR_TO_CTX } };
4053 static const struct bpf_reg_types alloc_mem_types = { .types = { PTR_TO_MEM } };
4054 static const struct bpf_reg_types const_map_ptr_types = { .types = { CONST_PTR_TO_MAP } };
4055 static const struct bpf_reg_types btf_ptr_types = { .types = { PTR_TO_BTF_ID } };
4056 static const struct bpf_reg_types spin_lock_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
4057 static const struct bpf_reg_types percpu_btf_ptr_types = { .types = { PTR_TO_PERCPU_BTF_ID } };
4058
4059 static const struct bpf_reg_types *compatible_reg_types[__BPF_ARG_TYPE_MAX] = {
4060         [ARG_PTR_TO_MAP_KEY]            = &map_key_value_types,
4061         [ARG_PTR_TO_MAP_VALUE]          = &map_key_value_types,
4062         [ARG_PTR_TO_UNINIT_MAP_VALUE]   = &map_key_value_types,
4063         [ARG_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL]  = &map_key_value_types,
4064         [ARG_CONST_SIZE]                = &scalar_types,
4065         [ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO]        = &scalar_types,
4066         [ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO]  = &scalar_types,
4067         [ARG_CONST_MAP_PTR]             = &const_map_ptr_types,
4068         [ARG_PTR_TO_CTX]                = &context_types,
4069         [ARG_PTR_TO_CTX_OR_NULL]        = &context_types,
4070         [ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON]        = &sock_types,
4071 #ifdef CONFIG_NET
4072         [ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON] = &btf_id_sock_common_types,
4073 #endif
4074         [ARG_PTR_TO_SOCKET]             = &fullsock_types,
4075         [ARG_PTR_TO_SOCKET_OR_NULL]     = &fullsock_types,
4076         [ARG_PTR_TO_BTF_ID]             = &btf_ptr_types,
4077         [ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK]          = &spin_lock_types,
4078         [ARG_PTR_TO_MEM]                = &mem_types,
4079         [ARG_PTR_TO_MEM_OR_NULL]        = &mem_types,
4080         [ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM]         = &mem_types,
4081         [ARG_PTR_TO_ALLOC_MEM]          = &alloc_mem_types,
4082         [ARG_PTR_TO_ALLOC_MEM_OR_NULL]  = &alloc_mem_types,
4083         [ARG_PTR_TO_INT]                = &int_ptr_types,
4084         [ARG_PTR_TO_LONG]               = &int_ptr_types,
4085         [ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID]      = &percpu_btf_ptr_types,
4086 };
4087
4088 static int check_reg_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
4089                           enum bpf_arg_type arg_type,
4090                           const u32 *arg_btf_id)
4091 {
4092         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
4093         enum bpf_reg_type expected, type = reg->type;
4094         const struct bpf_reg_types *compatible;
4095         int i, j;
4096
4097         compatible = compatible_reg_types[arg_type];
4098         if (!compatible) {
4099                 verbose(env, "verifier internal error: unsupported arg type %d\n", arg_type);
4100                 return -EFAULT;
4101         }
4102
4103         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(compatible->types); i++) {
4104                 expected = compatible->types[i];
4105                 if (expected == NOT_INIT)
4106                         break;
4107
4108                 if (type == expected)
4109                         goto found;
4110         }
4111
4112         verbose(env, "R%d type=%s expected=", regno, reg_type_str[type]);
4113         for (j = 0; j + 1 < i; j++)
4114                 verbose(env, "%s, ", reg_type_str[compatible->types[j]]);
4115         verbose(env, "%s\n", reg_type_str[compatible->types[j]]);
4116         return -EACCES;
4117
4118 found:
4119         if (type == PTR_TO_BTF_ID) {
4120                 if (!arg_btf_id) {
4121                         if (!compatible->btf_id) {
4122                                 verbose(env, "verifier internal error: missing arg compatible BTF ID\n");
4123                                 return -EFAULT;
4124                         }
4125                         arg_btf_id = compatible->btf_id;
4126                 }
4127
4128                 if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
4129                                           btf_vmlinux, *arg_btf_id)) {
4130                         verbose(env, "R%d is of type %s but %s is expected\n",
4131                                 regno, kernel_type_name(reg->btf, reg->btf_id),
4132                                 kernel_type_name(btf_vmlinux, *arg_btf_id));
4133                         return -EACCES;
4134                 }
4135
4136                 if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
4137                         verbose(env, "R%d is a pointer to in-kernel struct with non-zero offset\n",
4138                                 regno);
4139                         return -EACCES;
4140                 }
4141         }
4142
4143         return 0;
4144 }
4145
4146 static int check_func_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 arg,
4147                           struct bpf_call_arg_meta *meta,
4148                           const struct bpf_func_proto *fn)
4149 {
4150         u32 regno = BPF_REG_1 + arg;
4151         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
4152         enum bpf_arg_type arg_type = fn->arg_type[arg];
4153         enum bpf_reg_type type = reg->type;
4154         int err = 0;
4155
4156         if (arg_type == ARG_DONTCARE)
4157                 return 0;
4158
4159         err = check_reg_arg(env, regno, SRC_OP);
4160         if (err)
4161                 return err;
4162
4163         if (arg_type == ARG_ANYTHING) {
4164                 if (is_pointer_value(env, regno)) {
4165                         verbose(env, "R%d leaks addr into helper function\n",
4166                                 regno);
4167                         return -EACCES;
4168                 }
4169                 return 0;
4170         }
4171
4172         if (type_is_pkt_pointer(type) &&
4173             !may_access_direct_pkt_data(env, meta, BPF_READ)) {
4174                 verbose(env, "helper access to the packet is not allowed\n");
4175                 return -EACCES;
4176         }
4177
4178         if (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE ||
4179             arg_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MAP_VALUE ||
4180             arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL) {
4181                 err = resolve_map_arg_type(env, meta, &arg_type);
4182                 if (err)
4183                         return err;
4184         }
4185
4186         if (register_is_null(reg) && arg_type_may_be_null(arg_type))
4187                 /* A NULL register has a SCALAR_VALUE type, so skip
4188                  * type checking.
4189                  */
4190                 goto skip_type_check;
4191
4192         err = check_reg_type(env, regno, arg_type, fn->arg_btf_id[arg]);
4193         if (err)
4194                 return err;
4195
4196         if (type == PTR_TO_CTX) {
4197                 err = check_ctx_reg(env, reg, regno);
4198                 if (err < 0)
4199                         return err;
4200         }
4201
4202 skip_type_check:
4203         if (reg->ref_obj_id) {
4204                 if (meta->ref_obj_id) {
4205                         verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
4206                                 regno, reg->ref_obj_id,
4207                                 meta->ref_obj_id);
4208                         return -EFAULT;
4209                 }
4210                 meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
4211         }
4212
4213         if (arg_type == ARG_CONST_MAP_PTR) {
4214                 /* bpf_map_xxx(map_ptr) call: remember that map_ptr */
4215                 meta->map_ptr = reg->map_ptr;
4216         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY) {
4217                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., key) call:
4218                  * check that [key, key + map->key_size) are within
4219                  * stack limits and initialized
4220                  */
4221                 if (!meta->map_ptr) {
4222                         /* in function declaration map_ptr must come before
4223                          * map_key, so that it's verified and known before
4224                          * we have to check map_key here. Otherwise it means
4225                          * that kernel subsystem misconfigured verifier
4226                          */
4227                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->key\n");
4228                         return -EACCES;
4229                 }
4230                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
4231                                               meta->map_ptr->key_size, false,
4232                                               NULL);
4233         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE ||
4234                    (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL &&
4235                     !register_is_null(reg)) ||
4236                    arg_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MAP_VALUE) {
4237                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., value) call:
4238                  * check [value, value + map->value_size) validity
4239                  */
4240                 if (!meta->map_ptr) {
4241                         /* kernel subsystem misconfigured verifier */
4242                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->value\n");
4243                         return -EACCES;
4244                 }
4245                 meta->raw_mode = (arg_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MAP_VALUE);
4246                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
4247                                               meta->map_ptr->value_size, false,
4248                                               meta);
4249         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID) {
4250                 if (!reg->btf_id) {
4251                         verbose(env, "Helper has invalid btf_id in R%d\n", regno);
4252                         return -EACCES;
4253                 }
4254                 meta->ret_btf = reg->btf;
4255                 meta->ret_btf_id = reg->btf_id;
4256         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK) {
4257                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_lock) {
4258                         if (process_spin_lock(env, regno, true))
4259                                 return -EACCES;
4260                 } else if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_unlock) {
4261                         if (process_spin_lock(env, regno, false))
4262                                 return -EACCES;
4263                 } else {
4264                         verbose(env, "verifier internal error\n");
4265                         return -EFAULT;
4266                 }
4267         } else if (arg_type_is_mem_ptr(arg_type)) {
4268                 /* The access to this pointer is only checked when we hit the
4269                  * next is_mem_size argument below.
4270                  */
4271                 meta->raw_mode = (arg_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM);
4272         } else if (arg_type_is_mem_size(arg_type)) {
4273                 bool zero_size_allowed = (arg_type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO);
4274
4275                 /* This is used to refine r0 return value bounds for helpers
4276                  * that enforce this value as an upper bound on return values.
4277                  * See do_refine_retval_range() for helpers that can refine
4278                  * the return value. C type of helper is u32 so we pull register
4279                  * bound from umax_value however, if negative verifier errors
4280                  * out. Only upper bounds can be learned because retval is an
4281                  * int type and negative retvals are allowed.
4282                  */
4283                 meta->msize_max_value = reg->umax_value;
4284
4285                 /* The register is SCALAR_VALUE; the access check
4286                  * happens using its boundaries.
4287                  */
4288                 if (!tnum_is_const(reg->var_off))
4289                         /* For unprivileged variable accesses, disable raw
4290                          * mode so that the program is required to
4291                          * initialize all the memory that the helper could
4292                          * just partially fill up.
4293                          */
4294                         meta = NULL;
4295
4296                 if (reg->smin_value < 0) {
4297                         verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned or 'var &= const'\n",
4298                                 regno);
4299                         return -EACCES;
4300                 }
4301
4302                 if (reg->umin_value == 0) {
4303                         err = check_helper_mem_access(env, regno - 1, 0,
4304                                                       zero_size_allowed,
4305                                                       meta);
4306                         if (err)
4307                                 return err;
4308                 }
4309
4310                 if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_SIZ) {
4311                         verbose(env, "R%d unbounded memory access, use 'var &= const' or 'if (var < const)'\n",
4312                                 regno);
4313                         return -EACCES;
4314                 }
4315                 err = check_helper_mem_access(env, regno - 1,
4316                                               reg->umax_value,
4317                                               zero_size_allowed, meta);
4318                 if (!err)
4319                         err = mark_chain_precision(env, regno);
4320         } else if (arg_type_is_alloc_size(arg_type)) {
4321                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
4322                         verbose(env, "R%d unbounded size, use 'var &= const' or 'if (var < const)'\n",
4323                                 regno);
4324                         return -EACCES;
4325                 }
4326                 meta->mem_size = reg->var_off.value;
4327         } else if (arg_type_is_int_ptr(arg_type)) {
4328                 int size = int_ptr_type_to_size(arg_type);
4329
4330                 err = check_helper_mem_access(env, regno, size, false, meta);
4331                 if (err)
4332                         return err;
4333                 err = check_ptr_alignment(env, reg, 0, size, true);
4334         }
4335
4336         return err;
4337 }
4338
4339 static bool may_update_sockmap(struct bpf_verifier_env *env, int func_id)
4340 {
4341         enum bpf_attach_type eatype = env->prog->expected_attach_type;
4342         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
4343
4344         if (func_id != BPF_FUNC_map_update_elem)
4345                 return false;
4346
4347         /* It's not possible to get access to a locked struct sock in these
4348          * contexts, so updating is safe.
4349          */
4350         switch (type) {
4351         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
4352                 if (eatype == BPF_TRACE_ITER)
4353                         return true;
4354                 break;
4355         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
4356         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
4357         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
4358         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
4359         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
4360         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
4361         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
4362                 return true;
4363         default:
4364                 break;
4365         }
4366
4367         verbose(env, "cannot update sockmap in this context\n");
4368         return false;
4369 }
4370
4371 static bool allow_tail_call_in_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
4372 {
4373         return env->prog->jit_requested && IS_ENABLED(CONFIG_X86_64);
4374 }
4375
4376 static int check_map_func_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
4377                                         struct bpf_map *map, int func_id)
4378 {
4379         if (!map)
4380                 return 0;
4381
4382         /* We need a two way check, first is from map perspective ... */
4383         switch (map->map_type) {
4384         case BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY:
4385                 if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
4386                         goto error;
4387                 break;
4388         case BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY:
4389                 if (func_id != BPF_FUNC_perf_event_read &&
4390                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_output &&
4391                     func_id != BPF_FUNC_skb_output &&
4392                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_read_value &&
4393                     func_id != BPF_FUNC_xdp_output)
4394                         goto error;
4395                 break;
4396         case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
4397                 if (func_id != BPF_FUNC_ringbuf_output &&
4398                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve &&
4399                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_submit &&
4400                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_discard &&
4401                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_query)
4402                         goto error;
4403                 break;
4404         case BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE:
4405                 if (func_id != BPF_FUNC_get_stackid)
4406                         goto error;
4407                 break;
4408         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY:
4409                 if (func_id != BPF_FUNC_skb_under_cgroup &&
4410                     func_id != BPF_FUNC_current_task_under_cgroup)
4411                         goto error;
4412                 break;
4413         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE:
4414         case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE:
4415                 if (func_id != BPF_FUNC_get_local_storage)
4416                         goto error;
4417                 break;
4418         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP:
4419         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH:
4420                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
4421                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
4422                         goto error;
4423                 break;
4424         /* Restrict bpf side of cpumap and xskmap, open when use-cases
4425          * appear.
4426          */
4427         case BPF_MAP_TYPE_CPUMAP:
4428                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map)
4429                         goto error;
4430                 break;
4431         case BPF_MAP_TYPE_XSKMAP:
4432                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
4433                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
4434                         goto error;
4435                 break;
4436         case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
4437         case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
4438                 if (func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
4439                         goto error;
4440                 break;
4441         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
4442                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_map &&
4443                     func_id != BPF_FUNC_sock_map_update &&
4444                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
4445                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_map &&
4446                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
4447                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
4448                     !may_update_sockmap(env, func_id))
4449                         goto error;
4450                 break;
4451         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
4452                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_hash &&
4453                     func_id != BPF_FUNC_sock_hash_update &&
4454                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
4455                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_hash &&
4456                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
4457                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
4458                     !may_update_sockmap(env, func_id))
4459                         goto error;
4460                 break;
4461         case BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY:
4462                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport)
4463                         goto error;
4464                 break;
4465         case BPF_MAP_TYPE_QUEUE:
4466         case BPF_MAP_TYPE_STACK:
4467                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
4468                     func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
4469                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
4470                         goto error;
4471                 break;
4472         case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
4473                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_storage_get &&
4474                     func_id != BPF_FUNC_sk_storage_delete)
4475                         goto error;
4476                 break;
4477         case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
4478                 if (func_id != BPF_FUNC_inode_storage_get &&
4479                     func_id != BPF_FUNC_inode_storage_delete)
4480                         goto error;
4481                 break;
4482         case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
4483                 if (func_id != BPF_FUNC_task_storage_get &&
4484                     func_id != BPF_FUNC_task_storage_delete)
4485                         goto error;
4486                 break;
4487         default:
4488                 break;
4489         }
4490
4491         /* ... and second from the function itself. */
4492         switch (func_id) {
4493         case BPF_FUNC_tail_call:
4494                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY)
4495                         goto error;
4496                 if (env->subprog_cnt > 1 && !allow_tail_call_in_subprogs(env)) {
4497                         verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
4498                         return -EINVAL;
4499                 }
4500                 break;
4501         case BPF_FUNC_perf_event_read:
4502         case BPF_FUNC_perf_event_output:
4503         case BPF_FUNC_perf_event_read_value:
4504         case BPF_FUNC_skb_output:
4505         case BPF_FUNC_xdp_output:
4506                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY)
4507                         goto error;
4508                 break;
4509         case BPF_FUNC_get_stackid:
4510                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE)
4511                         goto error;
4512                 break;
4513         case BPF_FUNC_current_task_under_cgroup:
4514         case BPF_FUNC_skb_under_cgroup:
4515                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY)
4516                         goto error;
4517                 break;
4518         case BPF_FUNC_redirect_map:
4519                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP &&
4520                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH &&
4521                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CPUMAP &&
4522                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_XSKMAP)
4523                         goto error;
4524                 break;
4525         case BPF_FUNC_sk_redirect_map:
4526         case BPF_FUNC_msg_redirect_map:
4527         case BPF_FUNC_sock_map_update:
4528                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP)
4529                         goto error;
4530                 break;
4531         case BPF_FUNC_sk_redirect_hash:
4532         case BPF_FUNC_msg_redirect_hash:
4533         case BPF_FUNC_sock_hash_update:
4534                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
4535                         goto error;
4536                 break;
4537         case BPF_FUNC_get_local_storage:
4538                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE &&
4539                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE)
4540                         goto error;
4541                 break;
4542         case BPF_FUNC_sk_select_reuseport:
4543                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY &&
4544                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP &&
4545                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
4546                         goto error;
4547                 break;
4548         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
4549         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
4550         case BPF_FUNC_map_push_elem:
4551                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
4552                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK)
4553                         goto error;
4554                 break;
4555         case BPF_FUNC_sk_storage_get:
4556         case BPF_FUNC_sk_storage_delete:
4557                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE)
4558                         goto error;
4559                 break;
4560         case BPF_FUNC_inode_storage_get:
4561         case BPF_FUNC_inode_storage_delete:
4562                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE)
4563                         goto error;
4564                 break;
4565         case BPF_FUNC_task_storage_get:
4566         case BPF_FUNC_task_storage_delete:
4567                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE)
4568                         goto error;
4569                 break;
4570         default:
4571                 break;
4572         }
4573
4574         return 0;
4575 error:
4576         verbose(env, "cannot pass map_type %d into func %s#%d\n",
4577                 map->map_type, func_id_name(func_id), func_id);
4578         return -EINVAL;
4579 }
4580
4581 static bool check_raw_mode_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
4582 {
4583         int count = 0;
4584
4585         if (fn->arg1_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
4586                 count++;
4587         if (fn->arg2_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
4588                 count++;
4589         if (fn->arg3_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
4590                 count++;
4591         if (fn->arg4_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
4592                 count++;
4593         if (fn->arg5_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
4594                 count++;
4595
4596         /* We only support one arg being in raw mode at the moment,
4597          * which is sufficient for the helper functions we have
4598          * right now.
4599          */
4600         return count <= 1;
4601 }
4602
4603 static bool check_args_pair_invalid(enum bpf_arg_type arg_curr,
4604                                     enum bpf_arg_type arg_next)
4605 {
4606         return (arg_type_is_mem_ptr(arg_curr) &&
4607                 !arg_type_is_mem_size(arg_next)) ||
4608                (!arg_type_is_mem_ptr(arg_curr) &&
4609                 arg_type_is_mem_size(arg_next));
4610 }
4611
4612 static bool check_arg_pair_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
4613 {
4614         /* bpf_xxx(..., buf, len) call will access 'len'
4615          * bytes from memory 'buf'. Both arg types need
4616          * to be paired, so make sure there's no buggy
4617          * helper function specification.
4618          */
4619         if (arg_type_is_mem_size(fn->arg1_type) ||
4620             arg_type_is_mem_ptr(fn->arg5_type)  ||
4621             check_args_pair_invalid(fn->arg1_type, fn->arg2_type) ||
4622             check_args_pair_invalid(fn->arg2_type, fn->arg3_type) ||
4623             check_args_pair_invalid(fn->arg3_type, fn->arg4_type) ||
4624             check_args_pair_invalid(fn->arg4_type, fn->arg5_type))
4625                 return false;
4626
4627         return true;
4628 }
4629
4630 static bool check_refcount_ok(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id)
4631 {
4632         int count = 0;
4633
4634         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg1_type))
4635                 count++;
4636         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg2_type))
4637                 count++;
4638         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg3_type))
4639                 count++;
4640         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg4_type))
4641                 count++;
4642         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg5_type))
4643                 count++;
4644
4645         /* A reference acquiring function cannot acquire
4646          * another refcounted ptr.
4647          */
4648         if (may_be_acquire_function(func_id) && count)
4649                 return false;
4650
4651         /* We only support one arg being unreferenced at the moment,
4652          * which is sufficient for the helper functions we have right now.
4653          */
4654         return count <= 1;
4655 }
4656
4657 static bool check_btf_id_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
4658 {
4659         int i;
4660
4661         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(fn->arg_type); i++) {
4662                 if (fn->arg_type[i] == ARG_PTR_TO_BTF_ID && !fn->arg_btf_id[i])
4663                         return false;
4664
4665                 if (fn->arg_type[i] != ARG_PTR_TO_BTF_ID && fn->arg_btf_id[i])
4666                         return false;
4667         }
4668
4669         return true;
4670 }
4671
4672 static int check_func_proto(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id)
4673 {
4674         return check_raw_mode_ok(fn) &&
4675                check_arg_pair_ok(fn) &&
4676                check_btf_id_ok(fn) &&
4677                check_refcount_ok(fn, func_id) ? 0 : -EINVAL;
4678 }
4679
4680 /* Packet data might have moved, any old PTR_TO_PACKET[_META,_END]
4681  * are now invalid, so turn them into unknown SCALAR_VALUE.
4682  */
4683 static void __clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env,
4684                                      struct bpf_func_state *state)
4685 {
4686         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
4687         int i;
4688
4689         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
4690                 if (reg_is_pkt_pointer_any(&regs[i]))
4691                         mark_reg_unknown(env, regs, i);
4692
4693         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
4694                 if (!reg)
4695                         continue;
4696                 if (reg_is_pkt_pointer_any(reg))
4697                         __mark_reg_unknown(env, reg);
4698         }
4699 }
4700
4701 static void clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env)
4702 {
4703         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4704         int i;
4705
4706         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
4707                 __clear_all_pkt_pointers(env, vstate->frame[i]);
4708 }
4709
4710 enum {
4711         AT_PKT_END = -1,
4712         BEYOND_PKT_END = -2,
4713 };
4714
4715 static void mark_pkt_end(struct bpf_verifier_state *vstate, int regn, bool range_open)
4716 {
4717         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4718         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regn];
4719
4720         if (reg->type != PTR_TO_PACKET)
4721                 /* PTR_TO_PACKET_META is not supported yet */
4722                 return;
4723
4724         /* The 'reg' is pkt > pkt_end or pkt >= pkt_end.
4725          * How far beyond pkt_end it goes is unknown.
4726          * if (!range_open) it's the case of pkt >= pkt_end
4727          * if (range_open) it's the case of pkt > pkt_end
4728          * hence this pointer is at least 1 byte bigger than pkt_end
4729          */
4730         if (range_open)
4731                 reg->range = BEYOND_PKT_END;
4732         else
4733                 reg->range = AT_PKT_END;
4734 }
4735
4736 static void release_reg_references(struct bpf_verifier_env *env,
4737                                    struct bpf_func_state *state,
4738                                    int ref_obj_id)
4739 {
4740         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
4741         int i;
4742
4743         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
4744                 if (regs[i].ref_obj_id == ref_obj_id)
4745                         mark_reg_unknown(env, regs, i);
4746
4747         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
4748                 if (!reg)
4749                         continue;
4750                 if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id)
4751                         __mark_reg_unknown(env, reg);
4752         }
4753 }
4754
4755 /* The pointer with the specified id has released its reference to kernel
4756  * resources. Identify all copies of the same pointer and clear the reference.
4757  */
4758 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env,
4759                              int ref_obj_id)
4760 {
4761         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4762         int err;
4763         int i;
4764
4765         err = release_reference_state(cur_func(env), ref_obj_id);
4766         if (err)
4767                 return err;
4768
4769         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
4770                 release_reg_references(env, vstate->frame[i], ref_obj_id);
4771
4772         return 0;
4773 }
4774
4775 static void clear_caller_saved_regs(struct bpf_verifier_env *env,
4776                                     struct bpf_reg_state *regs)
4777 {
4778         int i;
4779
4780         /* after the call registers r0 - r5 were scratched */
4781         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
4782                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
4783                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
4784         }
4785 }
4786
4787 static int check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
4788                            int *insn_idx)
4789 {
4790         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
4791         struct bpf_func_info_aux *func_info_aux;
4792         struct bpf_func_state *caller, *callee;
4793         int i, err, subprog, target_insn;
4794         bool is_global = false;
4795
4796         if (state->curframe + 1 >= MAX_CALL_FRAMES) {
4797                 verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep\n",
4798                         state->curframe + 2);
4799                 return -E2BIG;
4800         }
4801
4802         target_insn = *insn_idx + insn->imm;
4803         subprog = find_subprog(env, target_insn + 1);
4804         if (subprog < 0) {
4805                 verbose(env, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
4806                         target_insn + 1);
4807                 return -EFAULT;
4808         }
4809
4810         caller = state->frame[state->curframe];
4811         if (state->frame[state->curframe + 1]) {
4812                 verbose(env, "verifier bug. Frame %d already allocated\n",
4813                         state->curframe + 1);
4814                 return -EFAULT;
4815         }
4816
4817         func_info_aux = env->prog->aux->func_info_aux;
4818         if (func_info_aux)
4819                 is_global = func_info_aux[subprog].linkage == BTF_FUNC_GLOBAL;
4820         err = btf_check_func_arg_match(env, subprog, caller->regs);
4821         if (err == -EFAULT)
4822                 return err;
4823         if (is_global) {
4824                 if (err) {
4825                         verbose(env, "Caller passes invalid args into func#%d\n",
4826                                 subprog);
4827                         return err;
4828                 } else {
4829                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
4830                                 verbose(env,
4831                                         "Func#%d is global and valid. Skipping.\n",
4832                                         subprog);
4833                         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
4834
4835                         /* All global functions return SCALAR_VALUE */
4836                         mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
4837
4838                         /* continue with next insn after call */
4839                         return 0;
4840                 }
4841         }
4842
4843         callee = kzalloc(sizeof(*callee), GFP_KERNEL);
4844         if (!callee)
4845                 return -ENOMEM;
4846         state->frame[state->curframe + 1] = callee;
4847
4848         /* callee cannot access r0, r6 - r9 for reading and has to write
4849          * into its own stack before reading from it.
4850          * callee can read/write into caller's stack
4851          */
4852         init_func_state(env, callee,
4853                         /* remember the callsite, it will be used by bpf_exit */
4854                         *insn_idx /* callsite */,
4855                         state->curframe + 1 /* frameno within this callchain */,
4856                         subprog /* subprog number within this prog */);
4857
4858         /* Transfer references to the callee */
4859         err = transfer_reference_state(callee, caller);
4860         if (err)
4861                 return err;
4862
4863         /* copy r1 - r5 args that callee can access.  The copy includes parent
4864          * pointers, which connects us up to the liveness chain
4865          */
4866         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
4867                 callee->regs[i] = caller->regs[i];
4868
4869         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
4870
4871         /* only increment it after check_reg_arg() finished */
4872         state->curframe++;
4873
4874         /* and go analyze first insn of the callee */
4875         *insn_idx = target_insn;
4876
4877         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
4878                 verbose(env, "caller:\n");
4879                 print_verifier_state(env, caller);
4880                 verbose(env, "callee:\n");
4881                 print_verifier_state(env, callee);
4882         }
4883         return 0;
4884 }
4885
4886 static int prepare_func_exit(struct bpf_verifier_env *env, int *insn_idx)
4887 {
4888         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
4889         struct bpf_func_state *caller, *callee;
4890         struct bpf_reg_state *r0;
4891         int err;
4892
4893         callee = state->frame[state->curframe];
4894         r0 = &callee->regs[BPF_REG_0];
4895         if (r0->type == PTR_TO_STACK) {
4896                 /* technically it's ok to return caller's stack pointer
4897                  * (or caller's caller's pointer) back to the caller,
4898                  * since these pointers are valid. Only current stack
4899                  * pointer will be invalid as soon as function exits,
4900                  * but let's be conservative
4901                  */
4902                 verbose(env, "cannot return stack pointer to the caller\n");
4903                 return -EINVAL;
4904         }
4905
4906         state->curframe--;
4907         caller = state->frame[state->curframe];
4908         /* return to the caller whatever r0 had in the callee */
4909         caller->regs[BPF_REG_0] = *r0;
4910
4911         /* Transfer references to the caller */
4912         err = transfer_reference_state(caller, callee);
4913         if (err)
4914                 return err;
4915
4916         *insn_idx = callee->callsite + 1;
4917         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
4918                 verbose(env, "returning from callee:\n");
4919                 print_verifier_state(env, callee);
4920                 verbose(env, "to caller at %d:\n", *insn_idx);
4921                 print_verifier_state(env, caller);
4922         }
4923         /* clear everything in the callee */
4924         free_func_state(callee);
4925         state->frame[state->curframe + 1] = NULL;
4926         return 0;
4927 }
4928
4929 static void do_refine_retval_range(struct bpf_reg_state *regs, int ret_type,
4930                                    int func_id,
4931                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
4932 {
4933         struct bpf_reg_state *ret_reg = &regs[BPF_REG_0];
4934
4935         if (ret_type != RET_INTEGER ||
4936             (func_id != BPF_FUNC_get_stack &&
4937              func_id != BPF_FUNC_probe_read_str &&
4938              func_id != BPF_FUNC_probe_read_kernel_str &&
4939              func_id != BPF_FUNC_probe_read_user_str))
4940                 return;
4941
4942         ret_reg->smax_value = meta->msize_max_value;
4943         ret_reg->s32_max_value = meta->msize_max_value;
4944         ret_reg->smin_value = -MAX_ERRNO;
4945         ret_reg->s32_min_value = -MAX_ERRNO;
4946         __reg_deduce_bounds(ret_reg);
4947         __reg_bound_offset(ret_reg);
4948         __update_reg_bounds(ret_reg);
4949 }
4950
4951 static int
4952 record_func_map(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
4953                 int func_id, int insn_idx)
4954 {
4955         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
4956         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
4957
4958         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call &&
4959             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
4960             func_id != BPF_FUNC_map_update_elem &&
4961             func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
4962             func_id != BPF_FUNC_map_push_elem &&
4963             func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
4964             func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem)
4965                 return 0;
4966
4967         if (map == NULL) {
4968                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
4969                 return -EINVAL;
4970         }
4971
4972         /* In case of read-only, some additional restrictions
4973          * need to be applied in order to prevent altering the
4974          * state of the map from program side.
4975          */
4976         if ((map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
4977             (func_id == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
4978              func_id == BPF_FUNC_map_update_elem ||
4979              func_id == BPF_FUNC_map_push_elem ||
4980              func_id == BPF_FUNC_map_pop_elem)) {
4981                 verbose(env, "write into map forbidden\n");
4982                 return -EACCES;
4983         }
4984
4985         if (!BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state))
4986                 bpf_map_ptr_store(aux, meta->map_ptr,
4987                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
4988         else if (BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) != meta->map_ptr)
4989                 bpf_map_ptr_store(aux, BPF_MAP_PTR_POISON,
4990                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
4991         return 0;
4992 }
4993
4994 static int
4995 record_func_key(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
4996                 int func_id, int insn_idx)
4997 {
4998         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
4999         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg;
5000         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
5001         struct tnum range;
5002         u64 val;
5003         int err;
5004
5005         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
5006                 return 0;
5007         if (!map || map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY) {
5008                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
5009                 return -EINVAL;
5010         }
5011
5012         range = tnum_range(0, map->max_entries - 1);
5013         reg = &regs[BPF_REG_3];
5014
5015         if (!register_is_const(reg) || !tnum_in(range, reg->var_off)) {
5016                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
5017                 return 0;
5018         }
5019
5020         err = mark_chain_precision(env, BPF_REG_3);
5021         if (err)
5022                 return err;
5023
5024         val = reg->var_off.value;
5025         if (bpf_map_key_unseen(aux))
5026                 bpf_map_key_store(aux, val);
5027         else if (!bpf_map_key_poisoned(aux) &&
5028                   bpf_map_key_immediate(aux) != val)
5029                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
5030         return 0;
5031 }
5032
5033 static int check_reference_leak(struct bpf_verifier_env *env)
5034 {
5035         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
5036         int i;
5037
5038         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
5039                 verbose(env, "Unreleased reference id=%d alloc_insn=%d\n",
5040                         state->refs[i].id, state->refs[i].insn_idx);
5041         }
5042         return state->acquired_refs ? -EINVAL : 0;
5043 }
5044
5045 static int check_helper_call(struct bpf_verifier_env *env, int func_id, int insn_idx)
5046 {
5047         const struct bpf_func_proto *fn = NULL;
5048         struct bpf_reg_state *regs;
5049         struct bpf_call_arg_meta meta;
5050         bool changes_data;
5051         int i, err;
5052
5053         /* find function prototype */
5054         if (func_id < 0 || func_id >= __BPF_FUNC_MAX_ID) {
5055                 verbose(env, "invalid func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
5056                         func_id);
5057                 return -EINVAL;
5058         }
5059
5060         if (env->ops->get_func_proto)
5061                 fn = env->ops->get_func_proto(func_id, env->prog);
5062         if (!fn) {
5063                 verbose(env, "unknown func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
5064                         func_id);
5065                 return -EINVAL;
5066         }
5067
5068         /* eBPF programs must be GPL compatible to use GPL-ed functions */
5069         if (!env->prog->gpl_compatible && fn->gpl_only) {
5070                 verbose(env, "cannot call GPL-restricted function from non-GPL compatible program\n");
5071                 return -EINVAL;
5072         }
5073
5074         if (fn->allowed && !fn->allowed(env->prog)) {
5075                 verbose(env, "helper call is not allowed in probe\n");
5076                 return -EINVAL;
5077         }
5078
5079         /* With LD_ABS/IND some JITs save/restore skb from r1. */
5080         changes_data = bpf_helper_changes_pkt_data(fn->func);
5081         if (changes_data && fn->arg1_type != ARG_PTR_TO_CTX) {
5082                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d: r1 != ctx\n",
5083                         func_id_name(func_id), func_id);
5084                 return -EINVAL;
5085         }
5086
5087         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
5088         meta.pkt_access = fn->pkt_access;
5089
5090         err = check_func_proto(fn, func_id);
5091         if (err) {
5092                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
5093                         func_id_name(func_id), func_id);
5094                 return err;
5095         }
5096
5097         meta.func_id = func_id;
5098         /* check args */
5099         for (i = 0; i < 5; i++) {
5100                 err = check_func_arg(env, i, &meta, fn);
5101                 if (err)
5102                         return err;
5103         }
5104
5105         err = record_func_map(env, &meta, func_id, insn_idx);
5106         if (err)
5107                 return err;
5108
5109         err = record_func_key(env, &meta, func_id, insn_idx);
5110         if (err)
5111                 return err;
5112
5113         /* Mark slots with STACK_MISC in case of raw mode, stack offset
5114          * is inferred from register state.
5115          */
5116         for (i = 0; i < meta.access_size; i++) {
5117                 err = check_mem_access(env, insn_idx, meta.regno, i, BPF_B,
5118                                        BPF_WRITE, -1, false);
5119                 if (err)
5120                         return err;
5121         }
5122
5123         if (func_id == BPF_FUNC_tail_call) {
5124                 err = check_reference_leak(env);
5125                 if (err) {
5126                         verbose(env, "tail_call would lead to reference leak\n");
5127                         return err;
5128                 }
5129         } else if (is_release_function(func_id)) {
5130                 err = release_reference(env, meta.ref_obj_id);
5131                 if (err) {
5132                         verbose(env, "func %s#%d reference has not been acquired before\n",
5133                                 func_id_name(func_id), func_id);
5134                         return err;
5135                 }
5136         }
5137
5138         regs = cur_regs(env);
5139
5140         /* check that flags argument in get_local_storage(map, flags) is 0,
5141          * this is required because get_local_storage() can't return an error.
5142          */
5143         if (func_id == BPF_FUNC_get_local_storage &&
5144             !register_is_null(&regs[BPF_REG_2])) {
5145                 verbose(env, "get_local_storage() doesn't support non-zero flags\n");
5146                 return -EINVAL;
5147         }
5148
5149         /* reset caller saved regs */
5150         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
5151                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
5152                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
5153         }
5154
5155         /* helper call returns 64-bit value. */
5156         regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
5157
5158         /* update return register (already marked as written above) */
5159         if (fn->ret_type == RET_INTEGER) {
5160                 /* sets type to SCALAR_VALUE */
5161                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
5162         } else if (fn->ret_type == RET_VOID) {
5163                 regs[BPF_REG_0].type = NOT_INIT;
5164         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL ||
5165                    fn->ret_type == RET_PTR_TO_MAP_VALUE) {
5166                 /* There is no offset yet applied, variable or fixed */
5167                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
5168                 /* remember map_ptr, so that check_map_access()
5169                  * can check 'value_size' boundary of memory access
5170                  * to map element returned from bpf_map_lookup_elem()
5171                  */
5172                 if (meta.map_ptr == NULL) {
5173                         verbose(env,
5174                                 "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
5175                         return -EINVAL;
5176                 }
5177                 regs[BPF_REG_0].map_ptr = meta.map_ptr;
5178                 if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_MAP_VALUE) {
5179                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
5180                         if (map_value_has_spin_lock(meta.map_ptr))
5181                                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
5182                 } else {
5183                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL;
5184                 }
5185         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_SOCKET_OR_NULL) {
5186                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
5187                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCKET_OR_NULL;
5188         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL) {
5189                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
5190                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL;
5191         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL) {
5192                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
5193                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL;
5194         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_ALLOC_MEM_OR_NULL) {
5195                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
5196                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM_OR_NULL;
5197                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.mem_size;
5198         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID_OR_NULL ||
5199                    fn->ret_type == RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID) {
5200                 const struct btf_type *t;
5201
5202                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
5203                 t = btf_type_skip_modifiers(meta.ret_btf, meta.ret_btf_id, NULL);
5204                 if (!btf_type_is_struct(t)) {
5205                         u32 tsize;
5206                         const struct btf_type *ret;
5207                         const char *tname;
5208
5209                         /* resolve the type size of ksym. */
5210                         ret = btf_resolve_size(meta.ret_btf, t, &tsize);
5211                         if (IS_ERR(ret)) {
5212                                 tname = btf_name_by_offset(meta.ret_btf, t->name_off);
5213                                 verbose(env, "unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
5214                                         tname, PTR_ERR(ret));
5215                                 return -EINVAL;
5216                         }
5217                         regs[BPF_REG_0].type =
5218                                 fn->ret_type == RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID ?
5219                                 PTR_TO_MEM : PTR_TO_MEM_OR_NULL;
5220                         regs[BPF_REG_0].mem_size = tsize;
5221                 } else {
5222                         regs[BPF_REG_0].type =
5223                                 fn->ret_type == RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID ?
5224                                 PTR_TO_BTF_ID : PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL;
5225                         regs[BPF_REG_0].btf = meta.ret_btf;
5226                         regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
5227                 }
5228         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL ||
5229                    fn->ret_type == RET_PTR_TO_BTF_ID) {
5230                 int ret_btf_id;
5231
5232                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
5233                 regs[BPF_REG_0].type = fn->ret_type == RET_PTR_TO_BTF_ID ?
5234                                                      PTR_TO_BTF_ID :
5235                                                      PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL;
5236                 ret_btf_id = *fn->ret_btf_id;
5237                 if (ret_btf_id == 0) {
5238                         verbose(env, "invalid return type %d of func %s#%d\n",
5239                                 fn->ret_type, func_id_name(func_id), func_id);
5240                         return -EINVAL;
5241                 }
5242                 /* current BPF helper definitions are only coming from
5243                  * built-in code with type IDs from  vmlinux BTF
5244                  */
5245                 regs[BPF_REG_0].btf = btf_vmlinux;
5246                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
5247         } else {
5248                 verbose(env, "unknown return type %d of func %s#%d\n",
5249                         fn->ret_type, func_id_name(func_id), func_id);
5250                 return -EINVAL;
5251         }
5252
5253         if (reg_type_may_be_null(regs[BPF_REG_0].type))
5254                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
5255
5256         if (is_ptr_cast_function(func_id)) {
5257                 /* For release_reference() */
5258                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
5259         } else if (is_acquire_function(func_id, meta.map_ptr)) {
5260                 int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
5261
5262                 if (id < 0)
5263                         return id;
5264                 /* For mark_ptr_or_null_reg() */
5265                 regs[BPF_REG_0].id = id;
5266                 /* For release_reference() */
5267                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
5268         }
5269
5270         do_refine_retval_range(regs, fn->ret_type, func_id, &meta);
5271
5272         err = check_map_func_compatibility(env, meta.map_ptr, func_id);
5273         if (err)
5274                 return err;
5275
5276         if ((func_id == BPF_FUNC_get_stack ||
5277              func_id == BPF_FUNC_get_task_stack) &&
5278             !env->prog->has_callchain_buf) {
5279                 const char *err_str;
5280
5281 #ifdef CONFIG_PERF_EVENTS
5282                 err = get_callchain_buffers(sysctl_perf_event_max_stack);
5283                 err_str = "cannot get callchain buffer for func %s#%d\n";
5284 #else
5285                 err = -ENOTSUPP;
5286                 err_str = "func %s#%d not supported without CONFIG_PERF_EVENTS\n";
5287 #endif
5288                 if (err) {
5289                         verbose(env, err_str, func_id_name(func_id), func_id);
5290                         return err;
5291                 }
5292
5293                 env->prog->has_callchain_buf = true;
5294         }
5295
5296         if (func_id == BPF_FUNC_get_stackid || func_id == BPF_FUNC_get_stack)
5297                 env->prog->call_get_stack = true;
5298
5299         if (changes_data)
5300                 clear_all_pkt_pointers(env);
5301         return 0;
5302 }
5303
5304 static bool signed_add_overflows(s64 a, s64 b)
5305 {
5306         /* Do the add in u64, where overflow is well-defined */
5307         s64 res = (s64)((u64)a + (u64)b);
5308
5309         if (b < 0)
5310                 return res > a;
5311         return res < a;
5312 }
5313
5314 static bool signed_add32_overflows(s64 a, s64 b)
5315 {
5316         /* Do the add in u32, where overflow is well-defined */
5317         s32 res = (s32)((u32)a + (u32)b);
5318
5319         if (b < 0)
5320                 return res > a;
5321         return res < a;
5322 }
5323
5324 static bool signed_sub_overflows(s32 a, s32 b)
5325 {
5326         /* Do the sub in u64, where overflow is well-defined */
5327         s64 res = (s64)((u64)a - (u64)b);
5328
5329         if (b < 0)
5330                 return res < a;
5331         return res > a;
5332 }
5333
5334 static bool signed_sub32_overflows(s32 a, s32 b)
5335 {
5336         /* Do the sub in u64, where overflow is well-defined */
5337         s32 res = (s32)((u32)a - (u32)b);
5338
5339         if (b < 0)
5340                 return res < a;
5341         return res > a;
5342 }
5343
5344 static bool check_reg_sane_offset(struct bpf_verifier_env *env,
5345                                   const struct bpf_reg_state *reg,
5346                                   enum bpf_reg_type type)
5347 {
5348         bool known = tnum_is_const(reg->var_off);
5349         s64 val = reg->var_off.value;
5350         s64 smin = reg->smin_value;
5351
5352         if (known && (val >= BPF_MAX_VAR_OFF || val <= -BPF_MAX_VAR_OFF)) {
5353                 verbose(env, "math between %s pointer and %lld is not allowed\n",
5354                         reg_type_str[type], val);
5355                 return false;
5356         }
5357
5358         if (reg->off >= BPF_MAX_VAR_OFF || reg->off <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
5359                 verbose(env, "%s pointer offset %d is not allowed\n",
5360                         reg_type_str[type], reg->off);
5361                 return false;
5362         }
5363
5364         if (smin == S64_MIN) {
5365                 verbose(env, "math between %s pointer and register with unbounded min value is not allowed\n",
5366                         reg_type_str[type]);
5367                 return false;
5368         }
5369
5370         if (smin >= BPF_MAX_VAR_OFF || smin <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
5371                 verbose(env, "value %lld makes %s pointer be out of bounds\n",
5372                         smin, reg_type_str[type]);
5373                 return false;
5374         }
5375
5376         return true;
5377 }
5378
5379 static struct bpf_insn_aux_data *cur_aux(struct bpf_verifier_env *env)
5380 {
5381         return &env->insn_aux_data[env->insn_idx];
5382 }
5383
5384 static int retrieve_ptr_limit(const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
5385                               u32 *ptr_limit, u8 opcode, bool off_is_neg)
5386 {
5387         bool mask_to_left = (opcode == BPF_ADD &&  off_is_neg) ||
5388                             (opcode == BPF_SUB && !off_is_neg);
5389         u32 off;
5390
5391         switch (ptr_reg->type) {
5392         case PTR_TO_STACK:
5393                 /* Indirect variable offset stack access is prohibited in
5394                  * unprivileged mode so it's not handled here.
5395                  */
5396                 off = ptr_reg->off + ptr_reg->var_off.value;
5397                 if (mask_to_left)
5398                         *ptr_limit = MAX_BPF_STACK + off;
5399                 else
5400                         *ptr_limit = -off;
5401                 return 0;
5402         case PTR_TO_MAP_VALUE:
5403                 if (mask_to_left) {
5404                         *ptr_limit = ptr_reg->umax_value + ptr_reg->off;
5405                 } else {
5406                         off = ptr_reg->smin_value + ptr_reg->off;
5407                         *ptr_limit = ptr_reg->map_ptr->value_size - off;
5408                 }
5409                 return 0;
5410         default:
5411                 return -EINVAL;
5412         }
5413 }
5414
5415 static bool can_skip_alu_sanitation(const struct bpf_verifier_env *env,
5416                                     const struct bpf_insn *insn)
5417 {
5418         return env->bypass_spec_v1 || BPF_SRC(insn->code) == BPF_K;
5419 }
5420
5421 static int update_alu_sanitation_state(struct bpf_insn_aux_data *aux,
5422                                        u32 alu_state, u32 alu_limit)
5423 {
5424         /* If we arrived here from different branches with different
5425          * state or limits to sanitize, then this won't work.
5426          */
5427         if (aux->alu_state &&
5428             (aux->alu_state != alu_state ||
5429              aux->alu_limit != alu_limit))
5430                 return -EACCES;
5431
5432         /* Corresponding fixup done in fixup_bpf_calls(). */
5433         aux->alu_state = alu_state;
5434         aux->alu_limit = alu_limit;
5435         return 0;
5436 }
5437
5438 static int sanitize_val_alu(struct bpf_verifier_env *env,
5439                             struct bpf_insn *insn)
5440 {
5441         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
5442
5443         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
5444                 return 0;
5445
5446         return update_alu_sanitation_state(aux, BPF_ALU_NON_POINTER, 0);
5447 }
5448
5449 static int sanitize_ptr_alu(struct bpf_verifier_env *env,
5450                             struct bpf_insn *insn,
5451                             const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
5452                             struct bpf_reg_state *dst_reg,
5453                             bool off_is_neg)
5454 {
5455         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
5456         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
5457         bool ptr_is_dst_reg = ptr_reg == dst_reg;
5458         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
5459         u32 alu_state, alu_limit;
5460         struct bpf_reg_state tmp;
5461         bool ret;
5462
5463         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
5464                 return 0;
5465
5466         /* We already marked aux for masking from non-speculative
5467          * paths, thus we got here in the first place. We only care
5468          * to explore bad access from here.
5469          */
5470         if (vstate->speculative)
5471                 goto do_sim;
5472
5473         alu_state  = off_is_neg ? BPF_ALU_NEG_VALUE : 0;
5474         alu_state |= ptr_is_dst_reg ?
5475                      BPF_ALU_SANITIZE_SRC : BPF_ALU_SANITIZE_DST;
5476
5477         if (retrieve_ptr_limit(ptr_reg, &alu_limit, opcode, off_is_neg))
5478                 return 0;
5479         if (update_alu_sanitation_state(aux, alu_state, alu_limit))
5480                 return -EACCES;
5481 do_sim:
5482         /* Simulate and find potential out-of-bounds access under
5483          * speculative execution from truncation as a result of
5484          * masking when off was not within expected range. If off
5485          * sits in dst, then we temporarily need to move ptr there
5486          * to simulate dst (== 0) +/-= ptr. Needed, for example,
5487          * for cases where we use K-based arithmetic in one direction
5488          * and truncated reg-based in the other in order to explore
5489          * bad access.
5490          */
5491         if (!ptr_is_dst_reg) {
5492                 tmp = *dst_reg;
5493                 *dst_reg = *ptr_reg;
5494         }
5495         ret = push_stack(env, env->insn_idx + 1, env->insn_idx, true);
5496         if (!ptr_is_dst_reg && ret)
5497                 *dst_reg = tmp;
5498         return !ret ? -EFAULT : 0;
5499 }
5500
5501 /* Handles arithmetic on a pointer and a scalar: computes new min/max and var_off.
5502  * Caller should also handle BPF_MOV case separately.
5503  * If we return -EACCES, caller may want to try again treating pointer as a
5504  * scalar.  So we only emit a diagnostic if !env->allow_ptr_leaks.
5505  */
5506 static int adjust_ptr_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
5507                                    struct bpf_insn *insn,
5508                                    const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
5509                                    const struct bpf_reg_state *off_reg)
5510 {
5511         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
5512         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
5513         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg;
5514         bool known = tnum_is_const(off_reg->var_off);
5515         s64 smin_val = off_reg->smin_value, smax_val = off_reg->smax_value,
5516             smin_ptr = ptr_reg->smin_value, smax_ptr = ptr_reg->smax_value;
5517         u64 umin_val = off_reg->umin_value, umax_val = off_reg->umax_value,
5518             umin_ptr = ptr_reg->umin_value, umax_ptr = ptr_reg->umax_value;
5519         u32 dst = insn->dst_reg, src = insn->src_reg;
5520         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
5521         int ret;
5522
5523         dst_reg = &regs[dst];
5524
5525         if ((known && (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
5526             smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
5527                 /* Taint dst register if offset had invalid bounds derived from
5528                  * e.g. dead branches.
5529                  */
5530                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
5531                 return 0;
5532         }
5533
5534         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64) {
5535                 /* 32-bit ALU ops on pointers produce (meaningless) scalars */
5536                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
5537                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
5538                         return 0;
5539                 }
5540
5541                 verbose(env,
5542                         "R%d 32-bit pointer arithmetic prohibited\n",
5543                         dst);
5544                 return -EACCES;
5545         }
5546
5547         switch (ptr_reg->type) {
5548         case PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL:
5549                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited, null-check it first\n",
5550                         dst, reg_type_str[ptr_reg->type]);
5551                 return -EACCES;
5552         case CONST_PTR_TO_MAP:
5553                 /* smin_val represents the known value */
5554                 if (known && smin_val == 0 && opcode == BPF_ADD)
5555                         break;
5556                 fallthrough;
5557         case PTR_TO_PACKET_END:
5558         case PTR_TO_SOCKET:
5559         case PTR_TO_SOCKET_OR_NULL:
5560         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
5561         case PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL:
5562         case PTR_TO_TCP_SOCK:
5563         case PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL:
5564         case PTR_TO_XDP_SOCK:
5565                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited\n",
5566                         dst, reg_type_str[ptr_reg->type]);
5567                 return -EACCES;
5568         case PTR_TO_MAP_VALUE:
5569                 if (!env->allow_ptr_leaks && !known && (smin_val < 0) != (smax_val < 0)) {
5570                         verbose(env, "R%d has unknown scalar with mixed signed bounds, pointer arithmetic with it prohibited for !root\n",
5571                                 off_reg == dst_reg ? dst : src);
5572                         return -EACCES;
5573                 }
5574                 fallthrough;
5575         default:
5576                 break;
5577         }
5578
5579         /* In case of 'scalar += pointer', dst_reg inherits pointer type and id.
5580          * The id may be overwritten later if we create a new variable offset.
5581          */
5582         dst_reg->type = ptr_reg->type;
5583         dst_reg->id = ptr_reg->id;
5584
5585         if (!check_reg_sane_offset(env, off_reg, ptr_reg->type) ||
5586             !check_reg_sane_offset(env, ptr_reg, ptr_reg->type))
5587                 return -EINVAL;
5588
5589         /* pointer types do not carry 32-bit bounds at the moment. */
5590         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
5591
5592         switch (opcode) {
5593         case BPF_ADD:
5594                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, ptr_reg, dst_reg, smin_val < 0);
5595                 if (ret < 0) {
5596                         verbose(env, "R%d tried to add from different maps or paths\n", dst);
5597                         return ret;
5598                 }
5599                 /* We can take a fixed offset as long as it doesn't overflow
5600                  * the s32 'off' field
5601                  */
5602                 if (known && (ptr_reg->off + smin_val ==
5603                               (s64)(s32)(ptr_reg->off + smin_val))) {
5604                         /* pointer += K.  Accumulate it into fixed offset */
5605                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
5606                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
5607                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
5608                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
5609                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
5610                         dst_reg->off = ptr_reg->off + smin_val;
5611                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
5612                         break;
5613                 }
5614                 /* A new variable offset is created.  Note that off_reg->off
5615                  * == 0, since it's a scalar.
5616                  * dst_reg gets the pointer type and since some positive
5617                  * integer value was added to the pointer, give it a new 'id'
5618                  * if it's a PTR_TO_PACKET.
5619                  * this creates a new 'base' pointer, off_reg (variable) gets
5620                  * added into the variable offset, and we copy the fixed offset
5621                  * from ptr_reg.
5622                  */
5623                 if (signed_add_overflows(smin_ptr, smin_val) ||
5624                     signed_add_overflows(smax_ptr, smax_val)) {
5625                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
5626                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
5627                 } else {
5628                         dst_reg->smin_value = smin_ptr + smin_val;
5629                         dst_reg->smax_value = smax_ptr + smax_val;
5630                 }
5631                 if (umin_ptr + umin_val < umin_ptr ||
5632                     umax_ptr + umax_val < umax_ptr) {
5633                         dst_reg->umin_value = 0;
5634                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
5635                 } else {
5636                         dst_reg->umin_value = umin_ptr + umin_val;
5637                         dst_reg->umax_value = umax_ptr + umax_val;
5638                 }
5639                 dst_reg->var_off = tnum_add(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
5640                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
5641                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
5642                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
5643                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
5644                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
5645                         memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
5646                 }
5647                 break;
5648         case BPF_SUB:
5649                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, ptr_reg, dst_reg, smin_val < 0);
5650                 if (ret < 0) {
5651                         verbose(env, "R%d tried to sub from different maps or paths\n", dst);
5652                         return ret;
5653                 }
5654                 if (dst_reg == off_reg) {
5655                         /* scalar -= pointer.  Creates an unknown scalar */
5656                         verbose(env, "R%d tried to subtract pointer from scalar\n",
5657                                 dst);
5658                         return -EACCES;
5659                 }
5660                 /* We don't allow subtraction from FP, because (according to
5661                  * test_verifier.c test "invalid fp arithmetic", JITs might not
5662                  * be able to deal with it.
5663                  */
5664                 if (ptr_reg->type == PTR_TO_STACK) {
5665                         verbose(env, "R%d subtraction from stack pointer prohibited\n",
5666                                 dst);
5667                         return -EACCES;
5668                 }
5669                 if (known && (ptr_reg->off - smin_val ==
5670                               (s64)(s32)(ptr_reg->off - smin_val))) {
5671                         /* pointer -= K.  Subtract it from fixed offset */
5672                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
5673                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
5674                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
5675                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
5676                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
5677                         dst_reg->id = ptr_reg->id;
5678                         dst_reg->off = ptr_reg->off - smin_val;
5679                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
5680                         break;
5681                 }
5682                 /* A new variable offset is created.  If the subtrahend is known
5683                  * nonnegative, then any reg->range we had before is still good.
5684                  */
5685                 if (signed_sub_overflows(smin_ptr, smax_val) ||
5686                     signed_sub_overflows(smax_ptr, smin_val)) {
5687                         /* Overflow possible, we know nothing */
5688                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
5689                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
5690                 } else {
5691                         dst_reg->smin_value = smin_ptr - smax_val;
5692                         dst_reg->smax_value = smax_ptr - smin_val;
5693                 }
5694                 if (umin_ptr < umax_val) {
5695                         /* Overflow possible, we know nothing */
5696                         dst_reg->umin_value = 0;
5697                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
5698                 } else {
5699                         /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
5700                         dst_reg->umin_value = umin_ptr - umax_val;
5701                         dst_reg->umax_value = umax_ptr - umin_val;
5702                 }
5703                 dst_reg->var_off = tnum_sub(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
5704                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
5705                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
5706                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
5707                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
5708                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
5709                         if (smin_val < 0)
5710                                 memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
5711                 }
5712                 break;
5713         case BPF_AND:
5714         case BPF_OR:
5715         case BPF_XOR:
5716                 /* bitwise ops on pointers are troublesome, prohibit. */
5717                 verbose(env, "R%d bitwise operator %s on pointer prohibited\n",
5718                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
5719                 return -EACCES;
5720         default:
5721                 /* other operators (e.g. MUL,LSH) produce non-pointer results */
5722                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic with %s operator prohibited\n",
5723                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
5724                 return -EACCES;
5725         }
5726
5727         if (!check_reg_sane_offset(env, dst_reg, ptr_reg->type))
5728                 return -EINVAL;
5729
5730         __update_reg_bounds(dst_reg);
5731         __reg_deduce_bounds(dst_reg);
5732         __reg_bound_offset(dst_reg);
5733
5734         /* For unprivileged we require that resulting offset must be in bounds
5735          * in order to be able to sanitize access later on.
5736          */
5737         if (!env->bypass_spec_v1) {
5738                 if (dst_reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE &&
5739                     check_map_access(env, dst, dst_reg->off, 1, false)) {
5740                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic of map value goes out of range, "
5741                                 "prohibited for !root\n", dst);
5742                         return -EACCES;
5743                 } else if (dst_reg->type == PTR_TO_STACK &&
5744                            check_stack_access(env, dst_reg, dst_reg->off +
5745                                               dst_reg->var_off.value, 1)) {
5746                         verbose(env, "R%d stack pointer arithmetic goes out of range, "
5747                                 "prohibited for !root\n", dst);
5748                         return -EACCES;
5749                 }
5750         }
5751
5752         return 0;
5753 }
5754
5755 static void scalar32_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5756                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
5757 {
5758         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
5759         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
5760         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
5761         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
5762
5763         if (signed_add32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smin_val) ||
5764             signed_add32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smax_val)) {
5765                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
5766                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
5767         } else {
5768                 dst_reg->s32_min_value += smin_val;
5769                 dst_reg->s32_max_value += smax_val;
5770         }
5771         if (dst_reg->u32_min_value + umin_val < umin_val ||
5772             dst_reg->u32_max_value + umax_val < umax_val) {
5773                 dst_reg->u32_min_value = 0;
5774                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
5775         } else {
5776                 dst_reg->u32_min_value += umin_val;
5777                 dst_reg->u32_max_value += umax_val;
5778         }
5779 }
5780
5781 static void scalar_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5782                                struct bpf_reg_state *src_reg)
5783 {
5784         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
5785         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
5786         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
5787         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
5788
5789         if (signed_add_overflows(dst_reg->smin_value, smin_val) ||
5790             signed_add_overflows(dst_reg->smax_value, smax_val)) {
5791                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
5792                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
5793         } else {
5794                 dst_reg->smin_value += smin_val;
5795                 dst_reg->smax_value += smax_val;
5796         }
5797         if (dst_reg->umin_value + umin_val < umin_val ||
5798             dst_reg->umax_value + umax_val < umax_val) {
5799                 dst_reg->umin_value = 0;
5800                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
5801         } else {
5802                 dst_reg->umin_value += umin_val;
5803                 dst_reg->umax_value += umax_val;
5804         }
5805 }
5806
5807 static void scalar32_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5808                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
5809 {
5810         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
5811         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
5812         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
5813         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
5814
5815         if (signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smax_val) ||
5816             signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smin_val)) {
5817                 /* Overflow possible, we know nothing */
5818                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
5819                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
5820         } else {
5821                 dst_reg->s32_min_value -= smax_val;
5822                 dst_reg->s32_max_value -= smin_val;
5823         }
5824         if (dst_reg->u32_min_value < umax_val) {
5825                 /* Overflow possible, we know nothing */
5826                 dst_reg->u32_min_value = 0;
5827                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
5828         } else {
5829                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
5830                 dst_reg->u32_min_value -= umax_val;
5831                 dst_reg->u32_max_value -= umin_val;
5832         }
5833 }
5834
5835 static void scalar_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5836                                struct bpf_reg_state *src_reg)
5837 {
5838         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
5839         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
5840         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
5841         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
5842
5843         if (signed_sub_overflows(dst_reg->smin_value, smax_val) ||
5844             signed_sub_overflows(dst_reg->smax_value, smin_val)) {
5845                 /* Overflow possible, we know nothing */
5846                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
5847                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
5848         } else {
5849                 dst_reg->smin_value -= smax_val;
5850                 dst_reg->smax_value -= smin_val;
5851         }
5852         if (dst_reg->umin_value < umax_val) {
5853                 /* Overflow possible, we know nothing */
5854                 dst_reg->umin_value = 0;
5855                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
5856         } else {
5857                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
5858                 dst_reg->umin_value -= umax_val;
5859                 dst_reg->umax_value -= umin_val;
5860         }
5861 }
5862
5863 static void scalar32_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5864                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
5865 {
5866         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
5867         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
5868         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
5869
5870         if (smin_val < 0 || dst_reg->s32_min_value < 0) {
5871                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
5872                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
5873                 return;
5874         }
5875         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
5876          * copy the result to signed (unless it exceeds S32_MAX).
5877          */
5878         if (umax_val > U16_MAX || dst_reg->u32_max_value > U16_MAX) {
5879                 /* Potential overflow, we know nothing */
5880                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
5881                 return;
5882         }
5883         dst_reg->u32_min_value *= umin_val;
5884         dst_reg->u32_max_value *= umax_val;
5885         if (dst_reg->u32_max_value > S32_MAX) {
5886                 /* Overflow possible, we know nothing */
5887                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
5888                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
5889         } else {
5890                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
5891                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
5892         }
5893 }
5894
5895 static void scalar_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5896                                struct bpf_reg_state *src_reg)
5897 {
5898         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
5899         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
5900         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
5901
5902         if (smin_val < 0 || dst_reg->smin_value < 0) {
5903                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
5904                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
5905                 return;
5906         }
5907         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
5908          * copy the result to signed (unless it exceeds S64_MAX).
5909          */
5910         if (umax_val > U32_MAX || dst_reg->umax_value > U32_MAX) {
5911                 /* Potential overflow, we know nothing */
5912                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
5913                 return;
5914         }
5915         dst_reg->umin_value *= umin_val;
5916         dst_reg->umax_value *= umax_val;
5917         if (dst_reg->umax_value > S64_MAX) {
5918                 /* Overflow possible, we know nothing */
5919                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
5920                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
5921         } else {
5922                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
5923                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
5924         }
5925 }
5926
5927 static void scalar32_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5928                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
5929 {
5930         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
5931         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
5932         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
5933         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
5934         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
5935
5936         /* Assuming scalar64_min_max_and will be called so its safe
5937          * to skip updating register for known 32-bit case.
5938          */
5939         if (src_known && dst_known)
5940                 return;
5941
5942         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
5943          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
5944          */
5945         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
5946         dst_reg->u32_max_value = min(dst_reg->u32_max_value, umax_val);
5947         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
5948                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
5949                  * ain't nobody got time for that.
5950                  */
5951                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
5952                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
5953         } else {
5954                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
5955                  * cast result into s64.
5956                  */
5957                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
5958                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
5959         }
5960
5961 }
5962
5963 static void scalar_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5964                                struct bpf_reg_state *src_reg)
5965 {
5966         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
5967         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
5968         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
5969         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
5970
5971         if (src_known && dst_known) {
5972                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
5973                 return;
5974         }
5975
5976         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
5977          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
5978          */
5979         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
5980         dst_reg->umax_value = min(dst_reg->umax_value, umax_val);
5981         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
5982                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
5983                  * ain't nobody got time for that.
5984                  */
5985                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
5986                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
5987         } else {
5988                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
5989                  * cast result into s64.
5990                  */
5991                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
5992                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
5993         }
5994         /* We may learn something more from the var_off */
5995         __update_reg_bounds(dst_reg);
5996 }
5997
5998 static void scalar32_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5999                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
6000 {
6001         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
6002         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
6003         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
6004         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
6005         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
6006
6007         /* Assuming scalar64_min_max_or will be called so it is safe
6008          * to skip updating register for known case.
6009          */
6010         if (src_known && dst_known)
6011                 return;
6012
6013         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
6014          * maximum of the operands' minima
6015          */
6016         dst_reg->u32_min_value = max(dst_reg->u32_min_value, umin_val);
6017         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
6018         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
6019                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
6020                  * ain't nobody got time for that.
6021                  */
6022                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
6023                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
6024         } else {
6025                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
6026                  * cast result into s64.
6027                  */
6028                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
6029                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
6030         }
6031 }
6032
6033 static void scalar_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6034                               struct bpf_reg_state *src_reg)
6035 {
6036         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
6037         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
6038         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
6039         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
6040
6041         if (src_known && dst_known) {
6042                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
6043                 return;
6044         }
6045
6046         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
6047          * maximum of the operands' minima
6048          */
6049         dst_reg->umin_value = max(dst_reg->umin_value, umin_val);
6050         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
6051         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
6052                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
6053                  * ain't nobody got time for that.
6054                  */
6055                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
6056                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
6057         } else {
6058                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
6059                  * cast result into s64.
6060                  */
6061                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
6062                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
6063         }
6064         /* We may learn something more from the var_off */
6065         __update_reg_bounds(dst_reg);
6066 }
6067
6068 static void scalar32_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6069                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
6070 {
6071         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
6072         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
6073         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
6074         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
6075
6076         /* Assuming scalar64_min_max_xor will be called so it is safe
6077          * to skip updating register for known case.
6078          */
6079         if (src_known && dst_known)
6080                 return;
6081
6082         /* We get both minimum and maximum from the var32_off. */
6083         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
6084         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
6085
6086         if (dst_reg->s32_min_value >= 0 && smin_val >= 0) {
6087                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
6088                  * so safe to cast u32 result into s32.
6089                  */
6090                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
6091                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
6092         } else {
6093                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
6094                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
6095         }
6096 }
6097
6098 static void scalar_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6099                                struct bpf_reg_state *src_reg)
6100 {
6101         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
6102         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
6103         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
6104
6105         if (src_known && dst_known) {
6106                 /* dst_reg->var_off.value has been updated earlier */
6107                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
6108                 return;
6109         }
6110
6111         /* We get both minimum and maximum from the var_off. */
6112         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
6113         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
6114
6115         if (dst_reg->smin_value >= 0 && smin_val >= 0) {
6116                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
6117                  * so safe to cast u64 result into s64.
6118                  */
6119                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
6120                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
6121         } else {
6122                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
6123                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
6124         }
6125
6126         __update_reg_bounds(dst_reg);
6127 }
6128
6129 static void __scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6130                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
6131 {
6132         /* We lose all sign bit information (except what we can pick
6133          * up from var_off)
6134          */
6135         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
6136         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
6137         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
6138         if (umax_val > 31 || dst_reg->u32_max_value > 1ULL << (31 - umax_val)) {
6139                 dst_reg->u32_min_value = 0;
6140                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
6141         } else {
6142                 dst_reg->u32_min_value <<= umin_val;
6143                 dst_reg->u32_max_value <<= umax_val;
6144         }
6145 }
6146
6147 static void scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6148                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
6149 {
6150         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
6151         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
6152         /* u32 alu operation will zext upper bits */
6153         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
6154
6155         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
6156         dst_reg->var_off = tnum_subreg(tnum_lshift(subreg, umin_val));
6157         /* Not required but being careful mark reg64 bounds as unknown so
6158          * that we are forced to pick them up from tnum and zext later and
6159          * if some path skips this step we are still safe.
6160          */
6161         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
6162         __update_reg32_bounds(dst_reg);
6163 }
6164
6165 static void __scalar64_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6166                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
6167 {
6168         /* Special case <<32 because it is a common compiler pattern to sign
6169          * extend subreg by doing <<32 s>>32. In this case if 32bit bounds are
6170          * positive we know this shift will also be positive so we can track
6171          * bounds correctly. Otherwise we lose all sign bit information except
6172          * what we can pick up from var_off. Perhaps we can generalize this
6173          * later to shifts of any length.
6174          */
6175         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_max_value >= 0)
6176                 dst_reg->smax_value = (s64)dst_reg->s32_max_value << 32;
6177         else
6178                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
6179
6180         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_min_value >= 0)
6181                 dst_reg->smin_value = (s64)dst_reg->s32_min_value << 32;
6182         else
6183                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
6184
6185         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
6186         if (dst_reg->umax_value > 1ULL << (63 - umax_val)) {
6187                 dst_reg->umin_value = 0;
6188                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
6189         } else {
6190                 dst_reg->umin_value <<= umin_val;
6191                 dst_reg->umax_value <<= umax_val;
6192         }
6193 }
6194
6195 static void scalar_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6196                                struct bpf_reg_state *src_reg)
6197 {
6198         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
6199         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
6200
6201         /* scalar64 calc uses 32bit unshifted bounds so must be called first */
6202         __scalar64_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
6203         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
6204
6205         dst_reg->var_off = tnum_lshift(dst_reg->var_off, umin_val);
6206         /* We may learn something more from the var_off */
6207         __update_reg_bounds(dst_reg);
6208 }
6209
6210 static void scalar32_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6211                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
6212 {
6213         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
6214         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
6215         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
6216
6217         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
6218          * be negative, then either:
6219          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
6220          *    unknown, so we lose our signed bounds
6221          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
6222          *    signed bounds
6223          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
6224          *    about the result
6225          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
6226          * unsigned bounts capture the signed bounds.
6227          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
6228          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
6229          * var_off of the result.
6230          */
6231         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
6232         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
6233
6234         dst_reg->var_off = tnum_rshift(subreg, umin_val);
6235         dst_reg->u32_min_value >>= umax_val;
6236         dst_reg->u32_max_value >>= umin_val;
6237
6238         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
6239         __update_reg32_bounds(dst_reg);
6240 }
6241
6242 static void scalar_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6243                                struct bpf_reg_state *src_reg)
6244 {
6245         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
6246         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
6247
6248         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
6249          * be negative, then either:
6250          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
6251          *    unknown, so we lose our signed bounds
6252          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
6253          *    signed bounds
6254          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
6255          *    about the result
6256          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
6257          * unsigned bounts capture the signed bounds.
6258          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
6259          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
6260          * var_off of the result.
6261          */
6262         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
6263         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
6264         dst_reg->var_off = tnum_rshift(dst_reg->var_off, umin_val);
6265         dst_reg->umin_value >>= umax_val;
6266         dst_reg->umax_value >>= umin_val;
6267
6268         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
6269          * on bits being shifted in. Take easy way out and mark unbounded
6270          * so we can recalculate later from tnum.
6271          */
6272         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
6273         __update_reg_bounds(dst_reg);
6274 }
6275
6276 static void scalar32_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6277                                   struct bpf_reg_state *src_reg)
6278 {
6279         u64 umin_val = src_reg->u32_min_value;
6280
6281         /* Upon reaching here, src_known is true and
6282          * umax_val is equal to umin_val.
6283          */
6284         dst_reg->s32_min_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_min_value) >> umin_val);
6285         dst_reg->s32_max_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_max_value) >> umin_val);
6286
6287         dst_reg->var_off = tnum_arshift(tnum_subreg(dst_reg->var_off), umin_val, 32);
6288
6289         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
6290          * dst_reg var_off to refine the result.
6291          */
6292         dst_reg->u32_min_value = 0;
6293         dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
6294
6295         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
6296         __update_reg32_bounds(dst_reg);
6297 }
6298
6299 static void scalar_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6300                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
6301 {
6302         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
6303
6304         /* Upon reaching here, src_known is true and umax_val is equal
6305          * to umin_val.
6306          */
6307         dst_reg->smin_value >>= umin_val;
6308         dst_reg->smax_value >>= umin_val;
6309
6310         dst_reg->var_off = tnum_arshift(dst_reg->var_off, umin_val, 64);
6311
6312         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
6313          * dst_reg var_off to refine the result.
6314          */
6315         dst_reg->umin_value = 0;
6316         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
6317
6318         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
6319          * on bits being shifted in from upper 32-bits. Take easy way out
6320          * and mark unbounded so we can recalculate later from tnum.
6321          */
6322         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
6323         __update_reg_bounds(dst_reg);
6324 }
6325
6326 /* WARNING: This function does calculations on 64-bit values, but the actual
6327  * execution may occur on 32-bit values. Therefore, things like bitshifts
6328  * need extra checks in the 32-bit case.
6329  */
6330 static int adjust_scalar_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
6331                                       struct bpf_insn *insn,
6332                                       struct bpf_reg_state *dst_reg,
6333                                       struct bpf_reg_state src_reg)
6334 {
6335         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
6336         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
6337         bool src_known;
6338         s64 smin_val, smax_val;
6339         u64 umin_val, umax_val;
6340         s32 s32_min_val, s32_max_val;
6341         u32 u32_min_val, u32_max_val;
6342         u64 insn_bitness = (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) ? 64 : 32;
6343         u32 dst = insn->dst_reg;
6344         int ret;
6345         bool alu32 = (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64);
6346
6347         smin_val = src_reg.smin_value;
6348         smax_val = src_reg.smax_value;
6349         umin_val = src_reg.umin_value;
6350         umax_val = src_reg.umax_value;
6351
6352         s32_min_val = src_reg.s32_min_value;
6353         s32_max_val = src_reg.s32_max_value;
6354         u32_min_val = src_reg.u32_min_value;
6355         u32_max_val = src_reg.u32_max_value;
6356
6357         if (alu32) {
6358                 src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg.var_off);
6359                 if ((src_known &&
6360                      (s32_min_val != s32_max_val || u32_min_val != u32_max_val)) ||
6361                     s32_min_val > s32_max_val || u32_min_val > u32_max_val) {
6362                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
6363                          * derived from e.g. dead branches.
6364                          */
6365                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
6366                         return 0;
6367                 }
6368         } else {
6369                 src_known = tnum_is_const(src_reg.var_off);
6370                 if ((src_known &&
6371                      (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
6372                     smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
6373                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
6374                          * derived from e.g. dead branches.
6375                          */
6376                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
6377                         return 0;
6378                 }
6379         }
6380
6381         if (!src_known &&
6382             opcode != BPF_ADD && opcode != BPF_SUB && opcode != BPF_AND) {
6383                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
6384                 return 0;
6385         }
6386
6387         /* Calculate sign/unsigned bounds and tnum for alu32 and alu64 bit ops.
6388          * There are two classes of instructions: The first class we track both
6389          * alu32 and alu64 sign/unsigned bounds independently this provides the
6390          * greatest amount of precision when alu operations are mixed with jmp32
6391          * operations. These operations are BPF_ADD, BPF_SUB, BPF_MUL, BPF_ADD,
6392          * and BPF_OR. This is possible because these ops have fairly easy to
6393          * understand and calculate behavior in both 32-bit and 64-bit alu ops.
6394          * See alu32 verifier tests for examples. The second class of
6395          * operations, BPF_LSH, BPF_RSH, and BPF_ARSH, however are not so easy
6396          * with regards to tracking sign/unsigned bounds because the bits may
6397          * cross subreg boundaries in the alu64 case. When this happens we mark
6398          * the reg unbounded in the subreg bound space and use the resulting
6399          * tnum to calculate an approximation of the sign/unsigned bounds.
6400          */
6401         switch (opcode) {
6402         case BPF_ADD:
6403                 ret = sanitize_val_alu(env, insn);
6404                 if (ret < 0) {
6405                         verbose(env, "R%d tried to add from different pointers or scalars\n", dst);
6406                         return ret;
6407                 }
6408                 scalar32_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
6409                 scalar_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
6410                 dst_reg->var_off = tnum_add(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
6411                 break;
6412         case BPF_SUB:
6413                 ret = sanitize_val_alu(env, insn);
6414                 if (ret < 0) {
6415                         verbose(env, "R%d tried to sub from different pointers or scalars\n", dst);
6416                         return ret;
6417                 }
6418                 scalar32_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
6419                 scalar_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
6420                 dst_reg->var_off = tnum_sub(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
6421                 break;
6422         case BPF_MUL:
6423                 dst_reg->var_off = tnum_mul(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
6424                 scalar32_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
6425                 scalar_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
6426                 break;
6427         case BPF_AND:
6428                 dst_reg->var_off = tnum_and(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
6429                 scalar32_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
6430                 scalar_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
6431                 break;
6432         case BPF_OR:
6433                 dst_reg->var_off = tnum_or(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
6434                 scalar32_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
6435                 scalar_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
6436                 break;
6437         case BPF_XOR:
6438                 dst_reg->var_off = tnum_xor(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
6439                 scalar32_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
6440                 scalar_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
6441                 break;
6442         case BPF_LSH:
6443                 if (umax_val >= insn_bitness) {
6444                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
6445                          * This includes shifts by a negative number.
6446                          */
6447                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
6448                         break;
6449                 }
6450                 if (alu32)
6451                         scalar32_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
6452                 else
6453                         scalar_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
6454                 break;
6455         case BPF_RSH:
6456                 if (umax_val >= insn_bitness) {
6457                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
6458                          * This includes shifts by a negative number.
6459                          */
6460                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
6461                         break;
6462                 }
6463                 if (alu32)
6464                         scalar32_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
6465                 else
6466                         scalar_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
6467                 break;
6468         case BPF_ARSH:
6469                 if (umax_val >= insn_bitness) {
6470                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
6471                          * This includes shifts by a negative number.
6472                          */
6473                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
6474                         break;
6475                 }
6476                 if (alu32)
6477                         scalar32_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
6478                 else
6479                         scalar_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
6480                 break;
6481         default:
6482                 mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
6483                 break;
6484         }
6485
6486         /* ALU32 ops are zero extended into 64bit register */
6487         if (alu32)
6488                 zext_32_to_64(dst_reg);
6489
6490         __update_reg_bounds(dst_reg);
6491         __reg_deduce_bounds(dst_reg);
6492         __reg_bound_offset(dst_reg);
6493         return 0;
6494 }
6495
6496 /* Handles ALU ops other than BPF_END, BPF_NEG and BPF_MOV: computes new min/max
6497  * and var_off.
6498  */
6499 static int adjust_reg_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
6500                                    struct bpf_insn *insn)
6501 {
6502         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
6503         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
6504         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg, *src_reg;
6505         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, off_reg = {0};
6506         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
6507         int err;
6508
6509         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
6510         src_reg = NULL;
6511         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE)
6512                 ptr_reg = dst_reg;
6513         else
6514                 /* Make sure ID is cleared otherwise dst_reg min/max could be
6515                  * incorrectly propagated into other registers by find_equal_scalars()
6516                  */
6517                 dst_reg->id = 0;
6518         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
6519                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
6520                 if (src_reg->type != SCALAR_VALUE) {
6521                         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE) {
6522                                 /* Combining two pointers by any ALU op yields
6523                                  * an arbitrary scalar. Disallow all math except
6524                                  * pointer subtraction
6525                                  */
6526                                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
6527                                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
6528                                         return 0;
6529                                 }
6530                                 verbose(env, "R%d pointer %s pointer prohibited\n",
6531                                         insn->dst_reg,
6532                                         bpf_alu_string[opcode >> 4]);
6533                                 return -EACCES;
6534                         } else {
6535                                 /* scalar += pointer
6536                                  * This is legal, but we have to reverse our
6537                                  * src/dest handling in computing the range
6538                                  */
6539                                 err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
6540                                 if (err)
6541                                         return err;
6542                                 return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
6543                                                                src_reg, dst_reg);
6544                         }
6545                 } else if (ptr_reg) {
6546                         /* pointer += scalar */
6547                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
6548                         if (err)
6549                                 return err;
6550                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
6551                                                        dst_reg, src_reg);
6552                 }
6553         } else {
6554                 /* Pretend the src is a reg with a known value, since we only
6555                  * need to be able to read from this state.
6556                  */
6557                 off_reg.type = SCALAR_VALUE;
6558                 __mark_reg_known(&off_reg, insn->imm);
6559                 src_reg = &off_reg;
6560                 if (ptr_reg) /* pointer += K */
6561                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
6562                                                        ptr_reg, src_reg);
6563         }
6564
6565         /* Got here implies adding two SCALAR_VALUEs */
6566         if (WARN_ON_ONCE(ptr_reg)) {
6567                 print_verifier_state(env, state);
6568                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected ptr_reg\n");
6569                 return -EINVAL;
6570         }
6571         if (WARN_ON(!src_reg)) {
6572                 print_verifier_state(env, state);
6573                 verbose(env, "verifier internal error: no src_reg\n");
6574                 return -EINVAL;
6575         }
6576         return adjust_scalar_min_max_vals(env, insn, dst_reg, *src_reg);
6577 }
6578
6579 /* check validity of 32-bit and 64-bit arithmetic operations */
6580 static int check_alu_op(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
6581 {
6582         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
6583         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
6584         int err;
6585
6586         if (opcode == BPF_END || opcode == BPF_NEG) {
6587                 if (opcode == BPF_NEG) {
6588                         if (BPF_SRC(insn->code) != 0 ||
6589                             insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
6590                             insn->off != 0 || insn->imm != 0) {
6591                                 verbose(env, "BPF_NEG uses reserved fields\n");
6592                                 return -EINVAL;
6593                         }
6594                 } else {
6595                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
6596                             (insn->imm != 16 && insn->imm != 32 && insn->imm != 64) ||
6597                             BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
6598                                 verbose(env, "BPF_END uses reserved fields\n");
6599                                 return -EINVAL;
6600                         }
6601                 }
6602
6603                 /* check src operand */
6604                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
6605                 if (err)
6606                         return err;
6607
6608                 if (is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
6609                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic prohibited\n",
6610                                 insn->dst_reg);
6611                         return -EACCES;
6612                 }
6613
6614                 /* check dest operand */
6615                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
6616                 if (err)
6617                         return err;
6618
6619         } else if (opcode == BPF_MOV) {
6620
6621                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
6622                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
6623                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
6624                                 return -EINVAL;
6625                         }
6626
6627                         /* check src operand */
6628                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
6629                         if (err)
6630                                 return err;
6631                 } else {
6632                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
6633                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
6634                                 return -EINVAL;
6635                         }
6636                 }
6637
6638                 /* check dest operand, mark as required later */
6639                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
6640                 if (err)
6641                         return err;
6642
6643                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
6644                         struct bpf_reg_state *src_reg = regs + insn->src_reg;
6645                         struct bpf_reg_state *dst_reg = regs + insn->dst_reg;
6646
6647                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
6648                                 /* case: R1 = R2
6649                                  * copy register state to dest reg
6650                                  */
6651                                 if (src_reg->type == SCALAR_VALUE && !src_reg->id)
6652                                         /* Assign src and dst registers the same ID
6653                                          * that will be used by find_equal_scalars()
6654                                          * to propagate min/max range.
6655                                          */
6656                                         src_reg->id = ++env->id_gen;
6657                                 *dst_reg = *src_reg;
6658                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
6659                                 dst_reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
6660                         } else {
6661                                 /* R1 = (u32) R2 */
6662                                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
6663                                         verbose(env,
6664                                                 "R%d partial copy of pointer\n",
6665                                                 insn->src_reg);
6666                                         return -EACCES;
6667                                 } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
6668                                         *dst_reg = *src_reg;
6669                                         /* Make sure ID is cleared otherwise
6670                                          * dst_reg min/max could be incorrectly
6671                                          * propagated into src_reg by find_equal_scalars()
6672                                          */
6673                                         dst_reg->id = 0;
6674                                         dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
6675                                         dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
6676                                 } else {
6677                                         mark_reg_unknown(env, regs,
6678                                                          insn->dst_reg);
6679                                 }
6680                                 zext_32_to_64(dst_reg);
6681                         }
6682                 } else {
6683                         /* case: R = imm
6684                          * remember the value we stored into this reg
6685                          */
6686                         /* clear any state __mark_reg_known doesn't set */
6687                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
6688                         regs[insn->dst_reg].type = SCALAR_VALUE;
6689                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
6690                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
6691                                                  insn->imm);
6692                         } else {
6693                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
6694                                                  (u32)insn->imm);
6695                         }
6696                 }
6697
6698         } else if (opcode > BPF_END) {
6699                 verbose(env, "invalid BPF_ALU opcode %x\n", opcode);
6700                 return -EINVAL;
6701
6702         } else {        /* all other ALU ops: and, sub, xor, add, ... */
6703
6704                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
6705                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
6706                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
6707                                 return -EINVAL;
6708                         }
6709                         /* check src1 operand */
6710                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
6711                         if (err)
6712                                 return err;
6713                 } else {
6714                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
6715                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
6716                                 return -EINVAL;
6717                         }
6718                 }
6719
6720                 /* check src2 operand */
6721                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
6722                 if (err)
6723                         return err;
6724
6725                 if ((opcode == BPF_MOD || opcode == BPF_DIV) &&
6726                     BPF_SRC(insn->code) == BPF_K && insn->imm == 0) {
6727                         verbose(env, "div by zero\n");
6728                         return -EINVAL;
6729                 }
6730
6731                 if ((opcode == BPF_LSH || opcode == BPF_RSH ||
6732                      opcode == BPF_ARSH) && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
6733                         int size = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 ? 64 : 32;
6734
6735                         if (insn->imm < 0 || insn->imm >= size) {
6736                                 verbose(env, "invalid shift %d\n", insn->imm);
6737                                 return -EINVAL;
6738                         }
6739                 }
6740
6741                 /* check dest operand */
6742                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
6743                 if (err)
6744                         return err;
6745
6746                 return adjust_reg_min_max_vals(env, insn);
6747         }
6748
6749         return 0;
6750 }
6751
6752 static void __find_good_pkt_pointers(struct bpf_func_state *state,
6753                                      struct bpf_reg_state *dst_reg,
6754                                      enum bpf_reg_type type, int new_range)
6755 {
6756         struct bpf_reg_state *reg;
6757         int i;
6758
6759         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
6760                 reg = &state->regs[i];
6761                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
6762                         /* keep the maximum range already checked */
6763                         reg->range = max(reg->range, new_range);
6764         }
6765
6766         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
6767                 if (!reg)
6768                         continue;
6769                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
6770                         reg->range = max(reg->range, new_range);
6771         }
6772 }
6773
6774 static void find_good_pkt_pointers(struct bpf_verifier_state *vstate,
6775                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
6776                                    enum bpf_reg_type type,
6777                                    bool range_right_open)
6778 {
6779         int new_range, i;
6780
6781         if (dst_reg->off < 0 ||
6782             (dst_reg->off == 0 && range_right_open))
6783                 /* This doesn't give us any range */
6784                 return;
6785
6786         if (dst_reg->umax_value > MAX_PACKET_OFF ||
6787             dst_reg->umax_value + dst_reg->off > MAX_PACKET_OFF)
6788                 /* Risk of overflow.  For instance, ptr + (1<<63) may be less
6789                  * than pkt_end, but that's because it's also less than pkt.
6790                  */
6791                 return;
6792
6793         new_range = dst_reg->off;
6794         if (range_right_open)
6795                 new_range--;
6796
6797         /* Examples for register markings:
6798          *
6799          * pkt_data in dst register:
6800          *
6801          *   r2 = r3;
6802          *   r2 += 8;
6803          *   if (r2 > pkt_end) goto <handle exception>
6804          *   <access okay>
6805          *
6806          *   r2 = r3;
6807          *   r2 += 8;
6808          *   if (r2 < pkt_end) goto <access okay>
6809          *   <handle exception>
6810          *
6811          *   Where:
6812          *     r2 == dst_reg, pkt_end == src_reg
6813          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
6814          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
6815          *
6816          * pkt_data in src register:
6817          *
6818          *   r2 = r3;
6819          *   r2 += 8;
6820          *   if (pkt_end >= r2) goto <access okay>
6821          *   <handle exception>
6822          *
6823          *   r2 = r3;
6824          *   r2 += 8;
6825          *   if (pkt_end <= r2) goto <handle exception>
6826          *   <access okay>
6827          *
6828          *   Where:
6829          *     pkt_end == dst_reg, r2 == src_reg
6830          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
6831          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
6832          *
6833          * Find register r3 and mark its range as r3=pkt(id=n,off=0,r=8)
6834          * or r3=pkt(id=n,off=0,r=8-1), so that range of bytes [r3, r3 + 8)
6835          * and [r3, r3 + 8-1) respectively is safe to access depending on
6836          * the check.
6837          */
6838
6839         /* If our ids match, then we must have the same max_value.  And we
6840          * don't care about the other reg's fixed offset, since if it's too big
6841          * the range won't allow anything.
6842          * dst_reg->off is known < MAX_PACKET_OFF, therefore it fits in a u16.
6843          */
6844         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
6845                 __find_good_pkt_pointers(vstate->frame[i], dst_reg, type,
6846                                          new_range);
6847 }
6848
6849 static int is_branch32_taken(struct bpf_reg_state *reg, u32 val, u8 opcode)
6850 {
6851         struct tnum subreg = tnum_subreg(reg->var_off);
6852         s32 sval = (s32)val;
6853
6854         switch (opcode) {
6855         case BPF_JEQ:
6856                 if (tnum_is_const(subreg))
6857                         return !!tnum_equals_const(subreg, val);
6858                 break;
6859         case BPF_JNE:
6860                 if (tnum_is_const(subreg))
6861                         return !tnum_equals_const(subreg, val);
6862                 break;
6863         case BPF_JSET:
6864                 if ((~subreg.mask & subreg.value) & val)
6865                         return 1;
6866                 if (!((subreg.mask | subreg.value) & val))
6867                         return 0;
6868                 break;
6869         case BPF_JGT:
6870                 if (reg->u32_min_value > val)
6871                         return 1;
6872                 else if (reg->u32_max_value <= val)
6873                         return 0;
6874                 break;
6875         case BPF_JSGT:
6876                 if (reg->s32_min_value > sval)
6877                         return 1;
6878                 else if (reg->s32_max_value < sval)
6879                         return 0;
6880                 break;
6881         case BPF_JLT:
6882                 if (reg->u32_max_value < val)
6883                         return 1;
6884                 else if (reg->u32_min_value >= val)
6885                         return 0;
6886                 break;
6887         case BPF_JSLT:
6888                 if (reg->s32_max_value < sval)
6889                         return 1;
6890                 else if (reg->s32_min_value >= sval)
6891                         return 0;
6892                 break;
6893         case BPF_JGE:
6894                 if (reg->u32_min_value >= val)
6895                         return 1;
6896                 else if (reg->u32_max_value < val)
6897                         return 0;
6898                 break;
6899         case BPF_JSGE:
6900                 if (reg->s32_min_value >= sval)
6901                         return 1;
6902                 else if (reg->s32_max_value < sval)
6903                         return 0;
6904                 break;
6905         case BPF_JLE:
6906                 if (reg->u32_max_value <= val)
6907                         return 1;
6908                 else if (reg->u32_min_value > val)
6909                         return 0;
6910                 break;
6911         case BPF_JSLE:
6912                 if (reg->s32_max_value <= sval)
6913                         return 1;
6914                 else if (reg->s32_min_value > sval)
6915                         return 0;
6916                 break;
6917         }
6918
6919         return -1;
6920 }
6921
6922
6923 static int is_branch64_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode)
6924 {
6925         s64 sval = (s64)val;
6926
6927         switch (opcode) {
6928         case BPF_JEQ:
6929                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
6930                         return !!tnum_equals_const(reg->var_off, val);
6931                 break;
6932         case BPF_JNE:
6933                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
6934                         return !tnum_equals_const(reg->var_off, val);
6935                 break;
6936         case BPF_JSET:
6937                 if ((~reg->var_off.mask & reg->var_off.value) & val)
6938                         return 1;
6939                 if (!((reg->var_off.mask | reg->var_off.value) & val))
6940                         return 0;
6941                 break;
6942         case BPF_JGT:
6943                 if (reg->umin_value > val)
6944                         return 1;
6945                 else if (reg->umax_value <= val)
6946                         return 0;
6947                 break;
6948         case BPF_JSGT:
6949                 if (reg->smin_value > sval)
6950                         return 1;
6951                 else if (reg->smax_value < sval)
6952                         return 0;
6953                 break;
6954         case BPF_JLT:
6955                 if (reg->umax_value < val)
6956                         return 1;
6957                 else if (reg->umin_value >= val)
6958                         return 0;
6959                 break;
6960         case BPF_JSLT:
6961                 if (reg->smax_value < sval)
6962                         return 1;
6963                 else if (reg->smin_value >= sval)
6964                         return 0;
6965                 break;
6966         case BPF_JGE:
6967                 if (reg->umin_value >= val)
6968                         return 1;
6969                 else if (reg->umax_value < val)
6970                         return 0;
6971                 break;
6972         case BPF_JSGE:
6973                 if (reg->smin_value >= sval)
6974                         return 1;
6975                 else if (reg->smax_value < sval)
6976                         return 0;
6977                 break;
6978         case BPF_JLE:
6979                 if (reg->umax_value <= val)
6980                         return 1;
6981                 else if (reg->umin_value > val)
6982                         return 0;
6983                 break;
6984         case BPF_JSLE:
6985                 if (reg->smax_value <= sval)
6986                         return 1;
6987                 else if (reg->smin_value > sval)
6988                         return 0;
6989                 break;
6990         }
6991
6992         return -1;
6993 }
6994
6995 /* compute branch direction of the expression "if (reg opcode val) goto target;"
6996  * and return:
6997  *  1 - branch will be taken and "goto target" will be executed
6998  *  0 - branch will not be taken and fall-through to next insn
6999  * -1 - unknown. Example: "if (reg < 5)" is unknown when register value
7000  *      range [0,10]
7001  */
7002 static int is_branch_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode,
7003                            bool is_jmp32)
7004 {
7005         if (__is_pointer_value(false, reg)) {
7006                 if (!reg_type_not_null(reg->type))
7007                         return -1;
7008
7009                 /* If pointer is valid tests against zero will fail so we can
7010                  * use this to direct branch taken.
7011                  */
7012                 if (val != 0)
7013                         return -1;
7014
7015                 switch (opcode) {
7016                 case BPF_JEQ:
7017                         return 0;
7018                 case BPF_JNE:
7019                         return 1;
7020                 default:
7021                         return -1;
7022                 }
7023         }
7024
7025         if (is_jmp32)
7026                 return is_branch32_taken(reg, val, opcode);
7027         return is_branch64_taken(reg, val, opcode);
7028 }
7029
7030 static int flip_opcode(u32 opcode)
7031 {
7032         /* How can we transform "a <op> b" into "b <op> a"? */
7033         static const u8 opcode_flip[16] = {
7034                 /* these stay the same */
7035                 [BPF_JEQ  >> 4] = BPF_JEQ,
7036                 [BPF_JNE  >> 4] = BPF_JNE,
7037                 [BPF_JSET >> 4] = BPF_JSET,
7038                 /* these swap "lesser" and "greater" (L and G in the opcodes) */
7039                 [BPF_JGE  >> 4] = BPF_JLE,
7040                 [BPF_JGT  >> 4] = BPF_JLT,
7041                 [BPF_JLE  >> 4] = BPF_JGE,
7042                 [BPF_JLT  >> 4] = BPF_JGT,
7043                 [BPF_JSGE >> 4] = BPF_JSLE,
7044                 [BPF_JSGT >> 4] = BPF_JSLT,
7045                 [BPF_JSLE >> 4] = BPF_JSGE,
7046                 [BPF_JSLT >> 4] = BPF_JSGT
7047         };
7048         return opcode_flip[opcode >> 4];
7049 }
7050
7051 static int is_pkt_ptr_branch_taken(struct bpf_reg_state *dst_reg,
7052                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
7053                                    u8 opcode)
7054 {
7055         struct bpf_reg_state *pkt;
7056
7057         if (src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
7058                 pkt = dst_reg;
7059         } else if (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
7060                 pkt = src_reg;
7061                 opcode = flip_opcode(opcode);
7062         } else {
7063                 return -1;
7064         }
7065
7066         if (pkt->range >= 0)
7067                 return -1;
7068
7069         switch (opcode) {
7070         case BPF_JLE:
7071                 /* pkt <= pkt_end */
7072                 fallthrough;
7073         case BPF_JGT:
7074                 /* pkt > pkt_end */
7075                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END)
7076                         /* pkt has at last one extra byte beyond pkt_end */
7077                         return opcode == BPF_JGT;
7078                 break;
7079         case BPF_JLT:
7080                 /* pkt < pkt_end */
7081                 fallthrough;
7082         case BPF_JGE:
7083                 /* pkt >= pkt_end */
7084                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END || pkt->range == AT_PKT_END)
7085                         return opcode == BPF_JGE;
7086                 break;
7087         }
7088         return -1;
7089 }
7090
7091 /* Adjusts the register min/max values in the case that the dst_reg is the
7092  * variable register that we are working on, and src_reg is a constant or we're
7093  * simply doing a BPF_K check.
7094  * In JEQ/JNE cases we also adjust the var_off values.
7095  */
7096 static void reg_set_min_max(struct bpf_reg_state *true_reg,
7097                             struct bpf_reg_state *false_reg,
7098                             u64 val, u32 val32,
7099                             u8 opcode, bool is_jmp32)
7100 {
7101         struct tnum false_32off = tnum_subreg(false_reg->var_off);
7102         struct tnum false_64off = false_reg->var_off;
7103         struct tnum true_32off = tnum_subreg(true_reg->var_off);
7104         struct tnum true_64off = true_reg->var_off;
7105         s64 sval = (s64)val;
7106         s32 sval32 = (s32)val32;
7107
7108         /* If the dst_reg is a pointer, we can't learn anything about its
7109          * variable offset from the compare (unless src_reg were a pointer into
7110          * the same object, but we don't bother with that.
7111          * Since false_reg and true_reg have the same type by construction, we
7112          * only need to check one of them for pointerness.
7113          */
7114         if (__is_pointer_value(false, false_reg))
7115                 return;
7116
7117         switch (opcode) {
7118         case BPF_JEQ:
7119         case BPF_JNE:
7120         {
7121                 struct bpf_reg_state *reg =
7122                         opcode == BPF_JEQ ? true_reg : false_reg;
7123
7124                 /* JEQ/JNE comparison doesn't change the register equivalence.
7125                  * r1 = r2;
7126                  * if (r1 == 42) goto label;
7127                  * ...
7128                  * label: // here both r1 and r2 are known to be 42.
7129                  *
7130                  * Hence when marking register as known preserve it's ID.
7131                  */
7132                 if (is_jmp32)
7133                         __mark_reg32_known(reg, val32);
7134                 else
7135                         ___mark_reg_known(reg, val);
7136                 break;
7137         }
7138         case BPF_JSET:
7139                 if (is_jmp32) {
7140                         false_32off = tnum_and(false_32off, tnum_const(~val32));
7141                         if (is_power_of_2(val32))
7142                                 true_32off = tnum_or(true_32off,
7143                                                      tnum_const(val32));
7144                 } else {
7145                         false_64off = tnum_and(false_64off, tnum_const(~val));
7146                         if (is_power_of_2(val))
7147                                 true_64off = tnum_or(true_64off,
7148                                                      tnum_const(val));
7149                 }
7150                 break;
7151         case BPF_JGE:
7152         case BPF_JGT:
7153         {
7154                 if (is_jmp32) {
7155                         u32 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val32  : val32 - 1;
7156                         u32 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val32 + 1 : val32;
7157
7158                         false_reg->u32_max_value = min(false_reg->u32_max_value,
7159                                                        false_umax);
7160                         true_reg->u32_min_value = max(true_reg->u32_min_value,
7161                                                       true_umin);
7162                 } else {
7163                         u64 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val    : val - 1;
7164                         u64 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val + 1 : val;
7165
7166                         false_reg->umax_value = min(false_reg->umax_value, false_umax);
7167                         true_reg->umin_value = max(true_reg->umin_value, true_umin);
7168                 }
7169                 break;
7170         }
7171         case BPF_JSGE:
7172         case BPF_JSGT:
7173         {
7174                 if (is_jmp32) {
7175                         s32 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval32    : sval32 - 1;
7176                         s32 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval32 + 1 : sval32;
7177
7178                         false_reg->s32_max_value = min(false_reg->s32_max_value, false_smax);
7179                         true_reg->s32_min_value = max(true_reg->s32_min_value, true_smin);
7180                 } else {
7181                         s64 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval    : sval - 1;
7182                         s64 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval + 1 : sval;
7183
7184                         false_reg->smax_value = min(false_reg->smax_value, false_smax);
7185                         true_reg->smin_value = max(true_reg->smin_value, true_smin);
7186                 }
7187                 break;
7188         }
7189         case BPF_JLE:
7190         case BPF_JLT:
7191         {
7192                 if (is_jmp32) {
7193                         u32 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val32  : val32 + 1;
7194                         u32 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val32 - 1 : val32;
7195
7196                         false_reg->u32_min_value = max(false_reg->u32_min_value,
7197                                                        false_umin);
7198                         true_reg->u32_max_value = min(true_reg->u32_max_value,
7199                                                       true_umax);
7200                 } else {
7201                         u64 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val    : val + 1;
7202                         u64 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val - 1 : val;
7203
7204                         false_reg->umin_value = max(false_reg->umin_value, false_umin);
7205                         true_reg->umax_value = min(true_reg->umax_value, true_umax);
7206                 }
7207                 break;
7208         }
7209         case BPF_JSLE:
7210         case BPF_JSLT:
7211         {
7212                 if (is_jmp32) {
7213                         s32 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval32    : sval32 + 1;
7214                         s32 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval32 - 1 : sval32;
7215
7216                         false_reg->s32_min_value = max(false_reg->s32_min_value, false_smin);
7217                         true_reg->s32_max_value = min(true_reg->s32_max_value, true_smax);
7218                 } else {
7219                         s64 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval    : sval + 1;
7220                         s64 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval - 1 : sval;
7221
7222                         false_reg->smin_value = max(false_reg->smin_value, false_smin);
7223                         true_reg->smax_value = min(true_reg->smax_value, true_smax);
7224                 }
7225                 break;
7226         }
7227         default:
7228                 return;
7229         }
7230
7231         if (is_jmp32) {
7232                 false_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(false_64off),
7233                                              tnum_subreg(false_32off));
7234                 true_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(true_64off),
7235                                             tnum_subreg(true_32off));
7236                 __reg_combine_32_into_64(false_reg);
7237                 __reg_combine_32_into_64(true_reg);
7238         } else {
7239                 false_reg->var_off = false_64off;
7240                 true_reg->var_off = true_64off;
7241                 __reg_combine_64_into_32(false_reg);
7242                 __reg_combine_64_into_32(true_reg);
7243         }
7244 }
7245
7246 /* Same as above, but for the case that dst_reg holds a constant and src_reg is
7247  * the variable reg.
7248  */
7249 static void reg_set_min_max_inv(struct bpf_reg_state *true_reg,
7250                                 struct bpf_reg_state *false_reg,
7251                                 u64 val, u32 val32,
7252                                 u8 opcode, bool is_jmp32)
7253 {
7254         opcode = flip_opcode(opcode);
7255         /* This uses zero as "not present in table"; luckily the zero opcode,
7256          * BPF_JA, can't get here.
7257          */
7258         if (opcode)
7259                 reg_set_min_max(true_reg, false_reg, val, val32, opcode, is_jmp32);
7260 }
7261
7262 /* Regs are known to be equal, so intersect their min/max/var_off */
7263 static void __reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *src_reg,
7264                                   struct bpf_reg_state *dst_reg)
7265 {
7266         src_reg->umin_value = dst_reg->umin_value = max(src_reg->umin_value,
7267                                                         dst_reg->umin_value);
7268         src_reg->umax_value = dst_reg->umax_value = min(src_reg->umax_value,
7269                                                         dst_reg->umax_value);
7270         src_reg->smin_value = dst_reg->smin_value = max(src_reg->smin_value,
7271                                                         dst_reg->smin_value);
7272         src_reg->smax_value = dst_reg->smax_value = min(src_reg->smax_value,
7273                                                         dst_reg->smax_value);
7274         src_reg->var_off = dst_reg->var_off = tnum_intersect(src_reg->var_off,
7275                                                              dst_reg->var_off);
7276         /* We might have learned new bounds from the var_off. */
7277         __update_reg_bounds(src_reg);
7278         __update_reg_bounds(dst_reg);
7279         /* We might have learned something about the sign bit. */
7280         __reg_deduce_bounds(src_reg);
7281         __reg_deduce_bounds(dst_reg);
7282         /* We might have learned some bits from the bounds. */
7283         __reg_bound_offset(src_reg);
7284         __reg_bound_offset(dst_reg);
7285         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
7286          * slightly.  e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
7287          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
7288          */
7289         __update_reg_bounds(src_reg);
7290         __update_reg_bounds(dst_reg);
7291 }
7292
7293 static void reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *true_src,
7294                                 struct bpf_reg_state *true_dst,
7295                                 struct bpf_reg_state *false_src,
7296                                 struct bpf_reg_state *false_dst,
7297                                 u8 opcode)
7298 {
7299         switch (opcode) {
7300         case BPF_JEQ:
7301                 __reg_combine_min_max(true_src, true_dst);
7302                 break;
7303         case BPF_JNE:
7304                 __reg_combine_min_max(false_src, false_dst);
7305                 break;
7306         }
7307 }
7308
7309 static void mark_ptr_or_null_reg(struct bpf_func_state *state,
7310                                  struct bpf_reg_state *reg, u32 id,
7311                                  bool is_null)
7312 {
7313         if (reg_type_may_be_null(reg->type) && reg->id == id &&
7314             !WARN_ON_ONCE(!reg->id)) {
7315                 /* Old offset (both fixed and variable parts) should
7316                  * have been known-zero, because we don't allow pointer
7317                  * arithmetic on pointers that might be NULL.
7318                  */
7319                 if (WARN_ON_ONCE(reg->smin_value || reg->smax_value ||
7320                                  !tnum_equals_const(reg->var_off, 0) ||
7321                                  reg->off)) {
7322                         __mark_reg_known_zero(reg);
7323                         reg->off = 0;
7324                 }
7325                 if (is_null) {
7326                         reg->type = SCALAR_VALUE;
7327                 } else if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL) {
7328                         const struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
7329
7330                         if (map->inner_map_meta) {
7331                                 reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
7332                                 reg->map_ptr = map->inner_map_meta;
7333                         } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_XSKMAP) {
7334                                 reg->type = PTR_TO_XDP_SOCK;
7335                         } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
7336                                    map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH) {
7337                                 reg->type = PTR_TO_SOCKET;
7338                         } else {
7339                                 reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
7340                         }
7341                 } else if (reg->type == PTR_TO_SOCKET_OR_NULL) {
7342                         reg->type = PTR_TO_SOCKET;
7343                 } else if (reg->type == PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL) {
7344                         reg->type = PTR_TO_SOCK_COMMON;
7345                 } else if (reg->type == PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL) {
7346                         reg->type = PTR_TO_TCP_SOCK;
7347                 } else if (reg->type == PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL) {
7348                         reg->type = PTR_TO_BTF_ID;
7349                 } else if (reg->type == PTR_TO_MEM_OR_NULL) {
7350                         reg->type = PTR_TO_MEM;
7351                 } else if (reg->type == PTR_TO_RDONLY_BUF_OR_NULL) {
7352                         reg->type = PTR_TO_RDONLY_BUF;
7353                 } else if (reg->type == PTR_TO_RDWR_BUF_OR_NULL) {
7354                         reg->type = PTR_TO_RDWR_BUF;
7355                 }
7356                 if (is_null) {
7357                         /* We don't need id and ref_obj_id from this point
7358                          * onwards anymore, thus we should better reset it,
7359                          * so that state pruning has chances to take effect.
7360                          */
7361                         reg->id = 0;
7362                         reg->ref_obj_id = 0;
7363                 } else if (!reg_may_point_to_spin_lock(reg)) {
7364                         /* For not-NULL ptr, reg->ref_obj_id will be reset
7365                          * in release_reg_references().
7366                          *
7367                          * reg->id is still used by spin_lock ptr. Other
7368                          * than spin_lock ptr type, reg->id can be reset.
7369                          */
7370                         reg->id = 0;
7371                 }
7372         }
7373 }
7374
7375 static void __mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_func_state *state, u32 id,
7376                                     bool is_null)
7377 {
7378         struct bpf_reg_state *reg;
7379         int i;
7380
7381         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
7382                 mark_ptr_or_null_reg(state, &state->regs[i], id, is_null);
7383
7384         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
7385                 if (!reg)
7386                         continue;
7387                 mark_ptr_or_null_reg(state, reg, id, is_null);
7388         }
7389 }
7390
7391 /* The logic is similar to find_good_pkt_pointers(), both could eventually
7392  * be folded together at some point.
7393  */
7394 static void mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_verifier_state *vstate, u32 regno,
7395                                   bool is_null)
7396 {
7397         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
7398         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
7399         u32 ref_obj_id = regs[regno].ref_obj_id;
7400         u32 id = regs[regno].id;
7401         int i;
7402
7403         if (ref_obj_id && ref_obj_id == id && is_null)
7404                 /* regs[regno] is in the " == NULL" branch.
7405                  * No one could have freed the reference state before
7406                  * doing the NULL check.
7407                  */
7408                 WARN_ON_ONCE(release_reference_state(state, id));
7409
7410         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
7411                 __mark_ptr_or_null_regs(vstate->frame[i], id, is_null);
7412 }
7413
7414 static bool try_match_pkt_pointers(const struct bpf_insn *insn,
7415                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
7416                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
7417                                    struct bpf_verifier_state *this_branch,
7418                                    struct bpf_verifier_state *other_branch)
7419 {
7420         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_X)
7421                 return false;
7422
7423         /* Pointers are always 64-bit. */
7424         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32)
7425                 return false;
7426
7427         switch (BPF_OP(insn->code)) {
7428         case BPF_JGT:
7429                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
7430                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
7431                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
7432                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
7433                         /* pkt_data' > pkt_end, pkt_meta' > pkt_data */
7434                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
7435                                                dst_reg->type, false);
7436                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, true);
7437                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
7438                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
7439                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
7440                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
7441                         /* pkt_end > pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
7442                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
7443                                                src_reg->type, true);
7444                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, false);
7445                 } else {
7446                         return false;
7447                 }
7448                 break;
7449         case BPF_JLT:
7450                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
7451                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
7452                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
7453                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
7454                         /* pkt_data' < pkt_end, pkt_meta' < pkt_data */
7455                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
7456                                                dst_reg->type, true);
7457                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, false);
7458                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
7459                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
7460                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
7461                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
7462                         /* pkt_end < pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
7463                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
7464                                                src_reg->type, false);
7465                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, true);
7466                 } else {
7467                         return false;
7468                 }
7469                 break;
7470         case BPF_JGE:
7471                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
7472                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
7473                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
7474                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
7475                         /* pkt_data' >= pkt_end, pkt_meta' >= pkt_data */
7476                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
7477                                                dst_reg->type, true);
7478                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, false);
7479                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
7480                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
7481                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
7482                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
7483                         /* pkt_end >= pkt_data', pkt_data >= pkt_meta' */
7484                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
7485                                                src_reg->type, false);
7486                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, true);
7487                 } else {
7488                         return false;
7489                 }
7490                 break;
7491         case BPF_JLE:
7492                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
7493                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
7494                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
7495                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
7496                         /* pkt_data' <= pkt_end, pkt_meta' <= pkt_data */
7497                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
7498                                                dst_reg->type, false);
7499                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, true);
7500                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
7501                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
7502                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
7503                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
7504                         /* pkt_end <= pkt_data', pkt_data <= pkt_meta' */
7505                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
7506                                                src_reg->type, true);
7507                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, false);
7508                 } else {
7509                         return false;
7510                 }
7511                 break;
7512         default:
7513                 return false;
7514         }
7515
7516         return true;
7517 }
7518
7519 static void find_equal_scalars(struct bpf_verifier_state *vstate,
7520                                struct bpf_reg_state *known_reg)
7521 {
7522         struct bpf_func_state *state;
7523         struct bpf_reg_state *reg;
7524         int i, j;
7525
7526         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++) {
7527                 state = vstate->frame[i];
7528                 for (j = 0; j < MAX_BPF_REG; j++) {
7529                         reg = &state->regs[j];
7530                         if (reg->type == SCALAR_VALUE && reg->id == known_reg->id)
7531                                 *reg = *known_reg;
7532                 }
7533
7534                 bpf_for_each_spilled_reg(j, state, reg) {
7535                         if (!reg)
7536                                 continue;
7537                         if (reg->type == SCALAR_VALUE && reg->id == known_reg->id)
7538                                 *reg = *known_reg;
7539                 }
7540         }
7541 }
7542
7543 static int check_cond_jmp_op(struct bpf_verifier_env *env,
7544                              struct bpf_insn *insn, int *insn_idx)
7545 {
7546         struct bpf_verifier_state *this_branch = env->cur_state;
7547         struct bpf_verifier_state *other_branch;
7548         struct bpf_reg_state *regs = this_branch->frame[this_branch->curframe]->regs;
7549         struct bpf_reg_state *dst_reg, *other_branch_regs, *src_reg = NULL;
7550         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
7551         bool is_jmp32;
7552         int pred = -1;
7553         int err;
7554
7555         /* Only conditional jumps are expected to reach here. */
7556         if (opcode == BPF_JA || opcode > BPF_JSLE) {
7557                 verbose(env, "invalid BPF_JMP/JMP32 opcode %x\n", opcode);
7558                 return -EINVAL;
7559         }
7560
7561         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
7562                 if (insn->imm != 0) {
7563                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
7564                         return -EINVAL;
7565                 }
7566
7567                 /* check src1 operand */
7568                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
7569                 if (err)
7570                         return err;
7571
7572                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
7573                         verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
7574                                 insn->src_reg);
7575                         return -EACCES;
7576                 }
7577                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
7578         } else {
7579                 if (insn->src_reg != BPF_REG_0) {
7580                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
7581                         return -EINVAL;
7582                 }
7583         }
7584
7585         /* check src2 operand */
7586         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
7587         if (err)
7588                 return err;
7589
7590         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
7591         is_jmp32 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32;
7592
7593         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
7594                 pred = is_branch_taken(dst_reg, insn->imm, opcode, is_jmp32);
7595         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
7596                    is_jmp32 && tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))) {
7597                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
7598                                        tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
7599                                        opcode,
7600                                        is_jmp32);
7601         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
7602                    !is_jmp32 && tnum_is_const(src_reg->var_off)) {
7603                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
7604                                        src_reg->var_off.value,
7605                                        opcode,
7606                                        is_jmp32);
7607         } else if (reg_is_pkt_pointer_any(dst_reg) &&
7608                    reg_is_pkt_pointer_any(src_reg) &&
7609                    !is_jmp32) {
7610                 pred = is_pkt_ptr_branch_taken(dst_reg, src_reg, opcode);
7611         }
7612
7613         if (pred >= 0) {
7614                 /* If we get here with a dst_reg pointer type it is because
7615                  * above is_branch_taken() special cased the 0 comparison.
7616                  */
7617                 if (!__is_pointer_value(false, dst_reg))
7618                         err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
7619                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X && !err &&
7620                     !__is_pointer_value(false, src_reg))
7621                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
7622                 if (err)
7623                         return err;
7624         }
7625         if (pred == 1) {
7626                 /* only follow the goto, ignore fall-through */
7627                 *insn_idx += insn->off;
7628                 return 0;
7629         } else if (pred == 0) {
7630                 /* only follow fall-through branch, since
7631                  * that's where the program will go
7632                  */
7633                 return 0;
7634         }
7635
7636         other_branch = push_stack(env, *insn_idx + insn->off + 1, *insn_idx,
7637                                   false);
7638         if (!other_branch)
7639                 return -EFAULT;
7640         other_branch_regs = other_branch->frame[other_branch->curframe]->regs;
7641
7642         /* detect if we are comparing against a constant value so we can adjust
7643          * our min/max values for our dst register.
7644          * this is only legit if both are scalars (or pointers to the same
7645          * object, I suppose, but we don't support that right now), because
7646          * otherwise the different base pointers mean the offsets aren't
7647          * comparable.
7648          */
7649         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
7650                 struct bpf_reg_state *src_reg = &regs[insn->src_reg];
7651
7652                 if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
7653                     src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
7654                         if (tnum_is_const(src_reg->var_off) ||
7655                             (is_jmp32 &&
7656                              tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))))
7657                                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
7658                                                 dst_reg,
7659                                                 src_reg->var_off.value,
7660                                                 tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
7661                                                 opcode, is_jmp32);
7662                         else if (tnum_is_const(dst_reg->var_off) ||
7663                                  (is_jmp32 &&
7664                                   tnum_is_const(tnum_subreg(dst_reg->var_off))))
7665                                 reg_set_min_max_inv(&other_branch_regs[insn->src_reg],
7666                                                     src_reg,
7667                                                     dst_reg->var_off.value,
7668                                                     tnum_subreg(dst_reg->var_off).value,
7669                                                     opcode, is_jmp32);
7670                         else if (!is_jmp32 &&
7671                                  (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE))
7672                                 /* Comparing for equality, we can combine knowledge */
7673                                 reg_combine_min_max(&other_branch_regs[insn->src_reg],
7674                                                     &other_branch_regs[insn->dst_reg],
7675                                                     src_reg, dst_reg, opcode);
7676                         if (src_reg->id &&
7677                             !WARN_ON_ONCE(src_reg->id != other_branch_regs[insn->src_reg].id)) {
7678                                 find_equal_scalars(this_branch, src_reg);
7679                                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->src_reg]);
7680                         }
7681
7682                 }
7683         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE) {
7684                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
7685                                         dst_reg, insn->imm, (u32)insn->imm,
7686                                         opcode, is_jmp32);
7687         }
7688
7689         if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE && dst_reg->id &&
7690             !WARN_ON_ONCE(dst_reg->id != other_branch_regs[insn->dst_reg].id)) {
7691                 find_equal_scalars(this_branch, dst_reg);
7692                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->dst_reg]);
7693         }
7694
7695         /* detect if R == 0 where R is returned from bpf_map_lookup_elem().
7696          * NOTE: these optimizations below are related with pointer comparison
7697          *       which will never be JMP32.
7698          */
7699         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K &&
7700             insn->imm == 0 && (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE) &&
7701             reg_type_may_be_null(dst_reg->type)) {
7702                 /* Mark all identical registers in each branch as either
7703                  * safe or unknown depending R == 0 or R != 0 conditional.
7704                  */
7705                 mark_ptr_or_null_regs(this_branch, insn->dst_reg,
7706                                       opcode == BPF_JNE);
7707                 mark_ptr_or_null_regs(other_branch, insn->dst_reg,
7708                                       opcode == BPF_JEQ);
7709         } else if (!try_match_pkt_pointers(insn, dst_reg, &regs[insn->src_reg],
7710                                            this_branch, other_branch) &&
7711                    is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
7712                 verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
7713                         insn->dst_reg);
7714                 return -EACCES;
7715         }
7716         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
7717                 print_verifier_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
7718         return 0;
7719 }
7720
7721 /* verify BPF_LD_IMM64 instruction */
7722 static int check_ld_imm(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
7723 {
7724         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
7725         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
7726         struct bpf_reg_state *dst_reg;
7727         struct bpf_map *map;
7728         int err;
7729
7730         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
7731                 verbose(env, "invalid BPF_LD_IMM insn\n");
7732                 return -EINVAL;
7733         }
7734         if (insn->off != 0) {
7735                 verbose(env, "BPF_LD_IMM64 uses reserved fields\n");
7736                 return -EINVAL;
7737         }
7738
7739         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
7740         if (err)
7741                 return err;
7742
7743         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
7744         if (insn->src_reg == 0) {
7745                 u64 imm = ((u64)(insn + 1)->imm << 32) | (u32)insn->imm;
7746
7747                 dst_reg->type = SCALAR_VALUE;
7748                 __mark_reg_known(&regs[insn->dst_reg], imm);
7749                 return 0;
7750         }
7751
7752         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
7753                 mark_reg_known_zero(env, regs, insn->dst_reg);
7754
7755                 dst_reg->type = aux->btf_var.reg_type;
7756                 switch (dst_reg->type) {
7757                 case PTR_TO_MEM:
7758                         dst_reg->mem_size = aux->btf_var.mem_size;
7759                         break;
7760                 case PTR_TO_BTF_ID:
7761                 case PTR_TO_PERCPU_BTF_ID:
7762                         dst_reg->btf = aux->btf_var.btf;
7763                         dst_reg->btf_id = aux->btf_var.btf_id;
7764                         break;
7765                 default:
7766                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
7767                         return -EFAULT;
7768                 }
7769                 return 0;
7770         }
7771
7772         map = env->used_maps[aux->map_index];
7773         mark_reg_known_zero(env, regs, insn->dst_reg);
7774         dst_reg->map_ptr = map;
7775
7776         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_VALUE) {
7777                 dst_reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
7778                 dst_reg->off = aux->map_off;
7779                 if (map_value_has_spin_lock(map))
7780                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
7781         } else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD) {
7782                 dst_reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
7783         } else {
7784                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
7785                 return -EINVAL;
7786         }
7787
7788         return 0;
7789 }
7790
7791 static bool may_access_skb(enum bpf_prog_type type)
7792 {
7793         switch (type) {
7794         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
7795         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
7796         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
7797                 return true;
7798         default:
7799                 return false;
7800         }
7801 }
7802
7803 /* verify safety of LD_ABS|LD_IND instructions:
7804  * - they can only appear in the programs where ctx == skb
7805  * - since they are wrappers of function calls, they scratch R1-R5 registers,
7806  *   preserve R6-R9, and store return value into R0
7807  *
7808  * Implicit input:
7809  *   ctx == skb == R6 == CTX
7810  *
7811  * Explicit input:
7812  *   SRC == any register
7813  *   IMM == 32-bit immediate
7814  *
7815  * Output:
7816  *   R0 - 8/16/32-bit skb data converted to cpu endianness
7817  */
7818 static int check_ld_abs(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
7819 {
7820         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
7821         static const int ctx_reg = BPF_REG_6;
7822         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
7823         int i, err;
7824
7825         if (!may_access_skb(resolve_prog_type(env->prog))) {
7826                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] instructions not allowed for this program type\n");
7827                 return -EINVAL;
7828         }
7829
7830         if (!env->ops->gen_ld_abs) {
7831                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
7832                 return -EINVAL;
7833         }
7834
7835         if (insn->dst_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
7836             BPF_SIZE(insn->code) == BPF_DW ||
7837             (mode == BPF_ABS && insn->src_reg != BPF_REG_0)) {
7838                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] uses reserved fields\n");
7839                 return -EINVAL;
7840         }
7841
7842         /* check whether implicit source operand (register R6) is readable */
7843         err = check_reg_arg(env, ctx_reg, SRC_OP);
7844         if (err)
7845                 return err;
7846
7847         /* Disallow usage of BPF_LD_[ABS|IND] with reference tracking, as
7848          * gen_ld_abs() may terminate the program at runtime, leading to
7849          * reference leak.
7850          */
7851         err = check_reference_leak(env);
7852         if (err) {
7853                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be mixed with socket references\n");
7854                 return err;
7855         }
7856
7857         if (env->cur_state->active_spin_lock) {
7858                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_spin_lock-ed region\n");
7859                 return -EINVAL;
7860         }
7861
7862         if (regs[ctx_reg].type != PTR_TO_CTX) {
7863                 verbose(env,
7864                         "at the time of BPF_LD_ABS|IND R6 != pointer to skb\n");
7865                 return -EINVAL;
7866         }
7867
7868         if (mode == BPF_IND) {
7869                 /* check explicit source operand */
7870                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
7871                 if (err)
7872                         return err;
7873         }
7874
7875         err = check_ctx_reg(env, &regs[ctx_reg], ctx_reg);
7876         if (err < 0)
7877                 return err;
7878
7879         /* reset caller saved regs to unreadable */
7880         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
7881                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
7882                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
7883         }
7884
7885         /* mark destination R0 register as readable, since it contains
7886          * the value fetched from the packet.
7887          * Already marked as written above.
7888          */
7889         mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
7890         /* ld_abs load up to 32-bit skb data. */
7891         regs[BPF_REG_0].subreg_def = env->insn_idx + 1;
7892         return 0;
7893 }
7894
7895 static int check_return_code(struct bpf_verifier_env *env)
7896 {
7897         struct tnum enforce_attach_type_range = tnum_unknown;
7898         const struct bpf_prog *prog = env->prog;
7899         struct bpf_reg_state *reg;
7900         struct tnum range = tnum_range(0, 1);
7901         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
7902         int err;
7903         const bool is_subprog = env->cur_state->frame[0]->subprogno;
7904
7905         /* LSM and struct_ops func-ptr's return type could be "void" */
7906         if (!is_subprog &&
7907             (prog_type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS ||
7908              prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM) &&
7909             !prog->aux->attach_func_proto->type)
7910                 return 0;
7911
7912         /* eBPF calling convetion is such that R0 is used
7913          * to return the value from eBPF program.
7914          * Make sure that it's readable at this time
7915          * of bpf_exit, which means that program wrote
7916          * something into it earlier
7917          */
7918         err = check_reg_arg(env, BPF_REG_0, SRC_OP);
7919         if (err)
7920                 return err;
7921
7922         if (is_pointer_value(env, BPF_REG_0)) {
7923                 verbose(env, "R0 leaks addr as return value\n");
7924                 return -EACCES;
7925         }
7926
7927         reg = cur_regs(env) + BPF_REG_0;
7928         if (is_subprog) {
7929                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
7930                         verbose(env, "At subprogram exit the register R0 is not a scalar value (%s)\n",
7931                                 reg_type_str[reg->type]);
7932                         return -EINVAL;
7933                 }
7934                 return 0;
7935         }
7936
7937         switch (prog_type) {
7938         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK_ADDR:
7939                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP4_RECVMSG ||
7940                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP6_RECVMSG ||
7941                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETPEERNAME ||
7942                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETPEERNAME ||
7943                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETSOCKNAME ||
7944                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETSOCKNAME)
7945                         range = tnum_range(1, 1);
7946                 break;
7947         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
7948                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET_EGRESS) {
7949                         range = tnum_range(0, 3);
7950                         enforce_attach_type_range = tnum_range(2, 3);
7951                 }
7952                 break;
7953         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK:
7954         case BPF_PROG_TYPE_SOCK_OPS:
7955         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_DEVICE:
7956         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SYSCTL:
7957         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
7958                 break;
7959         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
7960                 if (!env->prog->aux->attach_btf_id)
7961                         return 0;
7962                 range = tnum_const(0);
7963                 break;
7964         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
7965                 switch (env->prog->expected_attach_type) {
7966                 case BPF_TRACE_FENTRY:
7967                 case BPF_TRACE_FEXIT:
7968                         range = tnum_const(0);
7969                         break;
7970                 case BPF_TRACE_RAW_TP:
7971                 case BPF_MODIFY_RETURN:
7972                         return 0;
7973                 case BPF_TRACE_ITER:
7974                         break;
7975                 default:
7976                         return -ENOTSUPP;
7977                 }
7978                 break;
7979         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
7980                 range = tnum_range(SK_DROP, SK_PASS);
7981                 break;
7982         case BPF_PROG_TYPE_EXT:
7983                 /* freplace program can return anything as its return value
7984                  * depends on the to-be-replaced kernel func or bpf program.
7985                  */
7986         default:
7987                 return 0;
7988         }
7989
7990         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
7991                 verbose(env, "At program exit the register R0 is not a known value (%s)\n",
7992                         reg_type_str[reg->type]);
7993                 return -EINVAL;
7994         }
7995
7996         if (!tnum_in(range, reg->var_off)) {
7997                 char tn_buf[48];
7998
7999                 verbose(env, "At program exit the register R0 ");
8000                 if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
8001                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
8002                         verbose(env, "has value %s", tn_buf);
8003                 } else {
8004                         verbose(env, "has unknown scalar value");
8005                 }
8006                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), range);
8007                 verbose(env, " should have been in %s\n", tn_buf);
8008                 return -EINVAL;
8009         }
8010
8011         if (!tnum_is_unknown(enforce_attach_type_range) &&
8012             tnum_in(enforce_attach_type_range, reg->var_off))
8013                 env->prog->enforce_expected_attach_type = 1;
8014         return 0;
8015 }
8016
8017 /* non-recursive DFS pseudo code
8018  * 1  procedure DFS-iterative(G,v):
8019  * 2      label v as discovered
8020  * 3      let S be a stack
8021  * 4      S.push(v)
8022  * 5      while S is not empty
8023  * 6            t <- S.pop()
8024  * 7            if t is what we're looking for:
8025  * 8                return t
8026  * 9            for all edges e in G.adjacentEdges(t) do
8027  * 10               if edge e is already labelled
8028  * 11                   continue with the next edge
8029  * 12               w <- G.adjacentVertex(t,e)
8030  * 13               if vertex w is not discovered and not explored
8031  * 14                   label e as tree-edge
8032  * 15                   label w as discovered
8033  * 16                   S.push(w)
8034  * 17                   continue at 5
8035  * 18               else if vertex w is discovered
8036  * 19                   label e as back-edge
8037  * 20               else
8038  * 21                   // vertex w is explored
8039  * 22                   label e as forward- or cross-edge
8040  * 23           label t as explored
8041  * 24           S.pop()
8042  *
8043  * convention:
8044  * 0x10 - discovered
8045  * 0x11 - discovered and fall-through edge labelled
8046  * 0x12 - discovered and fall-through and branch edges labelled
8047  * 0x20 - explored
8048  */
8049
8050 enum {
8051         DISCOVERED = 0x10,
8052         EXPLORED = 0x20,
8053         FALLTHROUGH = 1,
8054         BRANCH = 2,
8055 };
8056
8057 static u32 state_htab_size(struct bpf_verifier_env *env)
8058 {
8059         return env->prog->len;
8060 }
8061
8062 static struct bpf_verifier_state_list **explored_state(
8063                                         struct bpf_verifier_env *env,
8064                                         int idx)
8065 {
8066         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
8067         struct bpf_func_state *state = cur->frame[cur->curframe];
8068
8069         return &env->explored_states[(idx ^ state->callsite) % state_htab_size(env)];
8070 }
8071
8072 static void init_explored_state(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
8073 {
8074         env->insn_aux_data[idx].prune_point = true;
8075 }
8076
8077 enum {
8078         DONE_EXPLORING = 0,
8079         KEEP_EXPLORING = 1,
8080 };
8081
8082 /* t, w, e - match pseudo-code above:
8083  * t - index of current instruction
8084  * w - next instruction
8085  * e - edge
8086  */
8087 static int push_insn(int t, int w, int e, struct bpf_verifier_env *env,
8088                      bool loop_ok)
8089 {
8090         int *insn_stack = env->cfg.insn_stack;
8091         int *insn_state = env->cfg.insn_state;
8092
8093         if (e == FALLTHROUGH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | FALLTHROUGH))
8094                 return DONE_EXPLORING;
8095
8096         if (e == BRANCH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | BRANCH))
8097                 return DONE_EXPLORING;
8098
8099         if (w < 0 || w >= env->prog->len) {
8100                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
8101                 verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", t, w);
8102                 return -EINVAL;
8103         }
8104
8105         if (e == BRANCH)
8106                 /* mark branch target for state pruning */
8107                 init_explored_state(env, w);
8108
8109         if (insn_state[w] == 0) {
8110                 /* tree-edge */
8111                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
8112                 insn_state[w] = DISCOVERED;
8113                 if (env->cfg.cur_stack >= env->prog->len)
8114                         return -E2BIG;
8115                 insn_stack[env->cfg.cur_stack++] = w;
8116                 return KEEP_EXPLORING;
8117         } else if ((insn_state[w] & 0xF0) == DISCOVERED) {
8118                 if (loop_ok && env->bpf_capable)
8119                         return DONE_EXPLORING;
8120                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
8121                 verbose_linfo(env, w, "%d: ", w);
8122                 verbose(env, "back-edge from insn %d to %d\n", t, w);
8123                 return -EINVAL;
8124         } else if (insn_state[w] == EXPLORED) {
8125                 /* forward- or cross-edge */
8126                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
8127         } else {
8128                 verbose(env, "insn state internal bug\n");
8129                 return -EFAULT;
8130         }
8131         return DONE_EXPLORING;
8132 }
8133
8134 /* Visits the instruction at index t and returns one of the following:
8135  *  < 0 - an error occurred
8136  *  DONE_EXPLORING - the instruction was fully explored
8137  *  KEEP_EXPLORING - there is still work to be done before it is fully explored
8138  */
8139 static int visit_insn(int t, int insn_cnt, struct bpf_verifier_env *env)
8140 {
8141         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
8142         int ret;
8143
8144         /* All non-branch instructions have a single fall-through edge. */
8145         if (BPF_CLASS(insns[t].code) != BPF_JMP &&
8146             BPF_CLASS(insns[t].code) != BPF_JMP32)
8147                 return push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
8148
8149         switch (BPF_OP(insns[t].code)) {
8150         case BPF_EXIT:
8151                 return DONE_EXPLORING;
8152
8153         case BPF_CALL:
8154                 ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
8155                 if (ret)
8156                         return ret;
8157
8158                 if (t + 1 < insn_cnt)
8159                         init_explored_state(env, t + 1);
8160                 if (insns[t].src_reg == BPF_PSEUDO_CALL) {
8161                         init_explored_state(env, t);
8162                         ret = push_insn(t, t + insns[t].imm + 1, BRANCH,
8163                                         env, false);
8164                 }
8165                 return ret;
8166
8167         case BPF_JA:
8168                 if (BPF_SRC(insns[t].code) != BPF_K)
8169                         return -EINVAL;
8170
8171                 /* unconditional jump with single edge */
8172                 ret = push_insn(t, t + insns[t].off + 1, FALLTHROUGH, env,
8173                                 true);
8174                 if (ret)
8175                         return ret;
8176
8177                 /* unconditional jmp is not a good pruning point,
8178                  * but it's marked, since backtracking needs
8179                  * to record jmp history in is_state_visited().
8180                  */
8181                 init_explored_state(env, t + insns[t].off + 1);
8182                 /* tell verifier to check for equivalent states
8183                  * after every call and jump
8184                  */
8185                 if (t + 1 < insn_cnt)
8186                         init_explored_state(env, t + 1);
8187
8188                 return ret;
8189
8190         default:
8191                 /* conditional jump with two edges */
8192                 init_explored_state(env, t);
8193                 ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, true);
8194                 if (ret)
8195                         return ret;
8196
8197                 return push_insn(t, t + insns[t].off + 1, BRANCH, env, true);
8198         }
8199 }
8200
8201 /* non-recursive depth-first-search to detect loops in BPF program
8202  * loop == back-edge in directed graph
8203  */
8204 static int check_cfg(struct bpf_verifier_env *env)
8205 {
8206         int insn_cnt = env->prog->len;
8207         int *insn_stack, *insn_state;
8208         int ret = 0;
8209         int i;
8210
8211         insn_state = env->cfg.insn_state = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
8212         if (!insn_state)
8213                 return -ENOMEM;
8214
8215         insn_stack = env->cfg.insn_stack = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
8216         if (!insn_stack) {
8217                 kvfree(insn_state);
8218                 return -ENOMEM;
8219         }
8220
8221         insn_state[0] = DISCOVERED; /* mark 1st insn as discovered */
8222         insn_stack[0] = 0; /* 0 is the first instruction */
8223         env->cfg.cur_stack = 1;
8224
8225         while (env->cfg.cur_stack > 0) {
8226                 int t = insn_stack[env->cfg.cur_stack - 1];
8227
8228                 ret = visit_insn(t, insn_cnt, env);
8229                 switch (ret) {
8230                 case DONE_EXPLORING:
8231                         insn_state[t] = EXPLORED;
8232                         env->cfg.cur_stack--;
8233                         break;
8234                 case KEEP_EXPLORING:
8235                         break;
8236                 default:
8237                         if (ret > 0) {
8238                                 verbose(env, "visit_insn internal bug\n");
8239                                 ret = -EFAULT;
8240                         }
8241                         goto err_free;
8242                 }
8243         }
8244
8245         if (env->cfg.cur_stack < 0) {
8246                 verbose(env, "pop stack internal bug\n");
8247                 ret = -EFAULT;
8248                 goto err_free;
8249         }
8250
8251         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
8252                 if (insn_state[i] != EXPLORED) {
8253                         verbose(env, "unreachable insn %d\n", i);
8254                         ret = -EINVAL;
8255                         goto err_free;
8256                 }
8257         }
8258         ret = 0; /* cfg looks good */
8259
8260 err_free:
8261         kvfree(insn_state);
8262         kvfree(insn_stack);
8263         env->cfg.insn_state = env->cfg.insn_stack = NULL;
8264         return ret;
8265 }
8266
8267 static int check_abnormal_return(struct bpf_verifier_env *env)
8268 {
8269         int i;
8270
8271         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
8272                 if (env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
8273                         verbose(env, "LD_ABS is not allowed in subprogs without BTF\n");
8274                         return -EINVAL;
8275                 }
8276                 if (env->subprog_info[i].has_tail_call) {
8277                         verbose(env, "tail_call is not allowed in subprogs without BTF\n");
8278                         return -EINVAL;
8279                 }
8280         }
8281         return 0;
8282 }
8283
8284 /* The minimum supported BTF func info size */
8285 #define MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE   8
8286 #define MAX_FUNCINFO_REC_SIZE   252
8287
8288 static int check_btf_func(struct bpf_verifier_env *env,
8289                           const union bpf_attr *attr,
8290                           union bpf_attr __user *uattr)
8291 {
8292         const struct btf_type *type, *func_proto, *ret_type;
8293         u32 i, nfuncs, urec_size, min_size;
8294         u32 krec_size = sizeof(struct bpf_func_info);
8295         struct bpf_func_info *krecord;
8296         struct bpf_func_info_aux *info_aux = NULL;
8297         struct bpf_prog *prog;
8298         const struct btf *btf;
8299         void __user *urecord;
8300         u32 prev_offset = 0;
8301         bool scalar_return;
8302         int ret = -ENOMEM;
8303
8304         nfuncs = attr->func_info_cnt;
8305         if (!nfuncs) {
8306                 if (check_abnormal_return(env))
8307                         return -EINVAL;
8308                 return 0;
8309         }
8310
8311         if (nfuncs != env->subprog_cnt) {
8312                 verbose(env, "number of funcs in func_info doesn't match number of subprogs\n");
8313                 return -EINVAL;
8314         }
8315
8316         urec_size = attr->func_info_rec_size;
8317         if (urec_size < MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE ||
8318             urec_size > MAX_FUNCINFO_REC_SIZE ||
8319             urec_size % sizeof(u32)) {
8320                 verbose(env, "invalid func info rec size %u\n", urec_size);
8321                 return -EINVAL;
8322         }
8323
8324         prog = env->prog;
8325         btf = prog->aux->btf;
8326
8327         urecord = u64_to_user_ptr(attr->func_info);
8328         min_size = min_t(u32, krec_size, urec_size);
8329
8330         krecord = kvcalloc(nfuncs, krec_size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
8331         if (!krecord)
8332                 return -ENOMEM;
8333         info_aux = kcalloc(nfuncs, sizeof(*info_aux), GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
8334         if (!info_aux)
8335                 goto err_free;
8336
8337         for (i = 0; i < nfuncs; i++) {
8338                 ret = bpf_check_uarg_tail_zero(urecord, krec_size, urec_size);
8339                 if (ret) {
8340                         if (ret == -E2BIG) {
8341                                 verbose(env, "nonzero tailing record in func info");
8342                                 /* set the size kernel expects so loader can zero
8343                                  * out the rest of the record.
8344                                  */
8345                                 if (put_user(min_size, &uattr->func_info_rec_size))
8346                                         ret = -EFAULT;
8347                         }
8348                         goto err_free;
8349                 }
8350
8351                 if (copy_from_user(&krecord[i], urecord, min_size)) {
8352                         ret = -EFAULT;
8353                         goto err_free;
8354                 }
8355
8356                 /* check insn_off */
8357                 ret = -EINVAL;
8358                 if (i == 0) {
8359                         if (krecord[i].insn_off) {
8360                                 verbose(env,
8361                                         "nonzero insn_off %u for the first func info record",
8362                                         krecord[i].insn_off);
8363                                 goto err_free;
8364                         }
8365                 } else if (krecord[i].insn_off <= prev_offset) {
8366                         verbose(env,
8367                                 "same or smaller insn offset (%u) than previous func info record (%u)",
8368                                 krecord[i].insn_off, prev_offset);
8369                         goto err_free;
8370                 }
8371
8372                 if (env->subprog_info[i].start != krecord[i].insn_off) {
8373                         verbose(env, "func_info BTF section doesn't match subprog layout in BPF program\n");
8374                         goto err_free;
8375                 }
8376
8377                 /* check type_id */
8378                 type = btf_type_by_id(btf, krecord[i].type_id);
8379                 if (!type || !btf_type_is_func(type)) {
8380                         verbose(env, "invalid type id %d in func info",
8381                                 krecord[i].type_id);
8382                         goto err_free;
8383                 }
8384                 info_aux[i].linkage = BTF_INFO_VLEN(type->info);
8385
8386                 func_proto = btf_type_by_id(btf, type->type);
8387                 if (unlikely(!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)))
8388                         /* btf_func_check() already verified it during BTF load */
8389                         goto err_free;
8390                 ret_type = btf_type_skip_modifiers(btf, func_proto->type, NULL);
8391                 scalar_return =
8392                         btf_type_is_small_int(ret_type) || btf_type_is_enum(ret_type);
8393                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
8394                         verbose(env, "LD_ABS is only allowed in functions that return 'int'.\n");
8395                         goto err_free;
8396                 }
8397                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_tail_call) {
8398                         verbose(env, "tail_call is only allowed in functions that return 'int'.\n");
8399                         goto err_free;
8400                 }
8401
8402                 prev_offset = krecord[i].insn_off;
8403                 urecord += urec_size;
8404         }
8405
8406         prog->aux->func_info = krecord;
8407         prog->aux->func_info_cnt = nfuncs;
8408         prog->aux->func_info_aux = info_aux;
8409         return 0;
8410
8411 err_free:
8412         kvfree(krecord);
8413         kfree(info_aux);
8414         return ret;
8415 }
8416
8417 static void adjust_btf_func(struct bpf_verifier_env *env)
8418 {
8419         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
8420         int i;
8421
8422         if (!aux->func_info)
8423                 return;
8424
8425         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
8426                 aux->func_info[i].insn_off = env->subprog_info[i].start;
8427 }
8428
8429 #define MIN_BPF_LINEINFO_SIZE   (offsetof(struct bpf_line_info, line_col) + \
8430                 sizeof(((struct bpf_line_info *)(0))->line_col))
8431 #define MAX_LINEINFO_REC_SIZE   MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
8432
8433 static int check_btf_line(struct bpf_verifier_env *env,
8434                           const union bpf_attr *attr,
8435                           union bpf_attr __user *uattr)
8436 {
8437         u32 i, s, nr_linfo, ncopy, expected_size, rec_size, prev_offset = 0;
8438         struct bpf_subprog_info *sub;
8439         struct bpf_line_info *linfo;
8440         struct bpf_prog *prog;
8441         const struct btf *btf;
8442         void __user *ulinfo;
8443         int err;
8444
8445         nr_linfo = attr->line_info_cnt;
8446         if (!nr_linfo)
8447                 return 0;
8448
8449         rec_size = attr->line_info_rec_size;
8450         if (rec_size < MIN_BPF_LINEINFO_SIZE ||
8451             rec_size > MAX_LINEINFO_REC_SIZE ||
8452             rec_size & (sizeof(u32) - 1))
8453                 return -EINVAL;
8454
8455         /* Need to zero it in case the userspace may
8456          * pass in a smaller bpf_line_info object.
8457          */
8458         linfo = kvcalloc(nr_linfo, sizeof(struct bpf_line_info),
8459                          GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
8460         if (!linfo)
8461                 return -ENOMEM;
8462
8463         prog = env->prog;
8464         btf = prog->aux->btf;
8465
8466         s = 0;
8467         sub = env->subprog_info;
8468         ulinfo = u64_to_user_ptr(attr->line_info);
8469         expected_size = sizeof(struct bpf_line_info);
8470         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
8471         for (i = 0; i < nr_linfo; i++) {
8472                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(ulinfo, expected_size, rec_size);
8473                 if (err) {
8474                         if (err == -E2BIG) {
8475                                 verbose(env, "nonzero tailing record in line_info");
8476                                 if (put_user(expected_size,
8477                                              &uattr->line_info_rec_size))
8478                                         err = -EFAULT;
8479                         }
8480                         goto err_free;
8481                 }
8482
8483                 if (copy_from_user(&linfo[i], ulinfo, ncopy)) {
8484                         err = -EFAULT;
8485                         goto err_free;
8486                 }
8487
8488                 /*
8489                  * Check insn_off to ensure
8490                  * 1) strictly increasing AND
8491                  * 2) bounded by prog->len
8492                  *
8493                  * The linfo[0].insn_off == 0 check logically falls into
8494                  * the later "missing bpf_line_info for func..." case
8495                  * because the first linfo[0].insn_off must be the
8496                  * first sub also and the first sub must have
8497                  * subprog_info[0].start == 0.
8498                  */
8499                 if ((i && linfo[i].insn_off <= prev_offset) ||
8500                     linfo[i].insn_off >= prog->len) {
8501                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].insn_off:%u (prev_offset:%u prog->len:%u)\n",
8502                                 i, linfo[i].insn_off, prev_offset,
8503                                 prog->len);
8504                         err = -EINVAL;
8505                         goto err_free;
8506                 }
8507
8508                 if (!prog->insnsi[linfo[i].insn_off].code) {
8509                         verbose(env,
8510                                 "Invalid insn code at line_info[%u].insn_off\n",
8511                                 i);
8512                         err = -EINVAL;
8513                         goto err_free;
8514                 }
8515
8516                 if (!btf_name_by_offset(btf, linfo[i].line_off) ||
8517                     !btf_name_by_offset(btf, linfo[i].file_name_off)) {
8518                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].line_off or .file_name_off\n", i);
8519                         err = -EINVAL;
8520                         goto err_free;
8521                 }
8522
8523                 if (s != env->subprog_cnt) {
8524                         if (linfo[i].insn_off == sub[s].start) {
8525                                 sub[s].linfo_idx = i;
8526                                 s++;
8527                         } else if (sub[s].start < linfo[i].insn_off) {
8528                                 verbose(env, "missing bpf_line_info for func#%u\n", s);
8529                                 err = -EINVAL;
8530                                 goto err_free;
8531                         }
8532                 }
8533
8534                 prev_offset = linfo[i].insn_off;
8535                 ulinfo += rec_size;
8536         }
8537
8538         if (s != env->subprog_cnt) {
8539                 verbose(env, "missing bpf_line_info for %u funcs starting from func#%u\n",
8540                         env->subprog_cnt - s, s);
8541                 err = -EINVAL;
8542                 goto err_free;
8543         }
8544
8545         prog->aux->linfo = linfo;
8546         prog->aux->nr_linfo = nr_linfo;
8547
8548         return 0;
8549
8550 err_free:
8551         kvfree(linfo);
8552         return err;
8553 }
8554
8555 static int check_btf_info(struct bpf_verifier_env *env,
8556                           const union bpf_attr *attr,
8557                           union bpf_attr __user *uattr)
8558 {
8559         struct btf *btf;
8560         int err;
8561
8562         if (!attr->func_info_cnt && !attr->line_info_cnt) {
8563                 if (check_abnormal_return(env))
8564                         return -EINVAL;
8565                 return 0;
8566         }
8567
8568         btf = btf_get_by_fd(attr->prog_btf_fd);
8569         if (IS_ERR(btf))
8570                 return PTR_ERR(btf);
8571         env->prog->aux->btf = btf;
8572
8573         err = check_btf_func(env, attr, uattr);
8574         if (err)
8575                 return err;
8576
8577         err = check_btf_line(env, attr, uattr);
8578         if (err)
8579                 return err;
8580
8581         return 0;
8582 }
8583
8584 /* check %cur's range satisfies %old's */
8585 static bool range_within(struct bpf_reg_state *old,
8586                          struct bpf_reg_state *cur)
8587 {
8588         return old->umin_value <= cur->umin_value &&
8589                old->umax_value >= cur->umax_value &&
8590                old->smin_value <= cur->smin_value &&
8591                old->smax_value >= cur->smax_value;
8592 }
8593
8594 /* Maximum number of register states that can exist at once */
8595 #define ID_MAP_SIZE     (MAX_BPF_REG + MAX_BPF_STACK / BPF_REG_SIZE)
8596 struct idpair {
8597         u32 old;
8598         u32 cur;
8599 };
8600
8601 /* If in the old state two registers had the same id, then they need to have
8602  * the same id in the new state as well.  But that id could be different from
8603  * the old state, so we need to track the mapping from old to new ids.
8604  * Once we have seen that, say, a reg with old id 5 had new id 9, any subsequent
8605  * regs with old id 5 must also have new id 9 for the new state to be safe.  But
8606  * regs with a different old id could still have new id 9, we don't care about
8607  * that.
8608  * So we look through our idmap to see if this old id has been seen before.  If
8609  * so, we require the new id to match; otherwise, we add the id pair to the map.
8610  */
8611 static bool check_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct idpair *idmap)
8612 {
8613         unsigned int i;
8614
8615         for (i = 0; i < ID_MAP_SIZE; i++) {
8616                 if (!idmap[i].old) {
8617                         /* Reached an empty slot; haven't seen this id before */
8618                         idmap[i].old = old_id;
8619                         idmap[i].cur = cur_id;
8620                         return true;
8621                 }
8622                 if (idmap[i].old == old_id)
8623                         return idmap[i].cur == cur_id;
8624         }
8625         /* We ran out of idmap slots, which should be impossible */
8626         WARN_ON_ONCE(1);
8627         return false;
8628 }
8629
8630 static void clean_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
8631                              struct bpf_func_state *st)
8632 {
8633         enum bpf_reg_liveness live;
8634         int i, j;
8635
8636         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
8637                 live = st->regs[i].live;
8638                 /* liveness must not touch this register anymore */
8639                 st->regs[i].live |= REG_LIVE_DONE;
8640                 if (!(live & REG_LIVE_READ))
8641                         /* since the register is unused, clear its state
8642                          * to make further comparison simpler
8643                          */
8644                         __mark_reg_not_init(env, &st->regs[i]);
8645         }
8646
8647         for (i = 0; i < st->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
8648                 live = st->stack[i].spilled_ptr.live;
8649                 /* liveness must not touch this stack slot anymore */
8650                 st->stack[i].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_DONE;
8651                 if (!(live & REG_LIVE_READ)) {
8652                         __mark_reg_not_init(env, &st->stack[i].spilled_ptr);
8653                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
8654                                 st->stack[i].slot_type[j] = STACK_INVALID;
8655                 }
8656         }
8657 }
8658
8659 static void clean_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
8660                                  struct bpf_verifier_state *st)
8661 {
8662         int i;
8663
8664         if (st->frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE)
8665                 /* all regs in this state in all frames were already marked */
8666                 return;
8667
8668         for (i = 0; i <= st->curframe; i++)
8669                 clean_func_state(env, st->frame[i]);
8670 }
8671
8672 /* the parentage chains form a tree.
8673  * the verifier states are added to state lists at given insn and
8674  * pushed into state stack for future exploration.
8675  * when the verifier reaches bpf_exit insn some of the verifer states
8676  * stored in the state lists have their final liveness state already,
8677  * but a lot of states will get revised from liveness point of view when
8678  * the verifier explores other branches.
8679  * Example:
8680  * 1: r0 = 1
8681  * 2: if r1 == 100 goto pc+1
8682  * 3: r0 = 2
8683  * 4: exit
8684  * when the verifier reaches exit insn the register r0 in the state list of
8685  * insn 2 will be seen as !REG_LIVE_READ. Then the verifier pops the other_branch
8686  * of insn 2 and goes exploring further. At the insn 4 it will walk the
8687  * parentage chain from insn 4 into insn 2 and will mark r0 as REG_LIVE_READ.
8688  *
8689  * Since the verifier pushes the branch states as it sees them while exploring
8690  * the program the condition of walking the branch instruction for the second
8691  * time means that all states below this branch were already explored and
8692  * their final liveness markes are already propagated.
8693  * Hence when the verifier completes the search of state list in is_state_visited()
8694  * we can call this clean_live_states() function to mark all liveness states
8695  * as REG_LIVE_DONE to indicate that 'parent' pointers of 'struct bpf_reg_state'
8696  * will not be used.
8697  * This function also clears the registers and stack for states that !READ
8698  * to simplify state merging.
8699  *
8700  * Important note here that walking the same branch instruction in the callee
8701  * doesn't meant that the states are DONE. The verifier has to compare
8702  * the callsites
8703  */
8704 static void clean_live_states(struct bpf_verifier_env *env, int insn,
8705                               struct bpf_verifier_state *cur)
8706 {
8707         struct bpf_verifier_state_list *sl;
8708         int i;
8709
8710         sl = *explored_state(env, insn);
8711         while (sl) {
8712                 if (sl->state.branches)
8713                         goto next;
8714                 if (sl->state.insn_idx != insn ||
8715                     sl->state.curframe != cur->curframe)
8716                         goto next;
8717                 for (i = 0; i <= cur->curframe; i++)
8718                         if (sl->state.frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
8719                                 goto next;
8720                 clean_verifier_state(env, &sl->state);
8721 next:
8722                 sl = sl->next;
8723         }
8724 }
8725
8726 /* Returns true if (rold safe implies rcur safe) */
8727 static bool regsafe(struct bpf_reg_state *rold, struct bpf_reg_state *rcur,
8728                     struct idpair *idmap)
8729 {
8730         bool equal;
8731
8732         if (!(rold->live & REG_LIVE_READ))
8733                 /* explored state didn't use this */
8734                 return true;
8735
8736         equal = memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, parent)) == 0;
8737
8738         if (rold->type == PTR_TO_STACK)
8739                 /* two stack pointers are equal only if they're pointing to
8740                  * the same stack frame, since fp-8 in foo != fp-8 in bar
8741                  */
8742                 return equal && rold->frameno == rcur->frameno;
8743
8744         if (equal)
8745                 return true;
8746
8747         if (rold->type == NOT_INIT)
8748                 /* explored state can't have used this */
8749                 return true;
8750         if (rcur->type == NOT_INIT)
8751                 return false;
8752         switch (rold->type) {
8753         case SCALAR_VALUE:
8754                 if (rcur->type == SCALAR_VALUE) {
8755                         if (!rold->precise && !rcur->precise)
8756                                 return true;
8757                         /* new val must satisfy old val knowledge */
8758                         return range_within(rold, rcur) &&
8759                                tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
8760                 } else {
8761                         /* We're trying to use a pointer in place of a scalar.
8762                          * Even if the scalar was unbounded, this could lead to
8763                          * pointer leaks because scalars are allowed to leak
8764                          * while pointers are not. We could make this safe in
8765                          * special cases if root is calling us, but it's
8766                          * probably not worth the hassle.
8767                          */
8768                         return false;
8769                 }
8770         case PTR_TO_MAP_VALUE:
8771                 /* If the new min/max/var_off satisfy the old ones and
8772                  * everything else matches, we are OK.
8773                  * 'id' is not compared, since it's only used for maps with
8774                  * bpf_spin_lock inside map element and in such cases if
8775                  * the rest of the prog is valid for one map element then
8776                  * it's valid for all map elements regardless of the key
8777                  * used in bpf_map_lookup()
8778                  */
8779                 return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
8780                        range_within(rold, rcur) &&
8781                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
8782         case PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL:
8783                 /* a PTR_TO_MAP_VALUE could be safe to use as a
8784                  * PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL into the same map.
8785                  * However, if the old PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL then got NULL-
8786                  * checked, doing so could have affected others with the same
8787                  * id, and we can't check for that because we lost the id when
8788                  * we converted to a PTR_TO_MAP_VALUE.
8789                  */
8790                 if (rcur->type != PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL)
8791                         return false;
8792                 if (memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)))
8793                         return false;
8794                 /* Check our ids match any regs they're supposed to */
8795                 return check_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
8796         case PTR_TO_PACKET_META:
8797         case PTR_TO_PACKET:
8798                 if (rcur->type != rold->type)
8799                         return false;
8800                 /* We must have at least as much range as the old ptr
8801                  * did, so that any accesses which were safe before are
8802                  * still safe.  This is true even if old range < old off,
8803                  * since someone could have accessed through (ptr - k), or
8804                  * even done ptr -= k in a register, to get a safe access.
8805                  */
8806                 if (rold->range > rcur->range)
8807                         return false;
8808                 /* If the offsets don't match, we can't trust our alignment;
8809                  * nor can we be sure that we won't fall out of range.
8810                  */
8811                 if (rold->off != rcur->off)
8812                         return false;
8813                 /* id relations must be preserved */
8814                 if (rold->id && !check_ids(rold->id, rcur->id, idmap))
8815                         return false;
8816                 /* new val must satisfy old val knowledge */
8817                 return range_within(rold, rcur) &&
8818                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
8819         case PTR_TO_CTX:
8820         case CONST_PTR_TO_MAP:
8821         case PTR_TO_PACKET_END:
8822         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
8823         case PTR_TO_SOCKET:
8824         case PTR_TO_SOCKET_OR_NULL:
8825         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
8826         case PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL:
8827         case PTR_TO_TCP_SOCK:
8828         case PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL:
8829         case PTR_TO_XDP_SOCK:
8830                 /* Only valid matches are exact, which memcmp() above
8831                  * would have accepted
8832                  */
8833         default:
8834                 /* Don't know what's going on, just say it's not safe */
8835                 return false;
8836         }
8837
8838         /* Shouldn't get here; if we do, say it's not safe */
8839         WARN_ON_ONCE(1);
8840         return false;
8841 }
8842
8843 static bool stacksafe(struct bpf_func_state *old,
8844                       struct bpf_func_state *cur,
8845                       struct idpair *idmap)
8846 {
8847         int i, spi;
8848
8849         /* walk slots of the explored stack and ignore any additional
8850          * slots in the current stack, since explored(safe) state
8851          * didn't use them
8852          */
8853         for (i = 0; i < old->allocated_stack; i++) {
8854                 spi = i / BPF_REG_SIZE;
8855
8856                 if (!(old->stack[spi].spilled_ptr.live & REG_LIVE_READ)) {
8857                         i += BPF_REG_SIZE - 1;
8858                         /* explored state didn't use this */
8859                         continue;
8860                 }
8861
8862                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_INVALID)
8863                         continue;
8864
8865                 /* explored stack has more populated slots than current stack
8866                  * and these slots were used
8867                  */
8868                 if (i >= cur->allocated_stack)
8869                         return false;
8870
8871                 /* if old state was safe with misc data in the stack
8872                  * it will be safe with zero-initialized stack.
8873                  * The opposite is not true
8874                  */
8875                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC &&
8876                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_ZERO)
8877                         continue;
8878                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] !=
8879                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE])
8880                         /* Ex: old explored (safe) state has STACK_SPILL in
8881                          * this stack slot, but current has STACK_MISC ->
8882                          * this verifier states are not equivalent,
8883                          * return false to continue verification of this path
8884                          */
8885                         return false;
8886                 if (i % BPF_REG_SIZE)
8887                         continue;
8888                 if (old->stack[spi].slot_type[0] != STACK_SPILL)
8889                         continue;
8890                 if (!regsafe(&old->stack[spi].spilled_ptr,
8891                              &cur->stack[spi].spilled_ptr,
8892                              idmap))
8893                         /* when explored and current stack slot are both storing
8894                          * spilled registers, check that stored pointers types
8895                          * are the same as well.
8896                          * Ex: explored safe path could have stored
8897                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -8}
8898                          * but current path has stored:
8899                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -16}
8900                          * such verifier states are not equivalent.
8901                          * return false to continue verification of this path
8902                          */
8903                         return false;
8904         }
8905         return true;
8906 }
8907
8908 static bool refsafe(struct bpf_func_state *old, struct bpf_func_state *cur)
8909 {
8910         if (old->acquired_refs != cur->acquired_refs)
8911                 return false;
8912         return !memcmp(old->refs, cur->refs,
8913                        sizeof(*old->refs) * old->acquired_refs);
8914 }
8915
8916 /* compare two verifier states
8917  *
8918  * all states stored in state_list are known to be valid, since
8919  * verifier reached 'bpf_exit' instruction through them
8920  *
8921  * this function is called when verifier exploring different branches of
8922  * execution popped from the state stack. If it sees an old state that has
8923  * more strict register state and more strict stack state then this execution
8924  * branch doesn't need to be explored further, since verifier already
8925  * concluded that more strict state leads to valid finish.
8926  *
8927  * Therefore two states are equivalent if register state is more conservative
8928  * and explored stack state is more conservative than the current one.
8929  * Example:
8930  *       explored                   current
8931  * (slot1=INV slot2=MISC) == (slot1=MISC slot2=MISC)
8932  * (slot1=MISC slot2=MISC) != (slot1=INV slot2=MISC)
8933  *
8934  * In other words if current stack state (one being explored) has more
8935  * valid slots than old one that already passed validation, it means
8936  * the verifier can stop exploring and conclude that current state is valid too
8937  *
8938  * Similarly with registers. If explored state has register type as invalid
8939  * whereas register type in current state is meaningful, it means that
8940  * the current state will reach 'bpf_exit' instruction safely
8941  */
8942 static bool func_states_equal(struct bpf_func_state *old,
8943                               struct bpf_func_state *cur)
8944 {
8945         struct idpair *idmap;
8946         bool ret = false;
8947         int i;
8948
8949         idmap = kcalloc(ID_MAP_SIZE, sizeof(struct idpair), GFP_KERNEL);
8950         /* If we failed to allocate the idmap, just say it's not safe */
8951         if (!idmap)
8952                 return false;
8953
8954         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
8955                 if (!regsafe(&old->regs[i], &cur->regs[i], idmap))
8956                         goto out_free;
8957         }
8958
8959         if (!stacksafe(old, cur, idmap))
8960                 goto out_free;
8961
8962         if (!refsafe(old, cur))
8963                 goto out_free;
8964         ret = true;
8965 out_free:
8966         kfree(idmap);
8967         return ret;
8968 }
8969
8970 static bool states_equal(struct bpf_verifier_env *env,
8971                          struct bpf_verifier_state *old,
8972                          struct bpf_verifier_state *cur)
8973 {
8974         int i;
8975
8976         if (old->curframe != cur->curframe)
8977                 return false;
8978
8979         /* Verification state from speculative execution simulation
8980          * must never prune a non-speculative execution one.
8981          */
8982         if (old->speculative && !cur->speculative)
8983                 return false;
8984
8985         if (old->active_spin_lock != cur->active_spin_lock)
8986                 return false;
8987
8988         /* for states to be equal callsites have to be the same
8989          * and all frame states need to be equivalent
8990          */
8991         for (i = 0; i <= old->curframe; i++) {
8992                 if (old->frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
8993                         return false;
8994                 if (!func_states_equal(old->frame[i], cur->frame[i]))
8995                         return false;
8996         }
8997         return true;
8998 }
8999
9000 /* Return 0 if no propagation happened. Return negative error code if error
9001  * happened. Otherwise, return the propagated bit.
9002  */
9003 static int propagate_liveness_reg(struct bpf_verifier_env *env,
9004                                   struct bpf_reg_state *reg,
9005                                   struct bpf_reg_state *parent_reg)
9006 {
9007         u8 parent_flag = parent_reg->live & REG_LIVE_READ;
9008         u8 flag = reg->live & REG_LIVE_READ;
9009         int err;
9010
9011         /* When comes here, read flags of PARENT_REG or REG could be any of
9012          * REG_LIVE_READ64, REG_LIVE_READ32, REG_LIVE_NONE. There is no need
9013          * of propagation if PARENT_REG has strongest REG_LIVE_READ64.
9014          */
9015         if (parent_flag == REG_LIVE_READ64 ||
9016             /* Or if there is no read flag from REG. */
9017             !flag ||
9018             /* Or if the read flag from REG is the same as PARENT_REG. */
9019             parent_flag == flag)
9020                 return 0;
9021
9022         err = mark_reg_read(env, reg, parent_reg, flag);
9023         if (err)
9024                 return err;
9025
9026         return flag;
9027 }
9028
9029 /* A write screens off any subsequent reads; but write marks come from the
9030  * straight-line code between a state and its parent.  When we arrive at an
9031  * equivalent state (jump target or such) we didn't arrive by the straight-line
9032  * code, so read marks in the state must propagate to the parent regardless
9033  * of the state's write marks. That's what 'parent == state->parent' comparison
9034  * in mark_reg_read() is for.
9035  */
9036 static int propagate_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
9037                               const struct bpf_verifier_state *vstate,
9038                               struct bpf_verifier_state *vparent)
9039 {
9040         struct bpf_reg_state *state_reg, *parent_reg;
9041         struct bpf_func_state *state, *parent;
9042         int i, frame, err = 0;
9043
9044         if (vparent->curframe != vstate->curframe) {
9045                 WARN(1, "propagate_live: parent frame %d current frame %d\n",
9046                      vparent->curframe, vstate->curframe);
9047                 return -EFAULT;
9048         }
9049         /* Propagate read liveness of registers... */
9050         BUILD_BUG_ON(BPF_REG_FP + 1 != MAX_BPF_REG);
9051         for (frame = 0; frame <= vstate->curframe; frame++) {
9052                 parent = vparent->frame[frame];
9053                 state = vstate->frame[frame];
9054                 parent_reg = parent->regs;
9055                 state_reg = state->regs;
9056                 /* We don't need to worry about FP liveness, it's read-only */
9057                 for (i = frame < vstate->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
9058                         err = propagate_liveness_reg(env, &state_reg[i],
9059                                                      &parent_reg[i]);
9060                         if (err < 0)
9061                                 return err;
9062                         if (err == REG_LIVE_READ64)
9063                                 mark_insn_zext(env, &parent_reg[i]);
9064                 }
9065
9066                 /* Propagate stack slots. */
9067                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE &&
9068                             i < parent->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
9069                         parent_reg = &parent->stack[i].spilled_ptr;
9070                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
9071                         err = propagate_liveness_reg(env, state_reg,
9072                                                      parent_reg);
9073                         if (err < 0)
9074                                 return err;
9075                 }
9076         }
9077         return 0;
9078 }
9079
9080 /* find precise scalars in the previous equivalent state and
9081  * propagate them into the current state
9082  */
9083 static int propagate_precision(struct bpf_verifier_env *env,
9084                                const struct bpf_verifier_state *old)
9085 {
9086         struct bpf_reg_state *state_reg;
9087         struct bpf_func_state *state;
9088         int i, err = 0;
9089
9090         state = old->frame[old->curframe];
9091         state_reg = state->regs;
9092         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++, state_reg++) {
9093                 if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
9094                     !state_reg->precise)
9095                         continue;
9096                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
9097                         verbose(env, "propagating r%d\n", i);
9098                 err = mark_chain_precision(env, i);
9099                 if (err < 0)
9100                         return err;
9101         }
9102
9103         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
9104                 if (state->stack[i].slot_type[0] != STACK_SPILL)
9105                         continue;
9106                 state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
9107                 if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
9108                     !state_reg->precise)
9109                         continue;
9110                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
9111                         verbose(env, "propagating fp%d\n",
9112                                 (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
9113                 err = mark_chain_precision_stack(env, i);
9114                 if (err < 0)
9115                         return err;
9116         }
9117         return 0;
9118 }
9119
9120 static bool states_maybe_looping(struct bpf_verifier_state *old,
9121                                  struct bpf_verifier_state *cur)
9122 {
9123         struct bpf_func_state *fold, *fcur;
9124         int i, fr = cur->curframe;
9125
9126         if (old->curframe != fr)
9127                 return false;
9128
9129         fold = old->frame[fr];
9130         fcur = cur->frame[fr];
9131         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
9132                 if (memcmp(&fold->regs[i], &fcur->regs[i],
9133                            offsetof(struct bpf_reg_state, parent)))
9134                         return false;
9135         return true;
9136 }
9137
9138
9139 static int is_state_visited(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
9140 {
9141         struct bpf_verifier_state_list *new_sl;
9142         struct bpf_verifier_state_list *sl, **pprev;
9143         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state, *new;
9144         int i, j, err, states_cnt = 0;
9145         bool add_new_state = env->test_state_freq ? true : false;
9146
9147         cur->last_insn_idx = env->prev_insn_idx;
9148         if (!env->insn_aux_data[insn_idx].prune_point)
9149                 /* this 'insn_idx' instruction wasn't marked, so we will not
9150                  * be doing state search here
9151                  */
9152                 return 0;
9153
9154         /* bpf progs typically have pruning point every 4 instructions
9155          * http://vger.kernel.org/bpfconf2019.html#session-1
9156          * Do not add new state for future pruning if the verifier hasn't seen
9157          * at least 2 jumps and at least 8 instructions.
9158          * This heuristics helps decrease 'total_states' and 'peak_states' metric.
9159          * In tests that amounts to up to 50% reduction into total verifier
9160          * memory consumption and 20% verifier time speedup.
9161          */
9162         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed >= 2 &&
9163             env->insn_processed - env->prev_insn_processed >= 8)
9164                 add_new_state = true;
9165
9166         pprev = explored_state(env, insn_idx);
9167         sl = *pprev;
9168
9169         clean_live_states(env, insn_idx, cur);
9170
9171         while (sl) {
9172                 states_cnt++;
9173                 if (sl->state.insn_idx != insn_idx)
9174                         goto next;
9175                 if (sl->state.branches) {
9176                         if (states_maybe_looping(&sl->state, cur) &&
9177                             states_equal(env, &sl->state, cur)) {
9178                                 verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
9179                                 verbose(env, "infinite loop detected at insn %d\n", insn_idx);
9180                                 return -EINVAL;
9181                         }
9182                         /* if the verifier is processing a loop, avoid adding new state
9183                          * too often, since different loop iterations have distinct
9184                          * states and may not help future pruning.
9185                          * This threshold shouldn't be too low to make sure that
9186                          * a loop with large bound will be rejected quickly.
9187                          * The most abusive loop will be:
9188                          * r1 += 1
9189                          * if r1 < 1000000 goto pc-2
9190                          * 1M insn_procssed limit / 100 == 10k peak states.
9191                          * This threshold shouldn't be too high either, since states
9192                          * at the end of the loop are likely to be useful in pruning.
9193                          */
9194                         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed < 20 &&
9195                             env->insn_processed - env->prev_insn_processed < 100)
9196                                 add_new_state = false;
9197                         goto miss;
9198                 }
9199                 if (states_equal(env, &sl->state, cur)) {
9200                         sl->hit_cnt++;
9201                         /* reached equivalent register/stack state,
9202                          * prune the search.
9203                          * Registers read by the continuation are read by us.
9204                          * If we have any write marks in env->cur_state, they
9205                          * will prevent corresponding reads in the continuation
9206                          * from reaching our parent (an explored_state).  Our
9207                          * own state will get the read marks recorded, but
9208                          * they'll be immediately forgotten as we're pruning
9209                          * this state and will pop a new one.
9210                          */
9211                         err = propagate_liveness(env, &sl->state, cur);
9212
9213                         /* if previous state reached the exit with precision and
9214                          * current state is equivalent to it (except precsion marks)
9215                          * the precision needs to be propagated back in
9216                          * the current state.
9217                          */
9218                         err = err ? : push_jmp_history(env, cur);
9219                         err = err ? : propagate_precision(env, &sl->state);
9220                         if (err)
9221                                 return err;
9222                         return 1;
9223                 }
9224 miss:
9225                 /* when new state is not going to be added do not increase miss count.
9226                  * Otherwise several loop iterations will remove the state
9227                  * recorded earlier. The goal of these heuristics is to have
9228                  * states from some iterations of the loop (some in the beginning
9229                  * and some at the end) to help pruning.
9230                  */
9231                 if (add_new_state)
9232                         sl->miss_cnt++;
9233                 /* heuristic to determine whether this state is beneficial
9234                  * to keep checking from state equivalence point of view.
9235                  * Higher numbers increase max_states_per_insn and verification time,
9236                  * but do not meaningfully decrease insn_processed.
9237                  */
9238                 if (sl->miss_cnt > sl->hit_cnt * 3 + 3) {
9239                         /* the state is unlikely to be useful. Remove it to
9240                          * speed up verification
9241                          */
9242                         *pprev = sl->next;
9243                         if (sl->state.frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE) {
9244                                 u32 br = sl->state.branches;
9245
9246                                 WARN_ONCE(br,
9247                                           "BUG live_done but branches_to_explore %d\n",
9248                                           br);
9249                                 free_verifier_state(&sl->state, false);
9250                                 kfree(sl);
9251                                 env->peak_states--;
9252                         } else {
9253                                 /* cannot free this state, since parentage chain may
9254                                  * walk it later. Add it for free_list instead to
9255                                  * be freed at the end of verification
9256                                  */
9257                                 sl->next = env->free_list;
9258                                 env->free_list = sl;
9259                         }
9260                         sl = *pprev;
9261                         continue;
9262                 }
9263 next:
9264                 pprev = &sl->next;
9265                 sl = *pprev;
9266         }
9267
9268         if (env->max_states_per_insn < states_cnt)
9269                 env->max_states_per_insn = states_cnt;
9270
9271         if (!env->bpf_capable && states_cnt > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES)
9272                 return push_jmp_history(env, cur);
9273
9274         if (!add_new_state)
9275                 return push_jmp_history(env, cur);
9276
9277         /* There were no equivalent states, remember the current one.
9278          * Technically the current state is not proven to be safe yet,
9279          * but it will either reach outer most bpf_exit (which means it's safe)
9280          * or it will be rejected. When there are no loops the verifier won't be
9281          * seeing this tuple (frame[0].callsite, frame[1].callsite, .. insn_idx)
9282          * again on the way to bpf_exit.
9283          * When looping the sl->state.branches will be > 0 and this state
9284          * will not be considered for equivalence until branches == 0.
9285          */
9286         new_sl = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state_list), GFP_KERNEL);
9287         if (!new_sl)
9288                 return -ENOMEM;
9289         env->total_states++;
9290         env->peak_states++;
9291         env->prev_jmps_processed = env->jmps_processed;
9292         env->prev_insn_processed = env->insn_processed;
9293
9294         /* add new state to the head of linked list */
9295         new = &new_sl->state;
9296         err = copy_verifier_state(new, cur);
9297         if (err) {
9298                 free_verifier_state(new, false);
9299                 kfree(new_sl);
9300                 return err;
9301         }
9302         new->insn_idx = insn_idx;
9303         WARN_ONCE(new->branches != 1,
9304                   "BUG is_state_visited:branches_to_explore=%d insn %d\n", new->branches, insn_idx);
9305
9306         cur->parent = new;
9307         cur->first_insn_idx = insn_idx;
9308         clear_jmp_history(cur);
9309         new_sl->next = *explored_state(env, insn_idx);
9310         *explored_state(env, insn_idx) = new_sl;
9311         /* connect new state to parentage chain. Current frame needs all
9312          * registers connected. Only r6 - r9 of the callers are alive (pushed
9313          * to the stack implicitly by JITs) so in callers' frames connect just
9314          * r6 - r9 as an optimization. Callers will have r1 - r5 connected to
9315          * the state of the call instruction (with WRITTEN set), and r0 comes
9316          * from callee with its full parentage chain, anyway.
9317          */
9318         /* clear write marks in current state: the writes we did are not writes
9319          * our child did, so they don't screen off its reads from us.
9320          * (There are no read marks in current state, because reads always mark
9321          * their parent and current state never has children yet.  Only
9322          * explored_states can get read marks.)
9323          */
9324         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
9325                 for (i = j < cur->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++)
9326                         cur->frame[j]->regs[i].parent = &new->frame[j]->regs[i];
9327                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++)
9328                         cur->frame[j]->regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
9329         }
9330
9331         /* all stack frames are accessible from callee, clear them all */
9332         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
9333                 struct bpf_func_state *frame = cur->frame[j];
9334                 struct bpf_func_state *newframe = new->frame[j];
9335
9336                 for (i = 0; i < frame->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
9337                         frame->stack[i].spilled_ptr.live = REG_LIVE_NONE;
9338                         frame->stack[i].spilled_ptr.parent =
9339                                                 &newframe->stack[i].spilled_ptr;
9340                 }
9341         }
9342         return 0;
9343 }
9344
9345 /* Return true if it's OK to have the same insn return a different type. */
9346 static bool reg_type_mismatch_ok(enum bpf_reg_type type)
9347 {
9348         switch (type) {
9349         case PTR_TO_CTX:
9350         case PTR_TO_SOCKET:
9351         case PTR_TO_SOCKET_OR_NULL:
9352         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
9353         case PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL:
9354         case PTR_TO_TCP_SOCK:
9355         case PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL:
9356         case PTR_TO_XDP_SOCK:
9357         case PTR_TO_BTF_ID:
9358         case PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL:
9359                 return false;
9360         default:
9361                 return true;
9362         }
9363 }
9364
9365 /* If an instruction was previously used with particular pointer types, then we
9366  * need to be careful to avoid cases such as the below, where it may be ok
9367  * for one branch accessing the pointer, but not ok for the other branch:
9368  *
9369  * R1 = sock_ptr
9370  * goto X;
9371  * ...
9372  * R1 = some_other_valid_ptr;
9373  * goto X;
9374  * ...
9375  * R2 = *(u32 *)(R1 + 0);
9376  */
9377 static bool reg_type_mismatch(enum bpf_reg_type src, enum bpf_reg_type prev)
9378 {
9379         return src != prev && (!reg_type_mismatch_ok(src) ||
9380                                !reg_type_mismatch_ok(prev));
9381 }
9382
9383 static int do_check(struct bpf_verifier_env *env)
9384 {
9385         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
9386         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
9387         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
9388         struct bpf_reg_state *regs;
9389         int insn_cnt = env->prog->len;
9390         bool do_print_state = false;
9391         int prev_insn_idx = -1;
9392
9393         for (;;) {
9394                 struct bpf_insn *insn;
9395                 u8 class;
9396                 int err;
9397
9398                 env->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
9399                 if (env->insn_idx >= insn_cnt) {
9400                         verbose(env, "invalid insn idx %d insn_cnt %d\n",
9401                                 env->insn_idx, insn_cnt);
9402                         return -EFAULT;
9403                 }
9404
9405                 insn = &insns[env->insn_idx];
9406                 class = BPF_CLASS(insn->code);
9407
9408                 if (++env->insn_processed > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS) {
9409                         verbose(env,
9410                                 "BPF program is too large. Processed %d insn\n",
9411                                 env->insn_processed);
9412                         return -E2BIG;
9413                 }
9414
9415                 err = is_state_visited(env, env->insn_idx);
9416                 if (err < 0)
9417                         return err;
9418                 if (err == 1) {
9419                         /* found equivalent state, can prune the search */
9420                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
9421                                 if (do_print_state)
9422                                         verbose(env, "\nfrom %d to %d%s: safe\n",
9423                                                 env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
9424                                                 env->cur_state->speculative ?
9425                                                 " (speculative execution)" : "");
9426                                 else
9427                                         verbose(env, "%d: safe\n", env->insn_idx);
9428                         }
9429                         goto process_bpf_exit;
9430                 }
9431
9432                 if (signal_pending(current))
9433                         return -EAGAIN;
9434
9435                 if (need_resched())
9436                         cond_resched();
9437
9438                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2 ||
9439                     (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL && do_print_state)) {
9440                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
9441                                 verbose(env, "%d:", env->insn_idx);
9442                         else
9443                                 verbose(env, "\nfrom %d to %d%s:",
9444                                         env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
9445                                         env->cur_state->speculative ?
9446                                         " (speculative execution)" : "");
9447                         print_verifier_state(env, state->frame[state->curframe]);
9448                         do_print_state = false;
9449                 }
9450
9451                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
9452                         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
9453                                 .cb_print       = verbose,
9454                                 .private_data   = env,
9455                         };
9456
9457                         verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
9458                         verbose(env, "%d: ", env->insn_idx);
9459                         print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
9460                 }
9461
9462                 if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
9463                         err = bpf_prog_offload_verify_insn(env, env->insn_idx,
9464                                                            env->prev_insn_idx);
9465                         if (err)
9466                                 return err;
9467                 }
9468
9469                 regs = cur_regs(env);
9470                 env->insn_aux_data[env->insn_idx].seen = env->pass_cnt;
9471                 prev_insn_idx = env->insn_idx;
9472
9473                 if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
9474                         err = check_alu_op(env, insn);
9475                         if (err)
9476                                 return err;
9477
9478                 } else if (class == BPF_LDX) {
9479                         enum bpf_reg_type *prev_src_type, src_reg_type;
9480
9481                         /* check for reserved fields is already done */
9482
9483                         /* check src operand */
9484                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
9485                         if (err)
9486                                 return err;
9487
9488                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
9489                         if (err)
9490                                 return err;
9491
9492                         src_reg_type = regs[insn->src_reg].type;
9493
9494                         /* check that memory (src_reg + off) is readable,
9495                          * the state of dst_reg will be updated by this func
9496                          */
9497                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->src_reg,
9498                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
9499                                                BPF_READ, insn->dst_reg, false);
9500                         if (err)
9501                                 return err;
9502
9503                         prev_src_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
9504
9505                         if (*prev_src_type == NOT_INIT) {
9506                                 /* saw a valid insn
9507                                  * dst_reg = *(u32 *)(src_reg + off)
9508                                  * save type to validate intersecting paths
9509                                  */
9510                                 *prev_src_type = src_reg_type;
9511
9512                         } else if (reg_type_mismatch(src_reg_type, *prev_src_type)) {
9513                                 /* ABuser program is trying to use the same insn
9514                                  * dst_reg = *(u32*) (src_reg + off)
9515                                  * with different pointer types:
9516                                  * src_reg == ctx in one branch and
9517                                  * src_reg == stack|map in some other branch.
9518                                  * Reject it.
9519                                  */
9520                                 verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
9521                                 return -EINVAL;
9522                         }
9523
9524                 } else if (class == BPF_STX) {
9525                         enum bpf_reg_type *prev_dst_type, dst_reg_type;
9526
9527                         if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_XADD) {
9528                                 err = check_xadd(env, env->insn_idx, insn);
9529                                 if (err)
9530                                         return err;
9531                                 env->insn_idx++;
9532                                 continue;
9533                         }
9534
9535                         /* check src1 operand */
9536                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
9537                         if (err)
9538                                 return err;
9539                         /* check src2 operand */
9540                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
9541                         if (err)
9542                                 return err;
9543
9544                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
9545
9546                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
9547                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
9548                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
9549                                                BPF_WRITE, insn->src_reg, false);
9550                         if (err)
9551                                 return err;
9552
9553                         prev_dst_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
9554
9555                         if (*prev_dst_type == NOT_INIT) {
9556                                 *prev_dst_type = dst_reg_type;
9557                         } else if (reg_type_mismatch(dst_reg_type, *prev_dst_type)) {
9558                                 verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
9559                                 return -EINVAL;
9560                         }
9561
9562                 } else if (class == BPF_ST) {
9563                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM ||
9564                             insn->src_reg != BPF_REG_0) {
9565                                 verbose(env, "BPF_ST uses reserved fields\n");
9566                                 return -EINVAL;
9567                         }
9568                         /* check src operand */
9569                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
9570                         if (err)
9571                                 return err;
9572
9573                         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg)) {
9574                                 verbose(env, "BPF_ST stores into R%d %s is not allowed\n",
9575                                         insn->dst_reg,
9576                                         reg_type_str[reg_state(env, insn->dst_reg)->type]);
9577                                 return -EACCES;
9578                         }
9579
9580                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
9581                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
9582                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
9583                                                BPF_WRITE, -1, false);
9584                         if (err)
9585                                 return err;
9586
9587                 } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
9588                         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
9589
9590                         env->jmps_processed++;
9591                         if (opcode == BPF_CALL) {
9592                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
9593                                     insn->off != 0 ||
9594                                     (insn->src_reg != BPF_REG_0 &&
9595                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL) ||
9596                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
9597                                     class == BPF_JMP32) {
9598                                         verbose(env, "BPF_CALL uses reserved fields\n");
9599                                         return -EINVAL;
9600                                 }
9601
9602                                 if (env->cur_state->active_spin_lock &&
9603                                     (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL ||
9604                                      insn->imm != BPF_FUNC_spin_unlock)) {
9605                                         verbose(env, "function calls are not allowed while holding a lock\n");
9606                                         return -EINVAL;
9607                                 }
9608                                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
9609                                         err = check_func_call(env, insn, &env->insn_idx);
9610                                 else
9611                                         err = check_helper_call(env, insn->imm, env->insn_idx);
9612                                 if (err)
9613                                         return err;
9614
9615                         } else if (opcode == BPF_JA) {
9616                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
9617                                     insn->imm != 0 ||
9618                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
9619                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
9620                                     class == BPF_JMP32) {
9621                                         verbose(env, "BPF_JA uses reserved fields\n");
9622                                         return -EINVAL;
9623                                 }
9624
9625                                 env->insn_idx += insn->off + 1;
9626                                 continue;
9627
9628                         } else if (opcode == BPF_EXIT) {
9629                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
9630                                     insn->imm != 0 ||
9631                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
9632                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
9633                                     class == BPF_JMP32) {
9634                                         verbose(env, "BPF_EXIT uses reserved fields\n");
9635                                         return -EINVAL;
9636                                 }
9637
9638                                 if (env->cur_state->active_spin_lock) {
9639                                         verbose(env, "bpf_spin_unlock is missing\n");
9640                                         return -EINVAL;
9641                                 }
9642
9643                                 if (state->curframe) {
9644                                         /* exit from nested function */
9645                                         err = prepare_func_exit(env, &env->insn_idx);
9646                                         if (err)
9647                                                 return err;
9648                                         do_print_state = true;
9649                                         continue;
9650                                 }
9651
9652                                 err = check_reference_leak(env);
9653                                 if (err)
9654                                         return err;
9655
9656                                 err = check_return_code(env);
9657                                 if (err)
9658                                         return err;
9659 process_bpf_exit:
9660                                 update_branch_counts(env, env->cur_state);
9661                                 err = pop_stack(env, &prev_insn_idx,
9662                                                 &env->insn_idx, pop_log);
9663                                 if (err < 0) {
9664                                         if (err != -ENOENT)
9665                                                 return err;
9666                                         break;
9667                                 } else {
9668                                         do_print_state = true;
9669                                         continue;
9670                                 }
9671                         } else {
9672                                 err = check_cond_jmp_op(env, insn, &env->insn_idx);
9673                                 if (err)
9674                                         return err;
9675                         }
9676                 } else if (class == BPF_LD) {
9677                         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
9678
9679                         if (mode == BPF_ABS || mode == BPF_IND) {
9680                                 err = check_ld_abs(env, insn);
9681                                 if (err)
9682                                         return err;
9683
9684                         } else if (mode == BPF_IMM) {
9685                                 err = check_ld_imm(env, insn);
9686                                 if (err)
9687                                         return err;
9688
9689                                 env->insn_idx++;
9690                                 env->insn_aux_data[env->insn_idx].seen = env->pass_cnt;
9691                         } else {
9692                                 verbose(env, "invalid BPF_LD mode\n");
9693                                 return -EINVAL;
9694                         }
9695                 } else {
9696                         verbose(env, "unknown insn class %d\n", class);
9697                         return -EINVAL;
9698                 }
9699
9700                 env->insn_idx++;
9701         }
9702
9703         return 0;
9704 }
9705
9706 /* replace pseudo btf_id with kernel symbol address */
9707 static int check_pseudo_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
9708                                struct bpf_insn *insn,
9709                                struct bpf_insn_aux_data *aux)
9710 {
9711         const struct btf_var_secinfo *vsi;
9712         const struct btf_type *datasec;
9713         const struct btf_type *t;
9714         const char *sym_name;
9715         bool percpu = false;
9716         u32 type, id = insn->imm;
9717         s32 datasec_id;
9718         u64 addr;
9719         int i;
9720
9721         if (!btf_vmlinux) {
9722                 verbose(env, "kernel is missing BTF, make sure CONFIG_DEBUG_INFO_BTF=y is specified in Kconfig.\n");
9723                 return -EINVAL;
9724         }
9725
9726         if (insn[1].imm != 0) {
9727                 verbose(env, "reserved field (insn[1].imm) is used in pseudo_btf_id ldimm64 insn.\n");
9728                 return -EINVAL;
9729         }
9730
9731         t = btf_type_by_id(btf_vmlinux, id);
9732         if (!t) {
9733                 verbose(env, "ldimm64 insn specifies invalid btf_id %d.\n", id);
9734                 return -ENOENT;
9735         }
9736
9737         if (!btf_type_is_var(t)) {
9738                 verbose(env, "pseudo btf_id %d in ldimm64 isn't KIND_VAR.\n",
9739                         id);
9740                 return -EINVAL;
9741         }
9742
9743         sym_name = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
9744         addr = kallsyms_lookup_name(sym_name);
9745         if (!addr) {
9746                 verbose(env, "ldimm64 failed to find the address for kernel symbol '%s'.\n",
9747                         sym_name);
9748                 return -ENOENT;
9749         }
9750
9751         datasec_id = btf_find_by_name_kind(btf_vmlinux, ".data..percpu",
9752                                            BTF_KIND_DATASEC);
9753         if (datasec_id > 0) {
9754                 datasec = btf_type_by_id(btf_vmlinux, datasec_id);
9755                 for_each_vsi(i, datasec, vsi) {
9756                         if (vsi->type == id) {
9757                                 percpu = true;
9758                                 break;
9759                         }
9760                 }
9761         }
9762
9763         insn[0].imm = (u32)addr;
9764         insn[1].imm = addr >> 32;
9765
9766         type = t->type;
9767         t = btf_type_skip_modifiers(btf_vmlinux, type, NULL);
9768         if (percpu) {
9769                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_PERCPU_BTF_ID;
9770                 aux->btf_var.btf = btf_vmlinux;
9771                 aux->btf_var.btf_id = type;
9772         } else if (!btf_type_is_struct(t)) {
9773                 const struct btf_type *ret;
9774                 const char *tname;
9775                 u32 tsize;
9776
9777                 /* resolve the type size of ksym. */
9778                 ret = btf_resolve_size(btf_vmlinux, t, &tsize);
9779                 if (IS_ERR(ret)) {
9780                         tname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
9781                         verbose(env, "ldimm64 unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
9782                                 tname, PTR_ERR(ret));
9783                         return -EINVAL;
9784                 }
9785                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM;
9786                 aux->btf_var.mem_size = tsize;
9787         } else {
9788                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID;
9789                 aux->btf_var.btf = btf_vmlinux;
9790                 aux->btf_var.btf_id = type;
9791         }
9792         return 0;
9793 }
9794
9795 static int check_map_prealloc(struct bpf_map *map)
9796 {
9797         return (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_HASH &&
9798                 map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH &&
9799                 map->map_type != BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS) ||
9800                 !(map->map_flags & BPF_F_NO_PREALLOC);
9801 }
9802
9803 static bool is_tracing_prog_type(enum bpf_prog_type type)
9804 {
9805         switch (type) {
9806         case BPF_PROG_TYPE_KPROBE:
9807         case BPF_PROG_TYPE_TRACEPOINT:
9808         case BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT:
9809         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
9810                 return true;
9811         default:
9812                 return false;
9813         }
9814 }
9815
9816 static bool is_preallocated_map(struct bpf_map *map)
9817 {
9818         if (!check_map_prealloc(map))
9819                 return false;
9820         if (map->inner_map_meta && !check_map_prealloc(map->inner_map_meta))
9821                 return false;
9822         return true;
9823 }
9824
9825 static int check_map_prog_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
9826                                         struct bpf_map *map,
9827                                         struct bpf_prog *prog)
9828
9829 {
9830         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
9831         /*
9832          * Validate that trace type programs use preallocated hash maps.
9833          *
9834          * For programs attached to PERF events this is mandatory as the
9835          * perf NMI can hit any arbitrary code sequence.
9836          *
9837          * All other trace types using preallocated hash maps are unsafe as
9838          * well because tracepoint or kprobes can be inside locked regions
9839          * of the memory allocator or at a place where a recursion into the
9840          * memory allocator would see inconsistent state.
9841          *
9842          * On RT enabled kernels run-time allocation of all trace type
9843          * programs is strictly prohibited due to lock type constraints. On
9844          * !RT kernels it is allowed for backwards compatibility reasons for
9845          * now, but warnings are emitted so developers are made aware of
9846          * the unsafety and can fix their programs before this is enforced.
9847          */
9848         if (is_tracing_prog_type(prog_type) && !is_preallocated_map(map)) {
9849                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT) {
9850                         verbose(env, "perf_event programs can only use preallocated hash map\n");
9851                         return -EINVAL;
9852                 }
9853                 if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT)) {
9854                         verbose(env, "trace type programs can only use preallocated hash map\n");
9855                         return -EINVAL;
9856                 }
9857                 WARN_ONCE(1, "trace type BPF program uses run-time allocation\n");
9858                 verbose(env, "trace type programs with run-time allocated hash maps are unsafe. Switch to preallocated hash maps.\n");
9859         }
9860
9861         if (map_value_has_spin_lock(map)) {
9862                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER) {
9863                         verbose(env, "socket filter progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
9864                         return -EINVAL;
9865                 }
9866
9867                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
9868                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
9869                         return -EINVAL;
9870                 }
9871
9872                 if (prog->aux->sleepable) {
9873                         verbose(env, "sleepable progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
9874                         return -EINVAL;
9875                 }
9876         }
9877
9878         if ((bpf_prog_is_dev_bound(prog->aux) || bpf_map_is_dev_bound(map)) &&
9879             !bpf_offload_prog_map_match(prog, map)) {
9880                 verbose(env, "offload device mismatch between prog and map\n");
9881                 return -EINVAL;
9882         }
9883
9884         if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_STRUCT_OPS) {
9885                 verbose(env, "bpf_struct_ops map cannot be used in prog\n");
9886                 return -EINVAL;
9887         }
9888
9889         if (prog->aux->sleepable)
9890                 switch (map->map_type) {
9891                 case BPF_MAP_TYPE_HASH:
9892                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_HASH:
9893                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY:
9894                         if (!is_preallocated_map(map)) {
9895                                 verbose(env,
9896                                         "Sleepable programs can only use preallocated hash maps\n");
9897                                 return -EINVAL;
9898                         }
9899                         break;
9900                 default:
9901                         verbose(env,
9902                                 "Sleepable programs can only use array and hash maps\n");
9903                         return -EINVAL;
9904                 }
9905
9906         return 0;
9907 }
9908
9909 static bool bpf_map_is_cgroup_storage(struct bpf_map *map)
9910 {
9911         return (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE ||
9912                 map->map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE);
9913 }
9914
9915 /* find and rewrite pseudo imm in ld_imm64 instructions:
9916  *
9917  * 1. if it accesses map FD, replace it with actual map pointer.
9918  * 2. if it accesses btf_id of a VAR, replace it with pointer to the var.
9919  *
9920  * NOTE: btf_vmlinux is required for converting pseudo btf_id.
9921  */
9922 static int resolve_pseudo_ldimm64(struct bpf_verifier_env *env)
9923 {
9924         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
9925         int insn_cnt = env->prog->len;
9926         int i, j, err;
9927
9928         err = bpf_prog_calc_tag(env->prog);
9929         if (err)
9930                 return err;
9931
9932         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
9933                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
9934                     (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0)) {
9935                         verbose(env, "BPF_LDX uses reserved fields\n");
9936                         return -EINVAL;
9937                 }
9938
9939                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX &&
9940                     ((BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM &&
9941                       BPF_MODE(insn->code) != BPF_XADD) || insn->imm != 0)) {
9942                         verbose(env, "BPF_STX uses reserved fields\n");
9943                         return -EINVAL;
9944                 }
9945
9946                 if (insn[0].code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW)) {
9947                         struct bpf_insn_aux_data *aux;
9948                         struct bpf_map *map;
9949                         struct fd f;
9950                         u64 addr;
9951
9952                         if (i == insn_cnt - 1 || insn[1].code != 0 ||
9953                             insn[1].dst_reg != 0 || insn[1].src_reg != 0 ||
9954                             insn[1].off != 0) {
9955                                 verbose(env, "invalid bpf_ld_imm64 insn\n");
9956                                 return -EINVAL;
9957                         }
9958
9959                         if (insn[0].src_reg == 0)
9960                                 /* valid generic load 64-bit imm */
9961                                 goto next_insn;
9962
9963                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
9964                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
9965                                 err = check_pseudo_btf_id(env, insn, aux);
9966                                 if (err)
9967                                         return err;
9968                                 goto next_insn;
9969                         }
9970
9971                         /* In final convert_pseudo_ld_imm64() step, this is
9972                          * converted into regular 64-bit imm load insn.
9973                          */
9974                         if ((insn[0].src_reg != BPF_PSEUDO_MAP_FD &&
9975                              insn[0].src_reg != BPF_PSEUDO_MAP_VALUE) ||
9976                             (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD &&
9977                              insn[1].imm != 0)) {
9978                                 verbose(env,
9979                                         "unrecognized bpf_ld_imm64 insn\n");
9980                                 return -EINVAL;
9981                         }
9982
9983                         f = fdget(insn[0].imm);
9984                         map = __bpf_map_get(f);
9985                         if (IS_ERR(map)) {
9986                                 verbose(env, "fd %d is not pointing to valid bpf_map\n",
9987                                         insn[0].imm);
9988                                 return PTR_ERR(map);
9989                         }
9990
9991                         err = check_map_prog_compatibility(env, map, env->prog);
9992                         if (err) {
9993                                 fdput(f);
9994                                 return err;
9995                         }
9996
9997                         aux = &env->insn_aux_data[i];
9998                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD) {
9999                                 addr = (unsigned long)map;
10000                         } else {
10001                                 u32 off = insn[1].imm;
10002
10003                                 if (off >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
10004                                         verbose(env, "direct value offset of %u is not allowed\n", off);
10005                                         fdput(f);
10006                                         return -EINVAL;
10007                                 }
10008
10009                                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
10010                                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
10011                                         fdput(f);
10012                                         return -EINVAL;
10013                                 }
10014
10015                                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
10016                                 if (err) {
10017                                         verbose(env, "invalid access to map value pointer, value_size=%u off=%u\n",
10018                                                 map->value_size, off);
10019                                         fdput(f);
10020                                         return err;
10021                                 }
10022
10023                                 aux->map_off = off;
10024                                 addr += off;
10025                         }
10026
10027                         insn[0].imm = (u32)addr;
10028                         insn[1].imm = addr >> 32;
10029
10030                         /* check whether we recorded this map already */
10031                         for (j = 0; j < env->used_map_cnt; j++) {
10032                                 if (env->used_maps[j] == map) {
10033                                         aux->map_index = j;
10034                                         fdput(f);
10035                                         goto next_insn;
10036                                 }
10037                         }
10038
10039                         if (env->used_map_cnt >= MAX_USED_MAPS) {
10040                                 fdput(f);
10041                                 return -E2BIG;
10042                         }
10043
10044                         /* hold the map. If the program is rejected by verifier,
10045                          * the map will be released by release_maps() or it
10046                          * will be used by the valid program until it's unloaded
10047                          * and all maps are released in free_used_maps()
10048                          */
10049                         bpf_map_inc(map);
10050
10051                         aux->map_index = env->used_map_cnt;
10052                         env->used_maps[env->used_map_cnt++] = map;
10053
10054                         if (bpf_map_is_cgroup_storage(map) &&
10055                             bpf_cgroup_storage_assign(env->prog->aux, map)) {
10056                                 verbose(env, "only one cgroup storage of each type is allowed\n");
10057                                 fdput(f);
10058                                 return -EBUSY;
10059                         }
10060
10061                         fdput(f);
10062 next_insn:
10063                         insn++;
10064                         i++;
10065                         continue;
10066                 }
10067
10068                 /* Basic sanity check before we invest more work here. */
10069                 if (!bpf_opcode_in_insntable(insn->code)) {
10070                         verbose(env, "unknown opcode %02x\n", insn->code);
10071                         return -EINVAL;
10072                 }
10073         }
10074
10075         /* now all pseudo BPF_LD_IMM64 instructions load valid
10076          * 'struct bpf_map *' into a register instead of user map_fd.
10077          * These pointers will be used later by verifier to validate map access.
10078          */
10079         return 0;
10080 }
10081
10082 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
10083 static void release_maps(struct bpf_verifier_env *env)
10084 {
10085         __bpf_free_used_maps(env->prog->aux, env->used_maps,
10086                              env->used_map_cnt);
10087 }
10088
10089 /* convert pseudo BPF_LD_IMM64 into generic BPF_LD_IMM64 */
10090 static void convert_pseudo_ld_imm64(struct bpf_verifier_env *env)
10091 {
10092         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
10093         int insn_cnt = env->prog->len;
10094         int i;
10095
10096         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++)
10097                 if (insn->code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW))
10098                         insn->src_reg = 0;
10099 }
10100
10101 /* single env->prog->insni[off] instruction was replaced with the range
10102  * insni[off, off + cnt).  Adjust corresponding insn_aux_data by copying
10103  * [0, off) and [off, end) to new locations, so the patched range stays zero
10104  */
10105 static int adjust_insn_aux_data(struct bpf_verifier_env *env,
10106                                 struct bpf_prog *new_prog, u32 off, u32 cnt)
10107 {
10108         struct bpf_insn_aux_data *new_data, *old_data = env->insn_aux_data;
10109         struct bpf_insn *insn = new_prog->insnsi;
10110         u32 prog_len;
10111         int i;
10112
10113         /* aux info at OFF always needs adjustment, no matter fast path
10114          * (cnt == 1) is taken or not. There is no guarantee INSN at OFF is the
10115          * original insn at old prog.
10116          */
10117         old_data[off].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + off + cnt - 1);
10118
10119         if (cnt == 1)
10120                 return 0;
10121         prog_len = new_prog->len;
10122         new_data = vzalloc(array_size(prog_len,
10123                                       sizeof(struct bpf_insn_aux_data)));
10124         if (!new_data)
10125                 return -ENOMEM;
10126         memcpy(new_data, old_data, sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * off);
10127         memcpy(new_data + off + cnt - 1, old_data + off,
10128                sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * (prog_len - off - cnt + 1));
10129         for (i = off; i < off + cnt - 1; i++) {
10130                 new_data[i].seen = env->pass_cnt;
10131                 new_data[i].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + i);
10132         }
10133         env->insn_aux_data = new_data;
10134         vfree(old_data);
10135         return 0;
10136 }
10137
10138 static void adjust_subprog_starts(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 len)
10139 {
10140         int i;
10141
10142         if (len == 1)
10143                 return;
10144         /* NOTE: fake 'exit' subprog should be updated as well. */
10145         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++) {
10146                 if (env->subprog_info[i].start <= off)
10147                         continue;
10148                 env->subprog_info[i].start += len - 1;
10149         }
10150 }
10151
10152 static void adjust_poke_descs(struct bpf_prog *prog, u32 len)
10153 {
10154         struct bpf_jit_poke_descriptor *tab = prog->aux->poke_tab;
10155         int i, sz = prog->aux->size_poke_tab;
10156         struct bpf_jit_poke_descriptor *desc;
10157
10158         for (i = 0; i < sz; i++) {
10159                 desc = &tab[i];
10160                 desc->insn_idx += len - 1;
10161         }
10162 }
10163
10164 static struct bpf_prog *bpf_patch_insn_data(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
10165                                             const struct bpf_insn *patch, u32 len)
10166 {
10167         struct bpf_prog *new_prog;
10168
10169         new_prog = bpf_patch_insn_single(env->prog, off, patch, len);
10170         if (IS_ERR(new_prog)) {
10171                 if (PTR_ERR(new_prog) == -ERANGE)
10172                         verbose(env,
10173                                 "insn %d cannot be patched due to 16-bit range\n",
10174                                 env->insn_aux_data[off].orig_idx);
10175                 return NULL;
10176         }
10177         if (adjust_insn_aux_data(env, new_prog, off, len))
10178                 return NULL;
10179         adjust_subprog_starts(env, off, len);
10180         adjust_poke_descs(new_prog, len);
10181         return new_prog;
10182 }
10183
10184 static int adjust_subprog_starts_after_remove(struct bpf_verifier_env *env,
10185                                               u32 off, u32 cnt)
10186 {
10187         int i, j;
10188
10189         /* find first prog starting at or after off (first to remove) */
10190         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
10191                 if (env->subprog_info[i].start >= off)
10192                         break;
10193         /* find first prog starting at or after off + cnt (first to stay) */
10194         for (j = i; j < env->subprog_cnt; j++)
10195                 if (env->subprog_info[j].start >= off + cnt)
10196                         break;
10197         /* if j doesn't start exactly at off + cnt, we are just removing
10198          * the front of previous prog
10199          */
10200         if (env->subprog_info[j].start != off + cnt)
10201                 j--;
10202
10203         if (j > i) {
10204                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
10205                 int move;
10206
10207                 /* move fake 'exit' subprog as well */
10208                 move = env->subprog_cnt + 1 - j;
10209
10210                 memmove(env->subprog_info + i,
10211                         env->subprog_info + j,
10212                         sizeof(*env->subprog_info) * move);
10213                 env->subprog_cnt -= j - i;
10214
10215                 /* remove func_info */
10216                 if (aux->func_info) {
10217                         move = aux->func_info_cnt - j;
10218
10219                         memmove(aux->func_info + i,
10220                                 aux->func_info + j,
10221                                 sizeof(*aux->func_info) * move);
10222                         aux->func_info_cnt -= j - i;
10223                         /* func_info->insn_off is set after all code rewrites,
10224                          * in adjust_btf_func() - no need to adjust
10225                          */
10226                 }
10227         } else {
10228                 /* convert i from "first prog to remove" to "first to adjust" */
10229                 if (env->subprog_info[i].start == off)
10230                         i++;
10231         }
10232
10233         /* update fake 'exit' subprog as well */
10234         for (; i <= env->subprog_cnt; i++)
10235                 env->subprog_info[i].start -= cnt;
10236
10237         return 0;
10238 }
10239
10240 static int bpf_adj_linfo_after_remove(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
10241                                       u32 cnt)
10242 {
10243         struct bpf_prog *prog = env->prog;
10244         u32 i, l_off, l_cnt, nr_linfo;
10245         struct bpf_line_info *linfo;
10246
10247         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
10248         if (!nr_linfo)
10249                 return 0;
10250
10251         linfo = prog->aux->linfo;
10252
10253         /* find first line info to remove, count lines to be removed */
10254         for (i = 0; i < nr_linfo; i++)
10255                 if (linfo[i].insn_off >= off)
10256                         break;
10257
10258         l_off = i;
10259         l_cnt = 0;
10260         for (; i < nr_linfo; i++)
10261                 if (linfo[i].insn_off < off + cnt)
10262                         l_cnt++;
10263                 else
10264                         break;
10265
10266         /* First live insn doesn't match first live linfo, it needs to "inherit"
10267          * last removed linfo.  prog is already modified, so prog->len == off
10268          * means no live instructions after (tail of the program was removed).
10269          */
10270         if (prog->len != off && l_cnt &&
10271             (i == nr_linfo || linfo[i].insn_off != off + cnt)) {
10272                 l_cnt--;
10273                 linfo[--i].insn_off = off + cnt;
10274         }
10275
10276         /* remove the line info which refer to the removed instructions */
10277         if (l_cnt) {
10278                 memmove(linfo + l_off, linfo + i,
10279                         sizeof(*linfo) * (nr_linfo - i));
10280
10281                 prog->aux->nr_linfo -= l_cnt;
10282                 nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
10283         }
10284
10285         /* pull all linfo[i].insn_off >= off + cnt in by cnt */
10286         for (i = l_off; i < nr_linfo; i++)
10287                 linfo[i].insn_off -= cnt;
10288
10289         /* fix up all subprogs (incl. 'exit') which start >= off */
10290         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++)
10291                 if (env->subprog_info[i].linfo_idx > l_off) {
10292                         /* program may have started in the removed region but
10293                          * may not be fully removed
10294                          */
10295                         if (env->subprog_info[i].linfo_idx >= l_off + l_cnt)
10296                                 env->subprog_info[i].linfo_idx -= l_cnt;
10297                         else
10298                                 env->subprog_info[i].linfo_idx = l_off;
10299                 }
10300
10301         return 0;
10302 }
10303
10304 static int verifier_remove_insns(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 cnt)
10305 {
10306         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
10307         unsigned int orig_prog_len = env->prog->len;
10308         int err;
10309
10310         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
10311                 bpf_prog_offload_remove_insns(env, off, cnt);
10312
10313         err = bpf_remove_insns(env->prog, off, cnt);
10314         if (err)
10315                 return err;
10316
10317         err = adjust_subprog_starts_after_remove(env, off, cnt);
10318         if (err)
10319                 return err;
10320
10321         err = bpf_adj_linfo_after_remove(env, off, cnt);
10322         if (err)
10323                 return err;
10324
10325         memmove(aux_data + off, aux_data + off + cnt,
10326                 sizeof(*aux_data) * (orig_prog_len - off - cnt));
10327
10328         return 0;
10329 }
10330
10331 /* The verifier does more data flow analysis than llvm and will not
10332  * explore branches that are dead at run time. Malicious programs can
10333  * have dead code too. Therefore replace all dead at-run-time code
10334  * with 'ja -1'.
10335  *
10336  * Just nops are not optimal, e.g. if they would sit at the end of the
10337  * program and through another bug we would manage to jump there, then
10338  * we'd execute beyond program memory otherwise. Returning exception
10339  * code also wouldn't work since we can have subprogs where the dead
10340  * code could be located.
10341  */
10342 static void sanitize_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
10343 {
10344         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
10345         struct bpf_insn trap = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, -1);
10346         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
10347         const int insn_cnt = env->prog->len;
10348         int i;
10349
10350         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
10351                 if (aux_data[i].seen)
10352                         continue;
10353                 memcpy(insn + i, &trap, sizeof(trap));
10354         }
10355 }
10356
10357 static bool insn_is_cond_jump(u8 code)
10358 {
10359         u8 op;
10360
10361         if (BPF_CLASS(code) == BPF_JMP32)
10362                 return true;
10363
10364         if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP)
10365                 return false;
10366
10367         op = BPF_OP(code);
10368         return op != BPF_JA && op != BPF_EXIT && op != BPF_CALL;
10369 }
10370
10371 static void opt_hard_wire_dead_code_branches(struct bpf_verifier_env *env)
10372 {
10373         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
10374         struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
10375         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
10376         const int insn_cnt = env->prog->len;
10377         int i;
10378
10379         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
10380                 if (!insn_is_cond_jump(insn->code))
10381                         continue;
10382
10383                 if (!aux_data[i + 1].seen)
10384                         ja.off = insn->off;
10385                 else if (!aux_data[i + 1 + insn->off].seen)
10386                         ja.off = 0;
10387                 else
10388                         continue;
10389
10390                 if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
10391                         bpf_prog_offload_replace_insn(env, i, &ja);
10392
10393                 memcpy(insn, &ja, sizeof(ja));
10394         }
10395 }
10396
10397 static int opt_remove_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
10398 {
10399         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
10400         int insn_cnt = env->prog->len;
10401         int i, err;
10402
10403         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
10404                 int j;
10405
10406                 j = 0;
10407                 while (i + j < insn_cnt && !aux_data[i + j].seen)
10408                         j++;
10409                 if (!j)
10410                         continue;
10411
10412                 err = verifier_remove_insns(env, i, j);
10413                 if (err)
10414                         return err;
10415                 insn_cnt = env->prog->len;
10416         }
10417
10418         return 0;
10419 }
10420
10421 static int opt_remove_nops(struct bpf_verifier_env *env)
10422 {
10423         const struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
10424         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
10425         int insn_cnt = env->prog->len;
10426         int i, err;
10427
10428         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
10429                 if (memcmp(&insn[i], &ja, sizeof(ja)))
10430                         continue;
10431
10432                 err = verifier_remove_insns(env, i, 1);
10433                 if (err)
10434                         return err;
10435                 insn_cnt--;
10436                 i--;
10437         }
10438
10439         return 0;
10440 }
10441
10442 static int opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(struct bpf_verifier_env *env,
10443                                          const union bpf_attr *attr)
10444 {
10445         struct bpf_insn *patch, zext_patch[2], rnd_hi32_patch[4];
10446         struct bpf_insn_aux_data *aux = env->insn_aux_data;
10447         int i, patch_len, delta = 0, len = env->prog->len;
10448         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
10449         struct bpf_prog *new_prog;
10450         bool rnd_hi32;
10451
10452         rnd_hi32 = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_RND_HI32;
10453         zext_patch[1] = BPF_ZEXT_REG(0);
10454         rnd_hi32_patch[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, 0);
10455         rnd_hi32_patch[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_AX, 32);
10456         rnd_hi32_patch[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, 0, BPF_REG_AX);
10457         for (i = 0; i < len; i++) {
10458                 int adj_idx = i + delta;
10459                 struct bpf_insn insn;
10460
10461                 insn = insns[adj_idx];
10462                 if (!aux[adj_idx].zext_dst) {
10463                         u8 code, class;
10464                         u32 imm_rnd;
10465
10466                         if (!rnd_hi32)
10467                                 continue;
10468
10469                         code = insn.code;
10470                         class = BPF_CLASS(code);
10471                         if (insn_no_def(&insn))
10472                                 continue;
10473
10474                         /* NOTE: arg "reg" (the fourth one) is only used for
10475                          *       BPF_STX which has been ruled out in above
10476                          *       check, it is safe to pass NULL here.
10477                          */
10478                         if (is_reg64(env, &insn, insn.dst_reg, NULL, DST_OP)) {
10479                                 if (class == BPF_LD &&
10480                                     BPF_MODE(code) == BPF_IMM)
10481                                         i++;
10482                                 continue;
10483                         }
10484
10485                         /* ctx load could be transformed into wider load. */
10486                         if (class == BPF_LDX &&
10487                             aux[adj_idx].ptr_type == PTR_TO_CTX)
10488                                 continue;
10489
10490                         imm_rnd = get_random_int();
10491                         rnd_hi32_patch[0] = insn;
10492                         rnd_hi32_patch[1].imm = imm_rnd;
10493                         rnd_hi32_patch[3].dst_reg = insn.dst_reg;
10494                         patch = rnd_hi32_patch;
10495                         patch_len = 4;
10496                         goto apply_patch_buffer;
10497                 }
10498
10499                 if (!bpf_jit_needs_zext())
10500                         continue;
10501
10502                 zext_patch[0] = insn;
10503                 zext_patch[1].dst_reg = insn.dst_reg;
10504                 zext_patch[1].src_reg = insn.dst_reg;
10505                 patch = zext_patch;
10506                 patch_len = 2;
10507 apply_patch_buffer:
10508                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, adj_idx, patch, patch_len);
10509                 if (!new_prog)
10510                         return -ENOMEM;
10511                 env->prog = new_prog;
10512                 insns = new_prog->insnsi;
10513                 aux = env->insn_aux_data;
10514                 delta += patch_len - 1;
10515         }
10516
10517         return 0;
10518 }
10519
10520 /* convert load instructions that access fields of a context type into a
10521  * sequence of instructions that access fields of the underlying structure:
10522  *     struct __sk_buff    -> struct sk_buff
10523  *     struct bpf_sock_ops -> struct sock
10524  */
10525 static int convert_ctx_accesses(struct bpf_verifier_env *env)
10526 {
10527         const struct bpf_verifier_ops *ops = env->ops;
10528         int i, cnt, size, ctx_field_size, delta = 0;
10529         const int insn_cnt = env->prog->len;
10530         struct bpf_insn insn_buf[16], *insn;
10531         u32 target_size, size_default, off;
10532         struct bpf_prog *new_prog;
10533         enum bpf_access_type type;
10534         bool is_narrower_load;
10535
10536         if (ops->gen_prologue || env->seen_direct_write) {
10537                 if (!ops->gen_prologue) {
10538                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
10539                         return -EINVAL;
10540                 }
10541                 cnt = ops->gen_prologue(insn_buf, env->seen_direct_write,
10542                                         env->prog);
10543                 if (cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
10544                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
10545                         return -EINVAL;
10546                 } else if (cnt) {
10547                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, 0, insn_buf, cnt);
10548                         if (!new_prog)
10549                                 return -ENOMEM;
10550
10551                         env->prog = new_prog;
10552                         delta += cnt - 1;
10553                 }
10554         }
10555
10556         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
10557                 return 0;
10558
10559         insn = env->prog->insnsi + delta;
10560
10561         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
10562                 bpf_convert_ctx_access_t convert_ctx_access;
10563
10564                 if (insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B) ||
10565                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H) ||
10566                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W) ||
10567                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW))
10568                         type = BPF_READ;
10569                 else if (insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B) ||
10570                          insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H) ||
10571                          insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W) ||
10572                          insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW))
10573                         type = BPF_WRITE;
10574                 else
10575                         continue;
10576
10577                 if (type == BPF_WRITE &&
10578                     env->insn_aux_data[i + delta].sanitize_stack_off) {
10579                         struct bpf_insn patch[] = {
10580                                 /* Sanitize suspicious stack slot with zero.
10581                                  * There are no memory dependencies for this store,
10582                                  * since it's only using frame pointer and immediate
10583                                  * constant of zero
10584                                  */
10585                                 BPF_ST_MEM(BPF_DW, BPF_REG_FP,
10586                                            env->insn_aux_data[i + delta].sanitize_stack_off,
10587                                            0),
10588                                 /* the original STX instruction will immediately
10589                                  * overwrite the same stack slot with appropriate value
10590                                  */
10591                                 *insn,
10592                         };
10593
10594                         cnt = ARRAY_SIZE(patch);
10595                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patch, cnt);
10596                         if (!new_prog)
10597                                 return -ENOMEM;
10598
10599                         delta    += cnt - 1;
10600                         env->prog = new_prog;
10601                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
10602                         continue;
10603                 }
10604
10605                 switch (env->insn_aux_data[i + delta].ptr_type) {
10606                 case PTR_TO_CTX:
10607                         if (!ops->convert_ctx_access)
10608                                 continue;
10609                         convert_ctx_access = ops->convert_ctx_access;
10610                         break;
10611                 case PTR_TO_SOCKET:
10612                 case PTR_TO_SOCK_COMMON:
10613                         convert_ctx_access = bpf_sock_convert_ctx_access;
10614                         break;
10615                 case PTR_TO_TCP_SOCK:
10616                         convert_ctx_access = bpf_tcp_sock_convert_ctx_access;
10617                         break;
10618                 case PTR_TO_XDP_SOCK:
10619                         convert_ctx_access = bpf_xdp_sock_convert_ctx_access;
10620                         break;
10621                 case PTR_TO_BTF_ID:
10622                         if (type == BPF_READ) {
10623                                 insn->code = BPF_LDX | BPF_PROBE_MEM |
10624                                         BPF_SIZE((insn)->code);
10625                                 env->prog->aux->num_exentries++;
10626                         } else if (resolve_prog_type(env->prog) != BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS) {
10627                                 verbose(env, "Writes through BTF pointers are not allowed\n");
10628                                 return -EINVAL;
10629                         }
10630                         continue;
10631                 default:
10632                         continue;
10633                 }
10634
10635                 ctx_field_size = env->insn_aux_data[i + delta].ctx_field_size;
10636                 size = BPF_LDST_BYTES(insn);
10637
10638                 /* If the read access is a narrower load of the field,
10639                  * convert to a 4/8-byte load, to minimum program type specific
10640                  * convert_ctx_access changes. If conversion is successful,
10641                  * we will apply proper mask to the result.
10642                  */
10643                 is_narrower_load = size < ctx_field_size;
10644                 size_default = bpf_ctx_off_adjust_machine(ctx_field_size);
10645                 off = insn->off;
10646                 if (is_narrower_load) {
10647                         u8 size_code;
10648
10649                         if (type == BPF_WRITE) {
10650                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx access misconfigured\n");
10651                                 return -EINVAL;
10652                         }
10653
10654                         size_code = BPF_H;
10655                         if (ctx_field_size == 4)
10656                                 size_code = BPF_W;
10657                         else if (ctx_field_size == 8)
10658                                 size_code = BPF_DW;
10659
10660                         insn->off = off & ~(size_default - 1);
10661                         insn->code = BPF_LDX | BPF_MEM | size_code;
10662                 }
10663
10664                 target_size = 0;
10665                 cnt = convert_ctx_access(type, insn, insn_buf, env->prog,
10666                                          &target_size);
10667                 if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf) ||
10668                     (ctx_field_size && !target_size)) {
10669                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
10670                         return -EINVAL;
10671                 }
10672
10673                 if (is_narrower_load && size < target_size) {
10674                         u8 shift = bpf_ctx_narrow_access_offset(
10675                                 off, size, size_default) * 8;
10676                         if (ctx_field_size <= 4) {
10677                                 if (shift)
10678                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_RSH,
10679                                                                         insn->dst_reg,
10680                                                                         shift);
10681                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
10682                                                                 (1 << size * 8) - 1);
10683                         } else {
10684                                 if (shift)
10685                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_RSH,
10686                                                                         insn->dst_reg,
10687                                                                         shift);
10688                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
10689                                                                 (1ULL << size * 8) - 1);
10690                         }
10691                 }
10692
10693                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
10694                 if (!new_prog)
10695                         return -ENOMEM;
10696
10697                 delta += cnt - 1;
10698
10699                 /* keep walking new program and skip insns we just inserted */
10700                 env->prog = new_prog;
10701                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
10702         }
10703
10704         return 0;
10705 }
10706
10707 static int jit_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
10708 {
10709         struct bpf_prog *prog = env->prog, **func, *tmp;
10710         int i, j, subprog_start, subprog_end = 0, len, subprog;
10711         struct bpf_map *map_ptr;
10712         struct bpf_insn *insn;
10713         void *old_bpf_func;
10714         int err, num_exentries;
10715
10716         if (env->subprog_cnt <= 1)
10717                 return 0;
10718
10719         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
10720                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
10721                     insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
10722                         continue;
10723                 /* Upon error here we cannot fall back to interpreter but
10724                  * need a hard reject of the program. Thus -EFAULT is
10725                  * propagated in any case.
10726                  */
10727                 subprog = find_subprog(env, i + insn->imm + 1);
10728                 if (subprog < 0) {
10729                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
10730                                   i + insn->imm + 1);
10731                         return -EFAULT;
10732                 }
10733                 /* temporarily remember subprog id inside insn instead of
10734                  * aux_data, since next loop will split up all insns into funcs
10735                  */
10736                 insn->off = subprog;
10737                 /* remember original imm in case JIT fails and fallback
10738                  * to interpreter will be needed
10739                  */
10740                 env->insn_aux_data[i].call_imm = insn->imm;
10741                 /* point imm to __bpf_call_base+1 from JITs point of view */
10742                 insn->imm = 1;
10743         }
10744
10745         err = bpf_prog_alloc_jited_linfo(prog);
10746         if (err)
10747                 goto out_undo_insn;
10748
10749         err = -ENOMEM;
10750         func = kcalloc(env->subprog_cnt, sizeof(prog), GFP_KERNEL);
10751         if (!func)
10752                 goto out_undo_insn;
10753
10754         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
10755                 subprog_start = subprog_end;
10756                 subprog_end = env->subprog_info[i + 1].start;
10757
10758                 len = subprog_end - subprog_start;
10759                 /* BPF_PROG_RUN doesn't call subprogs directly,
10760                  * hence main prog stats include the runtime of subprogs.
10761                  * subprogs don't have IDs and not reachable via prog_get_next_id
10762                  * func[i]->aux->stats will never be accessed and stays NULL
10763                  */
10764                 func[i] = bpf_prog_alloc_no_stats(bpf_prog_size(len), GFP_USER);
10765                 if (!func[i])
10766                         goto out_free;
10767                 memcpy(func[i]->insnsi, &prog->insnsi[subprog_start],
10768                        len * sizeof(struct bpf_insn));
10769                 func[i]->type = prog->type;
10770                 func[i]->len = len;
10771                 if (bpf_prog_calc_tag(func[i]))
10772                         goto out_free;
10773                 func[i]->is_func = 1;
10774                 func[i]->aux->func_idx = i;
10775                 /* the btf and func_info will be freed only at prog->aux */
10776                 func[i]->aux->btf = prog->aux->btf;
10777                 func[i]->aux->func_info = prog->aux->func_info;
10778
10779                 for (j = 0; j < prog->aux->size_poke_tab; j++) {
10780                         u32 insn_idx = prog->aux->poke_tab[j].insn_idx;
10781                         int ret;
10782
10783                         if (!(insn_idx >= subprog_start &&
10784                               insn_idx <= subprog_end))
10785                                 continue;
10786
10787                         ret = bpf_jit_add_poke_descriptor(func[i],
10788                                                           &prog->aux->poke_tab[j]);
10789                         if (ret < 0) {
10790                                 verbose(env, "adding tail call poke descriptor failed\n");
10791                                 goto out_free;
10792                         }
10793
10794                         func[i]->insnsi[insn_idx - subprog_start].imm = ret + 1;
10795
10796                         map_ptr = func[i]->aux->poke_tab[ret].tail_call.map;
10797                         ret = map_ptr->ops->map_poke_track(map_ptr, func[i]->aux);
10798                         if (ret < 0) {
10799                                 verbose(env, "tracking tail call prog failed\n");
10800                                 goto out_free;
10801                         }
10802                 }
10803
10804                 /* Use bpf_prog_F_tag to indicate functions in stack traces.
10805                  * Long term would need debug info to populate names
10806                  */
10807                 func[i]->aux->name[0] = 'F';
10808                 func[i]->aux->stack_depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
10809                 func[i]->jit_requested = 1;
10810                 func[i]->aux->linfo = prog->aux->linfo;
10811                 func[i]->aux->nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
10812                 func[i]->aux->jited_linfo = prog->aux->jited_linfo;
10813                 func[i]->aux->linfo_idx = env->subprog_info[i].linfo_idx;
10814                 num_exentries = 0;
10815                 insn = func[i]->insnsi;
10816                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
10817                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
10818                             BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEM)
10819                                 num_exentries++;
10820                 }
10821                 func[i]->aux->num_exentries = num_exentries;
10822                 func[i]->aux->tail_call_reachable = env->subprog_info[i].tail_call_reachable;
10823                 func[i] = bpf_int_jit_compile(func[i]);
10824                 if (!func[i]->jited) {
10825                         err = -ENOTSUPP;
10826                         goto out_free;
10827                 }
10828                 cond_resched();
10829         }
10830
10831         /* Untrack main program's aux structs so that during map_poke_run()
10832          * we will not stumble upon the unfilled poke descriptors; each
10833          * of the main program's poke descs got distributed across subprogs
10834          * and got tracked onto map, so we are sure that none of them will
10835          * be missed after the operation below
10836          */
10837         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
10838                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
10839
10840                 map_ptr->ops->map_poke_untrack(map_ptr, prog->aux);
10841         }
10842
10843         /* at this point all bpf functions were successfully JITed
10844          * now populate all bpf_calls with correct addresses and
10845          * run last pass of JIT
10846          */
10847         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
10848                 insn = func[i]->insnsi;
10849                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
10850                         if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
10851                             insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
10852                                 continue;
10853                         subprog = insn->off;
10854                         insn->imm = BPF_CAST_CALL(func[subprog]->bpf_func) -
10855                                     __bpf_call_base;
10856                 }
10857
10858                 /* we use the aux data to keep a list of the start addresses
10859                  * of the JITed images for each function in the program
10860                  *
10861                  * for some architectures, such as powerpc64, the imm field
10862                  * might not be large enough to hold the offset of the start
10863                  * address of the callee's JITed image from __bpf_call_base
10864                  *
10865                  * in such cases, we can lookup the start address of a callee
10866                  * by using its subprog id, available from the off field of
10867                  * the call instruction, as an index for this list
10868                  */
10869                 func[i]->aux->func = func;
10870                 func[i]->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
10871         }
10872         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
10873                 old_bpf_func = func[i]->bpf_func;
10874                 tmp = bpf_int_jit_compile(func[i]);
10875                 if (tmp != func[i] || func[i]->bpf_func != old_bpf_func) {
10876                         verbose(env, "JIT doesn't support bpf-to-bpf calls\n");
10877                         err = -ENOTSUPP;
10878                         goto out_free;
10879                 }
10880                 cond_resched();
10881         }
10882
10883         /* finally lock prog and jit images for all functions and
10884          * populate kallsysm
10885          */
10886         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
10887                 bpf_prog_lock_ro(func[i]);
10888                 bpf_prog_kallsyms_add(func[i]);
10889         }
10890
10891         /* Last step: make now unused interpreter insns from main
10892          * prog consistent for later dump requests, so they can
10893          * later look the same as if they were interpreted only.
10894          */
10895         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
10896                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
10897                     insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
10898                         continue;
10899                 insn->off = env->insn_aux_data[i].call_imm;
10900                 subprog = find_subprog(env, i + insn->off + 1);
10901                 insn->imm = subprog;
10902         }
10903
10904         prog->jited = 1;
10905         prog->bpf_func = func[0]->bpf_func;
10906         prog->aux->func = func;
10907         prog->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
10908         bpf_prog_free_unused_jited_linfo(prog);
10909         return 0;
10910 out_free:
10911         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
10912                 if (!func[i])
10913                         continue;
10914
10915                 for (j = 0; j < func[i]->aux->size_poke_tab; j++) {
10916                         map_ptr = func[i]->aux->poke_tab[j].tail_call.map;
10917                         map_ptr->ops->map_poke_untrack(map_ptr, func[i]->aux);
10918                 }
10919                 bpf_jit_free(func[i]);
10920         }
10921         kfree(func);
10922 out_undo_insn:
10923         /* cleanup main prog to be interpreted */
10924         prog->jit_requested = 0;
10925         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
10926                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
10927                     insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
10928                         continue;
10929                 insn->off = 0;
10930                 insn->imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
10931         }
10932         bpf_prog_free_jited_linfo(prog);
10933         return err;
10934 }
10935
10936 static int fixup_call_args(struct bpf_verifier_env *env)
10937 {
10938 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
10939         struct bpf_prog *prog = env->prog;
10940         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
10941         int i, depth;
10942 #endif
10943         int err = 0;
10944
10945         if (env->prog->jit_requested &&
10946             !bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
10947                 err = jit_subprogs(env);
10948                 if (err == 0)
10949                         return 0;
10950                 if (err == -EFAULT)
10951                         return err;
10952         }
10953 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
10954         if (env->subprog_cnt > 1 && env->prog->aux->tail_call_reachable) {
10955                 /* When JIT fails the progs with bpf2bpf calls and tail_calls
10956                  * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
10957                  */
10958                 verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
10959                 return -EINVAL;
10960         }
10961         for (i = 0; i < prog->len; i++, insn++) {
10962                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
10963                     insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
10964                         continue;
10965                 depth = get_callee_stack_depth(env, insn, i);
10966                 if (depth < 0)
10967                         return depth;
10968                 bpf_patch_call_args(insn, depth);
10969         }
10970         err = 0;
10971 #endif
10972         return err;
10973 }
10974
10975 /* fixup insn->imm field of bpf_call instructions
10976  * and inline eligible helpers as explicit sequence of BPF instructions
10977  *
10978  * this function is called after eBPF program passed verification
10979  */
10980 static int fixup_bpf_calls(struct bpf_verifier_env *env)
10981 {
10982         struct bpf_prog *prog = env->prog;
10983         bool expect_blinding = bpf_jit_blinding_enabled(prog);
10984         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
10985         const struct bpf_func_proto *fn;
10986         const int insn_cnt = prog->len;
10987         const struct bpf_map_ops *ops;
10988         struct bpf_insn_aux_data *aux;
10989         struct bpf_insn insn_buf[16];
10990         struct bpf_prog *new_prog;
10991         struct bpf_map *map_ptr;
10992         int i, ret, cnt, delta = 0;
10993
10994         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
10995                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X) ||
10996                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
10997                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X) ||
10998                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
10999                         bool is64 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64;
11000                         struct bpf_insn mask_and_div[] = {
11001                                 BPF_MOV32_REG(insn->src_reg, insn->src_reg),
11002                                 /* Rx div 0 -> 0 */
11003                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JNE, insn->src_reg, 0, 2),
11004                                 BPF_ALU32_REG(BPF_XOR, insn->dst_reg, insn->dst_reg),
11005                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
11006                                 *insn,
11007                         };
11008                         struct bpf_insn mask_and_mod[] = {
11009                                 BPF_MOV32_REG(insn->src_reg, insn->src_reg),
11010                                 /* Rx mod 0 -> Rx */
11011                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, insn->src_reg, 0, 1),
11012                                 *insn,
11013                         };
11014                         struct bpf_insn *patchlet;
11015
11016                         if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
11017                             insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
11018                                 patchlet = mask_and_div + (is64 ? 1 : 0);
11019                                 cnt = ARRAY_SIZE(mask_and_div) - (is64 ? 1 : 0);
11020                         } else {
11021                                 patchlet = mask_and_mod + (is64 ? 1 : 0);
11022                                 cnt = ARRAY_SIZE(mask_and_mod) - (is64 ? 1 : 0);
11023                         }
11024
11025                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patchlet, cnt);
11026                         if (!new_prog)
11027                                 return -ENOMEM;
11028
11029                         delta    += cnt - 1;
11030                         env->prog = prog = new_prog;
11031                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
11032                         continue;
11033                 }
11034
11035                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LD &&
11036                     (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS ||
11037                      BPF_MODE(insn->code) == BPF_IND)) {
11038                         cnt = env->ops->gen_ld_abs(insn, insn_buf);
11039                         if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
11040                                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
11041                                 return -EINVAL;
11042                         }
11043
11044                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
11045                         if (!new_prog)
11046                                 return -ENOMEM;
11047
11048                         delta    += cnt - 1;
11049                         env->prog = prog = new_prog;
11050                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
11051                         continue;
11052                 }
11053
11054                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X) ||
11055                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X)) {
11056                         const u8 code_add = BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X;
11057                         const u8 code_sub = BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X;
11058                         struct bpf_insn insn_buf[16];
11059                         struct bpf_insn *patch = &insn_buf[0];
11060                         bool issrc, isneg;
11061                         u32 off_reg;
11062
11063                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
11064                         if (!aux->alu_state ||
11065                             aux->alu_state == BPF_ALU_NON_POINTER)
11066                                 continue;
11067
11068                         isneg = aux->alu_state & BPF_ALU_NEG_VALUE;
11069                         issrc = (aux->alu_state & BPF_ALU_SANITIZE) ==
11070                                 BPF_ALU_SANITIZE_SRC;
11071
11072                         off_reg = issrc ? insn->src_reg : insn->dst_reg;
11073                         if (isneg)
11074                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
11075                         *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit - 1);
11076                         *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_SUB, BPF_REG_AX, off_reg);
11077                         *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, BPF_REG_AX, off_reg);
11078                         *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_NEG, BPF_REG_AX, 0);
11079                         *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ARSH, BPF_REG_AX, 63);
11080                         if (issrc) {
11081                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_AND, BPF_REG_AX,
11082                                                          off_reg);
11083                                 insn->src_reg = BPF_REG_AX;
11084                         } else {
11085                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_AND, off_reg,
11086                                                          BPF_REG_AX);
11087                         }
11088                         if (isneg)
11089                                 insn->code = insn->code == code_add ?
11090                                              code_sub : code_add;
11091                         *patch++ = *insn;
11092                         if (issrc && isneg)
11093                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
11094                         cnt = patch - insn_buf;
11095
11096                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
11097                         if (!new_prog)
11098                                 return -ENOMEM;
11099
11100                         delta    += cnt - 1;
11101                         env->prog = prog = new_prog;
11102                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
11103                         continue;
11104                 }
11105
11106                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
11107                         continue;
11108                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
11109                         continue;
11110
11111                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_route_realm)
11112                         prog->dst_needed = 1;
11113                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_prandom_u32)
11114                         bpf_user_rnd_init_once();
11115                 if (insn->imm == BPF_FUNC_override_return)
11116                         prog->kprobe_override = 1;
11117                 if (insn->imm == BPF_FUNC_tail_call) {
11118                         /* If we tail call into other programs, we
11119                          * cannot make any assumptions since they can
11120                          * be replaced dynamically during runtime in
11121                          * the program array.
11122                          */
11123                         prog->cb_access = 1;
11124                         if (!allow_tail_call_in_subprogs(env))
11125                                 prog->aux->stack_depth = MAX_BPF_STACK;
11126                         prog->aux->max_pkt_offset = MAX_PACKET_OFF;
11127
11128                         /* mark bpf_tail_call as different opcode to avoid
11129                          * conditional branch in the interpeter for every normal
11130                          * call and to prevent accidental JITing by JIT compiler
11131                          * that doesn't support bpf_tail_call yet
11132                          */
11133                         insn->imm = 0;
11134                         insn->code = BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL;
11135
11136                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
11137                         if (env->bpf_capable && !expect_blinding &&
11138                             prog->jit_requested &&
11139                             !bpf_map_key_poisoned(aux) &&
11140                             !bpf_map_ptr_poisoned(aux) &&
11141                             !bpf_map_ptr_unpriv(aux)) {
11142                                 struct bpf_jit_poke_descriptor desc = {
11143                                         .reason = BPF_POKE_REASON_TAIL_CALL,
11144                                         .tail_call.map = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state),
11145                                         .tail_call.key = bpf_map_key_immediate(aux),
11146                                         .insn_idx = i + delta,
11147                                 };
11148
11149                                 ret = bpf_jit_add_poke_descriptor(prog, &desc);
11150                                 if (ret < 0) {
11151                                         verbose(env, "adding tail call poke descriptor failed\n");
11152                                         return ret;
11153                                 }
11154
11155                                 insn->imm = ret + 1;
11156                                 continue;
11157                         }
11158
11159                         if (!bpf_map_ptr_unpriv(aux))
11160                                 continue;
11161
11162                         /* instead of changing every JIT dealing with tail_call
11163                          * emit two extra insns:
11164                          * if (index >= max_entries) goto out;
11165                          * index &= array->index_mask;
11166                          * to avoid out-of-bounds cpu speculation
11167                          */
11168                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux)) {
11169                                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
11170                                 return -EINVAL;
11171                         }
11172
11173                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
11174                         insn_buf[0] = BPF_JMP_IMM(BPF_JGE, BPF_REG_3,
11175                                                   map_ptr->max_entries, 2);
11176                         insn_buf[1] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, BPF_REG_3,
11177                                                     container_of(map_ptr,
11178                                                                  struct bpf_array,
11179                                                                  map)->index_mask);
11180                         insn_buf[2] = *insn;
11181                         cnt = 3;
11182                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
11183                         if (!new_prog)
11184                                 return -ENOMEM;
11185
11186                         delta    += cnt - 1;
11187                         env->prog = prog = new_prog;
11188                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
11189                         continue;
11190                 }
11191
11192                 /* BPF_EMIT_CALL() assumptions in some of the map_gen_lookup
11193                  * and other inlining handlers are currently limited to 64 bit
11194                  * only.
11195                  */
11196                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
11197                     (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem ||
11198                      insn->imm == BPF_FUNC_map_update_elem ||
11199                      insn->imm == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
11200                      insn->imm == BPF_FUNC_map_push_elem   ||
11201                      insn->imm == BPF_FUNC_map_pop_elem    ||
11202                      insn->imm == BPF_FUNC_map_peek_elem)) {
11203                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
11204                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux))
11205                                 goto patch_call_imm;
11206
11207                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
11208                         ops = map_ptr->ops;
11209                         if (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
11210                             ops->map_gen_lookup) {
11211                                 cnt = ops->map_gen_lookup(map_ptr, insn_buf);
11212                                 if (cnt == -EOPNOTSUPP)
11213                                         goto patch_map_ops_generic;
11214                                 if (cnt <= 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
11215                                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
11216                                         return -EINVAL;
11217                                 }
11218
11219                                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta,
11220                                                                insn_buf, cnt);
11221                                 if (!new_prog)
11222                                         return -ENOMEM;
11223
11224                                 delta    += cnt - 1;
11225                                 env->prog = prog = new_prog;
11226                                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
11227                                 continue;
11228                         }
11229
11230                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_elem,
11231                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
11232                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_delete_elem,
11233                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
11234                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_update_elem,
11235                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
11236                                               u64 flags))NULL));
11237                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_push_elem,
11238                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value,
11239                                               u64 flags))NULL));
11240                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_pop_elem,
11241                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
11242                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_peek_elem,
11243                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
11244 patch_map_ops_generic:
11245                         switch (insn->imm) {
11246                         case BPF_FUNC_map_lookup_elem:
11247                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_lookup_elem) -
11248                                             __bpf_call_base;
11249                                 continue;
11250                         case BPF_FUNC_map_update_elem:
11251                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_update_elem) -
11252                                             __bpf_call_base;
11253                                 continue;
11254                         case BPF_FUNC_map_delete_elem:
11255                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_delete_elem) -
11256                                             __bpf_call_base;
11257                                 continue;
11258                         case BPF_FUNC_map_push_elem:
11259                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_push_elem) -
11260                                             __bpf_call_base;
11261                                 continue;
11262                         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
11263                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_pop_elem) -
11264                                             __bpf_call_base;
11265                                 continue;
11266                         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
11267                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_peek_elem) -
11268                                             __bpf_call_base;
11269                                 continue;
11270                         }
11271
11272                         goto patch_call_imm;
11273                 }
11274
11275                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
11276                     insn->imm == BPF_FUNC_jiffies64) {
11277                         struct bpf_insn ld_jiffies_addr[2] = {
11278                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_0,
11279                                              (unsigned long)&jiffies),
11280                         };
11281
11282                         insn_buf[0] = ld_jiffies_addr[0];
11283                         insn_buf[1] = ld_jiffies_addr[1];
11284                         insn_buf[2] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0,
11285                                                   BPF_REG_0, 0);
11286                         cnt = 3;
11287
11288                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf,
11289                                                        cnt);
11290                         if (!new_prog)
11291                                 return -ENOMEM;
11292
11293                         delta    += cnt - 1;
11294                         env->prog = prog = new_prog;
11295                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
11296                         continue;
11297                 }
11298
11299 patch_call_imm:
11300                 fn = env->ops->get_func_proto(insn->imm, env->prog);
11301                 /* all functions that have prototype and verifier allowed
11302                  * programs to call them, must be real in-kernel functions
11303                  */
11304                 if (!fn->func) {
11305                         verbose(env,
11306                                 "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
11307                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
11308                         return -EFAULT;
11309                 }
11310                 insn->imm = fn->func - __bpf_call_base;
11311         }
11312
11313         /* Since poke tab is now finalized, publish aux to tracker. */
11314         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
11315                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
11316                 if (!map_ptr->ops->map_poke_track ||
11317                     !map_ptr->ops->map_poke_untrack ||
11318                     !map_ptr->ops->map_poke_run) {
11319                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
11320                         return -EINVAL;
11321                 }
11322
11323                 ret = map_ptr->ops->map_poke_track(map_ptr, prog->aux);
11324                 if (ret < 0) {
11325                         verbose(env, "tracking tail call prog failed\n");
11326                         return ret;
11327                 }
11328         }
11329
11330         return 0;
11331 }
11332
11333 static void free_states(struct bpf_verifier_env *env)
11334 {
11335         struct bpf_verifier_state_list *sl, *sln;
11336         int i;
11337
11338         sl = env->free_list;
11339         while (sl) {
11340                 sln = sl->next;
11341                 free_verifier_state(&sl->state, false);
11342                 kfree(sl);
11343                 sl = sln;
11344         }
11345         env->free_list = NULL;
11346
11347         if (!env->explored_states)
11348                 return;
11349
11350         for (i = 0; i < state_htab_size(env); i++) {
11351                 sl = env->explored_states[i];
11352
11353                 while (sl) {
11354                         sln = sl->next;
11355                         free_verifier_state(&sl->state, false);
11356                         kfree(sl);
11357                         sl = sln;
11358                 }
11359                 env->explored_states[i] = NULL;
11360         }
11361 }
11362
11363 /* The verifier is using insn_aux_data[] to store temporary data during
11364  * verification and to store information for passes that run after the
11365  * verification like dead code sanitization. do_check_common() for subprogram N
11366  * may analyze many other subprograms. sanitize_insn_aux_data() clears all
11367  * temporary data after do_check_common() finds that subprogram N cannot be
11368  * verified independently. pass_cnt counts the number of times
11369  * do_check_common() was run and insn->aux->seen tells the pass number
11370  * insn_aux_data was touched. These variables are compared to clear temporary
11371  * data from failed pass. For testing and experiments do_check_common() can be
11372  * run multiple times even when prior attempt to verify is unsuccessful.
11373  */
11374 static void sanitize_insn_aux_data(struct bpf_verifier_env *env)
11375 {
11376         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
11377         struct bpf_insn_aux_data *aux;
11378         int i, class;
11379
11380         for (i = 0; i < env->prog->len; i++) {
11381                 class = BPF_CLASS(insn[i].code);
11382                 if (class != BPF_LDX && class != BPF_STX)
11383                         continue;
11384                 aux = &env->insn_aux_data[i];
11385                 if (aux->seen != env->pass_cnt)
11386                         continue;
11387                 memset(aux, 0, offsetof(typeof(*aux), orig_idx));
11388         }
11389 }
11390
11391 static int do_check_common(struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
11392 {
11393         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
11394         struct bpf_verifier_state *state;
11395         struct bpf_reg_state *regs;
11396         int ret, i;
11397
11398         env->prev_linfo = NULL;
11399         env->pass_cnt++;
11400
11401         state = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state), GFP_KERNEL);
11402         if (!state)
11403                 return -ENOMEM;
11404         state->curframe = 0;
11405         state->speculative = false;
11406         state->branches = 1;
11407         state->frame[0] = kzalloc(sizeof(struct bpf_func_state), GFP_KERNEL);
11408         if (!state->frame[0]) {
11409                 kfree(state);
11410                 return -ENOMEM;
11411         }
11412         env->cur_state = state;
11413         init_func_state(env, state->frame[0],
11414                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
11415                         0 /* frameno */,
11416                         subprog);
11417
11418         regs = state->frame[state->curframe]->regs;
11419         if (subprog || env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
11420                 ret = btf_prepare_func_args(env, subprog, regs);
11421                 if (ret)
11422                         goto out;
11423                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++) {
11424                         if (regs[i].type == PTR_TO_CTX)
11425                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
11426                         else if (regs[i].type == SCALAR_VALUE)
11427                                 mark_reg_unknown(env, regs, i);
11428                 }
11429         } else {
11430                 /* 1st arg to a function */
11431                 regs[BPF_REG_1].type = PTR_TO_CTX;
11432                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_1);
11433                 ret = btf_check_func_arg_match(env, subprog, regs);
11434                 if (ret == -EFAULT)
11435                         /* unlikely verifier bug. abort.
11436                          * ret == 0 and ret < 0 are sadly acceptable for
11437                          * main() function due to backward compatibility.
11438                          * Like socket filter program may be written as:
11439                          * int bpf_prog(struct pt_regs *ctx)
11440                          * and never dereference that ctx in the program.
11441                          * 'struct pt_regs' is a type mismatch for socket
11442                          * filter that should be using 'struct __sk_buff'.
11443                          */
11444                         goto out;
11445         }
11446
11447         ret = do_check(env);
11448 out:
11449         /* check for NULL is necessary, since cur_state can be freed inside
11450          * do_check() under memory pressure.
11451          */
11452         if (env->cur_state) {
11453                 free_verifier_state(env->cur_state, true);
11454                 env->cur_state = NULL;
11455         }
11456         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
11457         if (!ret && pop_log)
11458                 bpf_vlog_reset(&env->log, 0);
11459         free_states(env);
11460         if (ret)
11461                 /* clean aux data in case subprog was rejected */
11462                 sanitize_insn_aux_data(env);
11463         return ret;
11464 }
11465
11466 /* Verify all global functions in a BPF program one by one based on their BTF.
11467  * All global functions must pass verification. Otherwise the whole program is rejected.
11468  * Consider:
11469  * int bar(int);
11470  * int foo(int f)
11471  * {
11472  *    return bar(f);
11473  * }
11474  * int bar(int b)
11475  * {
11476  *    ...
11477  * }
11478  * foo() will be verified first for R1=any_scalar_value. During verification it
11479  * will be assumed that bar() already verified successfully and call to bar()
11480  * from foo() will be checked for type match only. Later bar() will be verified
11481  * independently to check that it's safe for R1=any_scalar_value.
11482  */
11483 static int do_check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
11484 {
11485         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
11486         int i, ret;
11487
11488         if (!aux->func_info)
11489                 return 0;
11490
11491         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
11492                 if (aux->func_info_aux[i].linkage != BTF_FUNC_GLOBAL)
11493                         continue;
11494                 env->insn_idx = env->subprog_info[i].start;
11495                 WARN_ON_ONCE(env->insn_idx == 0);
11496                 ret = do_check_common(env, i);
11497                 if (ret) {
11498                         return ret;
11499                 } else if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
11500                         verbose(env,
11501                                 "Func#%d is safe for any args that match its prototype\n",
11502                                 i);
11503                 }
11504         }
11505         return 0;
11506 }
11507
11508 static int do_check_main(struct bpf_verifier_env *env)
11509 {
11510         int ret;
11511
11512         env->insn_idx = 0;
11513         ret = do_check_common(env, 0);
11514         if (!ret)
11515                 env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
11516         return ret;
11517 }
11518
11519
11520 static void print_verification_stats(struct bpf_verifier_env *env)
11521 {
11522         int i;
11523
11524         if (env->log.level & BPF_LOG_STATS) {
11525                 verbose(env, "verification time %lld usec\n",
11526                         div_u64(env->verification_time, 1000));
11527                 verbose(env, "stack depth ");
11528                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
11529                         u32 depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
11530
11531                         verbose(env, "%d", depth);
11532                         if (i + 1 < env->subprog_cnt)
11533                                 verbose(env, "+");
11534                 }
11535                 verbose(env, "\n");
11536         }
11537         verbose(env, "processed %d insns (limit %d) max_states_per_insn %d "
11538                 "total_states %d peak_states %d mark_read %d\n",
11539                 env->insn_processed, BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS,
11540                 env->max_states_per_insn, env->total_states,
11541                 env->peak_states, env->longest_mark_read_walk);
11542 }
11543
11544 static int check_struct_ops_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
11545 {
11546         const struct btf_type *t, *func_proto;
11547         const struct bpf_struct_ops *st_ops;
11548         const struct btf_member *member;
11549         struct bpf_prog *prog = env->prog;
11550         u32 btf_id, member_idx;
11551         const char *mname;
11552
11553         btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
11554         st_ops = bpf_struct_ops_find(btf_id);
11555         if (!st_ops) {
11556                 verbose(env, "attach_btf_id %u is not a supported struct\n",
11557                         btf_id);
11558                 return -ENOTSUPP;
11559         }
11560
11561         t = st_ops->type;
11562         member_idx = prog->expected_attach_type;
11563         if (member_idx >= btf_type_vlen(t)) {
11564                 verbose(env, "attach to invalid member idx %u of struct %s\n",
11565                         member_idx, st_ops->name);
11566                 return -EINVAL;
11567         }
11568
11569         member = &btf_type_member(t)[member_idx];
11570         mname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, member->name_off);
11571         func_proto = btf_type_resolve_func_ptr(btf_vmlinux, member->type,
11572                                                NULL);
11573         if (!func_proto) {
11574                 verbose(env, "attach to invalid member %s(@idx %u) of struct %s\n",
11575                         mname, member_idx, st_ops->name);
11576                 return -EINVAL;
11577         }
11578
11579         if (st_ops->check_member) {
11580                 int err = st_ops->check_member(t, member);
11581
11582                 if (err) {
11583                         verbose(env, "attach to unsupported member %s of struct %s\n",
11584                                 mname, st_ops->name);
11585                         return err;
11586                 }
11587         }
11588
11589         prog->aux->attach_func_proto = func_proto;
11590         prog->aux->attach_func_name = mname;
11591         env->ops = st_ops->verifier_ops;
11592
11593         return 0;
11594 }
11595 #define SECURITY_PREFIX "security_"
11596
11597 static int check_attach_modify_return(unsigned long addr, const char *func_name)
11598 {
11599         if (within_error_injection_list(addr) ||
11600             !strncmp(SECURITY_PREFIX, func_name, sizeof(SECURITY_PREFIX) - 1))
11601                 return 0;
11602
11603         return -EINVAL;
11604 }
11605
11606 /* list of non-sleepable functions that are otherwise on
11607  * ALLOW_ERROR_INJECTION list
11608  */
11609 BTF_SET_START(btf_non_sleepable_error_inject)
11610 /* Three functions below can be called from sleepable and non-sleepable context.
11611  * Assume non-sleepable from bpf safety point of view.
11612  */
11613 BTF_ID(func, __add_to_page_cache_locked)
11614 BTF_ID(func, should_fail_alloc_page)
11615 BTF_ID(func, should_failslab)
11616 BTF_SET_END(btf_non_sleepable_error_inject)
11617
11618 static int check_non_sleepable_error_inject(u32 btf_id)
11619 {
11620         return btf_id_set_contains(&btf_non_sleepable_error_inject, btf_id);
11621 }
11622
11623 int bpf_check_attach_target(struct bpf_verifier_log *log,
11624                             const struct bpf_prog *prog,
11625                             const struct bpf_prog *tgt_prog,
11626                             u32 btf_id,
11627                             struct bpf_attach_target_info *tgt_info)
11628 {
11629         bool prog_extension = prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT;
11630         const char prefix[] = "btf_trace_";
11631         int ret = 0, subprog = -1, i;
11632         const struct btf_type *t;
11633         bool conservative = true;
11634         const char *tname;
11635         struct btf *btf;
11636         long addr = 0;
11637
11638         if (!btf_id) {
11639                 bpf_log(log, "Tracing programs must provide btf_id\n");
11640                 return -EINVAL;
11641         }
11642         btf = tgt_prog ? tgt_prog->aux->btf : prog->aux->attach_btf;
11643         if (!btf) {
11644                 bpf_log(log,
11645                         "FENTRY/FEXIT program can only be attached to another program annotated with BTF\n");
11646                 return -EINVAL;
11647         }
11648         t = btf_type_by_id(btf, btf_id);
11649         if (!t) {
11650                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u is invalid\n", btf_id);
11651                 return -EINVAL;
11652         }
11653         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
11654         if (!tname) {
11655                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u doesn't have a name\n", btf_id);
11656                 return -EINVAL;
11657         }
11658         if (tgt_prog) {
11659                 struct bpf_prog_aux *aux = tgt_prog->aux;
11660
11661                 for (i = 0; i < aux->func_info_cnt; i++)
11662                         if (aux->func_info[i].type_id == btf_id) {
11663                                 subprog = i;
11664                                 break;
11665                         }
11666                 if (subprog == -1) {
11667                         bpf_log(log, "Subprog %s doesn't exist\n", tname);
11668                         return -EINVAL;
11669                 }
11670                 conservative = aux->func_info_aux[subprog].unreliable;
11671                 if (prog_extension) {
11672                         if (conservative) {
11673                                 bpf_log(log,
11674                                         "Cannot replace static functions\n");
11675                                 return -EINVAL;
11676                         }
11677                         if (!prog->jit_requested) {
11678                                 bpf_log(log,
11679                                         "Extension programs should be JITed\n");
11680                                 return -EINVAL;
11681                         }
11682                 }
11683                 if (!tgt_prog->jited) {
11684                         bpf_log(log, "Can attach to only JITed progs\n");
11685                         return -EINVAL;
11686                 }
11687                 if (tgt_prog->type == prog->type) {
11688                         /* Cannot fentry/fexit another fentry/fexit program.
11689                          * Cannot attach program extension to another extension.
11690                          * It's ok to attach fentry/fexit to extension program.
11691                          */
11692                         bpf_log(log, "Cannot recursively attach\n");
11693                         return -EINVAL;
11694                 }
11695                 if (tgt_prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
11696                     prog_extension &&
11697                     (tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FENTRY ||
11698                      tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FEXIT)) {
11699                         /* Program extensions can extend all program types
11700                          * except fentry/fexit. The reason is the following.
11701                          * The fentry/fexit programs are used for performance
11702                          * analysis, stats and can be attached to any program
11703                          * type except themselves. When extension program is
11704                          * replacing XDP function it is necessary to allow
11705                          * performance analysis of all functions. Both original
11706                          * XDP program and its program extension. Hence
11707                          * attaching fentry/fexit to BPF_PROG_TYPE_EXT is
11708                          * allowed. If extending of fentry/fexit was allowed it
11709                          * would be possible to create long call chain
11710                          * fentry->extension->fentry->extension beyond
11711                          * reasonable stack size. Hence extending fentry is not
11712                          * allowed.
11713                          */
11714                         bpf_log(log, "Cannot extend fentry/fexit\n");
11715                         return -EINVAL;
11716                 }
11717         } else {
11718                 if (prog_extension) {
11719                         bpf_log(log, "Cannot replace kernel functions\n");
11720                         return -EINVAL;
11721                 }
11722         }
11723
11724         switch (prog->expected_attach_type) {
11725         case BPF_TRACE_RAW_TP:
11726                 if (tgt_prog) {
11727                         bpf_log(log,
11728                                 "Only FENTRY/FEXIT progs are attachable to another BPF prog\n");
11729                         return -EINVAL;
11730                 }
11731                 if (!btf_type_is_typedef(t)) {
11732                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a typedef\n",
11733                                 btf_id);
11734                         return -EINVAL;
11735                 }
11736                 if (strncmp(prefix, tname, sizeof(prefix) - 1)) {
11737                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u points to wrong type name %s\n",
11738                                 btf_id, tname);
11739                         return -EINVAL;
11740                 }
11741                 tname += sizeof(prefix) - 1;
11742                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
11743                 if (!btf_type_is_ptr(t))
11744                         /* should never happen in valid vmlinux build */
11745                         return -EINVAL;
11746                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
11747                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
11748                         /* should never happen in valid vmlinux build */
11749                         return -EINVAL;
11750
11751                 break;
11752         case BPF_TRACE_ITER:
11753                 if (!btf_type_is_func(t)) {
11754                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
11755                                 btf_id);
11756                         return -EINVAL;
11757                 }
11758                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
11759                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
11760                         return -EINVAL;
11761                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
11762                 if (ret)
11763                         return ret;
11764                 break;
11765         default:
11766                 if (!prog_extension)
11767                         return -EINVAL;
11768                 fallthrough;
11769         case BPF_MODIFY_RETURN:
11770         case BPF_LSM_MAC:
11771         case BPF_TRACE_FENTRY:
11772         case BPF_TRACE_FEXIT:
11773                 if (!btf_type_is_func(t)) {
11774                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
11775                                 btf_id);
11776                         return -EINVAL;
11777                 }
11778                 if (prog_extension &&
11779                     btf_check_type_match(log, prog, btf, t))
11780                         return -EINVAL;
11781                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
11782                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
11783                         return -EINVAL;
11784
11785                 if ((prog->aux->saved_dst_prog_type || prog->aux->saved_dst_attach_type) &&
11786                     (!tgt_prog || prog->aux->saved_dst_prog_type != tgt_prog->type ||
11787                      prog->aux->saved_dst_attach_type != tgt_prog->expected_attach_type))
11788                         return -EINVAL;
11789
11790                 if (tgt_prog && conservative)
11791                         t = NULL;
11792
11793                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
11794                 if (ret < 0)
11795                         return ret;
11796
11797                 if (tgt_prog) {
11798                         if (subprog == 0)
11799                                 addr = (long) tgt_prog->bpf_func;
11800                         else
11801                                 addr = (long) tgt_prog->aux->func[subprog]->bpf_func;
11802                 } else {
11803                         addr = kallsyms_lookup_name(tname);
11804                         if (!addr) {
11805                                 bpf_log(log,
11806                                         "The address of function %s cannot be found\n",
11807                                         tname);
11808                                 return -ENOENT;
11809                         }
11810                 }
11811
11812                 if (prog->aux->sleepable) {
11813                         ret = -EINVAL;
11814                         switch (prog->type) {
11815                         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
11816                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can be sleepable only if they are
11817                                  * attached to ALLOW_ERROR_INJECTION and are not in denylist.
11818                                  */
11819                                 if (!check_non_sleepable_error_inject(btf_id) &&
11820                                     within_error_injection_list(addr))
11821                                         ret = 0;
11822                                 break;
11823                         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
11824                                 /* LSM progs check that they are attached to bpf_lsm_*() funcs.
11825                                  * Only some of them are sleepable.
11826                                  */
11827                                 if (bpf_lsm_is_sleepable_hook(btf_id))
11828                                         ret = 0;
11829                                 break;
11830                         default:
11831                                 break;
11832                         }
11833                         if (ret) {
11834                                 bpf_log(log, "%s is not sleepable\n", tname);
11835                                 return ret;
11836                         }
11837                 } else if (prog->expected_attach_type == BPF_MODIFY_RETURN) {
11838                         if (tgt_prog) {
11839                                 bpf_log(log, "can't modify return codes of BPF programs\n");
11840                                 return -EINVAL;
11841                         }
11842                         ret = check_attach_modify_return(addr, tname);
11843                         if (ret) {
11844                                 bpf_log(log, "%s() is not modifiable\n", tname);
11845                                 return ret;
11846                         }
11847                 }
11848
11849                 break;
11850         }
11851         tgt_info->tgt_addr = addr;
11852         tgt_info->tgt_name = tname;
11853         tgt_info->tgt_type = t;
11854         return 0;
11855 }
11856
11857 static int check_attach_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
11858 {
11859         struct bpf_prog *prog = env->prog;
11860         struct bpf_prog *tgt_prog = prog->aux->dst_prog;
11861         struct bpf_attach_target_info tgt_info = {};
11862         u32 btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
11863         struct bpf_trampoline *tr;
11864         int ret;
11865         u64 key;
11866
11867         if (prog->aux->sleepable && prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
11868             prog->type != BPF_PROG_TYPE_LSM) {
11869                 verbose(env, "Only fentry/fexit/fmod_ret and lsm programs can be sleepable\n");
11870                 return -EINVAL;
11871         }
11872
11873         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS)
11874                 return check_struct_ops_btf_id(env);
11875
11876         if (prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
11877             prog->type != BPF_PROG_TYPE_LSM &&
11878             prog->type != BPF_PROG_TYPE_EXT)
11879                 return 0;
11880
11881         ret = bpf_check_attach_target(&env->log, prog, tgt_prog, btf_id, &tgt_info);
11882         if (ret)
11883                 return ret;
11884
11885         if (tgt_prog && prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
11886                 /* to make freplace equivalent to their targets, they need to
11887                  * inherit env->ops and expected_attach_type for the rest of the
11888                  * verification
11889                  */
11890                 env->ops = bpf_verifier_ops[tgt_prog->type];
11891                 prog->expected_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
11892         }
11893
11894         /* store info about the attachment target that will be used later */
11895         prog->aux->attach_func_proto = tgt_info.tgt_type;
11896         prog->aux->attach_func_name = tgt_info.tgt_name;
11897
11898         if (tgt_prog) {
11899                 prog->aux->saved_dst_prog_type = tgt_prog->type;
11900                 prog->aux->saved_dst_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
11901         }
11902
11903         if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_RAW_TP) {
11904                 prog->aux->attach_btf_trace = true;
11905                 return 0;
11906         } else if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_ITER) {
11907                 if (!bpf_iter_prog_supported(prog))
11908                         return -EINVAL;
11909                 return 0;
11910         }
11911
11912         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM) {
11913                 ret = bpf_lsm_verify_prog(&env->log, prog);
11914                 if (ret < 0)
11915                         return ret;
11916         }
11917
11918         key = bpf_trampoline_compute_key(tgt_prog, prog->aux->attach_btf, btf_id);
11919         tr = bpf_trampoline_get(key, &tgt_info);
11920         if (!tr)
11921                 return -ENOMEM;
11922
11923         prog->aux->dst_trampoline = tr;
11924         return 0;
11925 }
11926
11927 struct btf *bpf_get_btf_vmlinux(void)
11928 {
11929         if (!btf_vmlinux && IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_INFO_BTF)) {
11930                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
11931                 if (!btf_vmlinux)
11932                         btf_vmlinux = btf_parse_vmlinux();
11933                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
11934         }
11935         return btf_vmlinux;
11936 }
11937
11938 int bpf_check(struct bpf_prog **prog, union bpf_attr *attr,
11939               union bpf_attr __user *uattr)
11940 {
11941         u64 start_time = ktime_get_ns();
11942         struct bpf_verifier_env *env;
11943         struct bpf_verifier_log *log;
11944         int i, len, ret = -EINVAL;
11945         bool is_priv;
11946
11947         /* no program is valid */
11948         if (ARRAY_SIZE(bpf_verifier_ops) == 0)
11949                 return -EINVAL;
11950
11951         /* 'struct bpf_verifier_env' can be global, but since it's not small,
11952          * allocate/free it every time bpf_check() is called
11953          */
11954         env = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_env), GFP_KERNEL);
11955         if (!env)
11956                 return -ENOMEM;
11957         log = &env->log;
11958
11959         len = (*prog)->len;
11960         env->insn_aux_data =
11961                 vzalloc(array_size(sizeof(struct bpf_insn_aux_data), len));
11962         ret = -ENOMEM;
11963         if (!env->insn_aux_data)
11964                 goto err_free_env;
11965         for (i = 0; i < len; i++)
11966                 env->insn_aux_data[i].orig_idx = i;
11967         env->prog = *prog;
11968         env->ops = bpf_verifier_ops[env->prog->type];
11969         is_priv = bpf_capable();
11970
11971         bpf_get_btf_vmlinux();
11972
11973         /* grab the mutex to protect few globals used by verifier */
11974         if (!is_priv)
11975                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
11976
11977         if (attr->log_level || attr->log_buf || attr->log_size) {
11978                 /* user requested verbose verifier output
11979                  * and supplied buffer to store the verification trace
11980                  */
11981                 log->level = attr->log_level;
11982                 log->ubuf = (char __user *) (unsigned long) attr->log_buf;
11983                 log->len_total = attr->log_size;
11984
11985                 ret = -EINVAL;
11986                 /* log attributes have to be sane */
11987                 if (log->len_total < 128 || log->len_total > UINT_MAX >> 2 ||
11988                     !log->level || !log->ubuf || log->level & ~BPF_LOG_MASK)
11989                         goto err_unlock;
11990         }
11991
11992         if (IS_ERR(btf_vmlinux)) {
11993                 /* Either gcc or pahole or kernel are broken. */
11994                 verbose(env, "in-kernel BTF is malformed\n");
11995                 ret = PTR_ERR(btf_vmlinux);
11996                 goto skip_full_check;
11997         }
11998
11999         env->strict_alignment = !!(attr->prog_flags & BPF_F_STRICT_ALIGNMENT);
12000         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS))
12001                 env->strict_alignment = true;
12002         if (attr->prog_flags & BPF_F_ANY_ALIGNMENT)
12003                 env->strict_alignment = false;
12004
12005         env->allow_ptr_leaks = bpf_allow_ptr_leaks();
12006         env->allow_ptr_to_map_access = bpf_allow_ptr_to_map_access();
12007         env->bypass_spec_v1 = bpf_bypass_spec_v1();
12008         env->bypass_spec_v4 = bpf_bypass_spec_v4();
12009         env->bpf_capable = bpf_capable();
12010
12011         if (is_priv)
12012                 env->test_state_freq = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_STATE_FREQ;
12013
12014         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
12015                 ret = bpf_prog_offload_verifier_prep(env->prog);
12016                 if (ret)
12017                         goto skip_full_check;
12018         }
12019
12020         env->explored_states = kvcalloc(state_htab_size(env),
12021                                        sizeof(struct bpf_verifier_state_list *),
12022                                        GFP_USER);
12023         ret = -ENOMEM;
12024         if (!env->explored_states)
12025                 goto skip_full_check;
12026
12027         ret = check_subprogs(env);
12028         if (ret < 0)
12029                 goto skip_full_check;
12030
12031         ret = check_btf_info(env, attr, uattr);
12032         if (ret < 0)
12033                 goto skip_full_check;
12034
12035         ret = check_attach_btf_id(env);
12036         if (ret)
12037                 goto skip_full_check;
12038
12039         ret = resolve_pseudo_ldimm64(env);
12040         if (ret < 0)
12041                 goto skip_full_check;
12042
12043         ret = check_cfg(env);
12044         if (ret < 0)
12045                 goto skip_full_check;
12046
12047         ret = do_check_subprogs(env);
12048         ret = ret ?: do_check_main(env);
12049
12050         if (ret == 0 && bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
12051                 ret = bpf_prog_offload_finalize(env);
12052
12053 skip_full_check:
12054         kvfree(env->explored_states);
12055
12056         if (ret == 0)
12057                 ret = check_max_stack_depth(env);
12058
12059         /* instruction rewrites happen after this point */
12060         if (is_priv) {
12061                 if (ret == 0)
12062                         opt_hard_wire_dead_code_branches(env);
12063                 if (ret == 0)
12064                         ret = opt_remove_dead_code(env);
12065                 if (ret == 0)
12066                         ret = opt_remove_nops(env);
12067         } else {
12068                 if (ret == 0)
12069                         sanitize_dead_code(env);
12070         }
12071
12072         if (ret == 0)
12073                 /* program is valid, convert *(u32*)(ctx + off) accesses */
12074                 ret = convert_ctx_accesses(env);
12075
12076         if (ret == 0)
12077                 ret = fixup_bpf_calls(env);
12078
12079         /* do 32-bit optimization after insn patching has done so those patched
12080          * insns could be handled correctly.
12081          */
12082         if (ret == 0 && !bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
12083                 ret = opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(env, attr);
12084                 env->prog->aux->verifier_zext = bpf_jit_needs_zext() ? !ret
12085                                                                      : false;
12086         }
12087
12088         if (ret == 0)
12089                 ret = fixup_call_args(env);
12090
12091         env->verification_time = ktime_get_ns() - start_time;
12092         print_verification_stats(env);
12093
12094         if (log->level && bpf_verifier_log_full(log))
12095                 ret = -ENOSPC;
12096         if (log->level && !log->ubuf) {
12097                 ret = -EFAULT;
12098                 goto err_release_maps;
12099         }
12100
12101         if (ret == 0 && env->used_map_cnt) {
12102                 /* if program passed verifier, update used_maps in bpf_prog_info */
12103                 env->prog->aux->used_maps = kmalloc_array(env->used_map_cnt,
12104                                                           sizeof(env->used_maps[0]),
12105                                                           GFP_KERNEL);
12106
12107                 if (!env->prog->aux->used_maps) {
12108                         ret = -ENOMEM;
12109                         goto err_release_maps;
12110                 }
12111
12112                 memcpy(env->prog->aux->used_maps, env->used_maps,
12113                        sizeof(env->used_maps[0]) * env->used_map_cnt);
12114                 env->prog->aux->used_map_cnt = env->used_map_cnt;
12115
12116                 /* program is valid. Convert pseudo bpf_ld_imm64 into generic
12117                  * bpf_ld_imm64 instructions
12118                  */
12119                 convert_pseudo_ld_imm64(env);
12120         }
12121
12122         if (ret == 0)
12123                 adjust_btf_func(env);
12124
12125 err_release_maps:
12126         if (!env->prog->aux->used_maps)
12127                 /* if we didn't copy map pointers into bpf_prog_info, release
12128                  * them now. Otherwise free_used_maps() will release them.
12129                  */
12130                 release_maps(env);
12131
12132         /* extension progs temporarily inherit the attach_type of their targets
12133            for verification purposes, so set it back to zero before returning
12134          */
12135         if (env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT)
12136                 env->prog->expected_attach_type = 0;
12137
12138         *prog = env->prog;
12139 err_unlock:
12140         if (!is_priv)
12141                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
12142         vfree(env->insn_aux_data);
12143 err_free_env:
12144         kfree(env);
12145         return ret;
12146 }