289383edfc8c6ebd81cb547183a9e873673ce566
[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
23 #include "disasm.h"
24
25 static const struct bpf_verifier_ops * const bpf_verifier_ops[] = {
26 #define BPF_PROG_TYPE(_id, _name, prog_ctx_type, kern_ctx_type) \
27         [_id] = & _name ## _verifier_ops,
28 #define BPF_MAP_TYPE(_id, _ops)
29 #include <linux/bpf_types.h>
30 #undef BPF_PROG_TYPE
31 #undef BPF_MAP_TYPE
32 };
33
34 /* bpf_check() is a static code analyzer that walks eBPF program
35  * instruction by instruction and updates register/stack state.
36  * All paths of conditional branches are analyzed until 'bpf_exit' insn.
37  *
38  * The first pass is depth-first-search to check that the program is a DAG.
39  * It rejects the following programs:
40  * - larger than BPF_MAXINSNS insns
41  * - if loop is present (detected via back-edge)
42  * - unreachable insns exist (shouldn't be a forest. program = one function)
43  * - out of bounds or malformed jumps
44  * The second pass is all possible path descent from the 1st insn.
45  * Since it's analyzing all pathes through the program, the length of the
46  * analysis is limited to 64k insn, which may be hit even if total number of
47  * insn is less then 4K, but there are too many branches that change stack/regs.
48  * Number of 'branches to be analyzed' is limited to 1k
49  *
50  * On entry to each instruction, each register has a type, and the instruction
51  * changes the types of the registers depending on instruction semantics.
52  * If instruction is BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_5), then type of R5 is
53  * copied to R1.
54  *
55  * All registers are 64-bit.
56  * R0 - return register
57  * R1-R5 argument passing registers
58  * R6-R9 callee saved registers
59  * R10 - frame pointer read-only
60  *
61  * At the start of BPF program the register R1 contains a pointer to bpf_context
62  * and has type PTR_TO_CTX.
63  *
64  * Verifier tracks arithmetic operations on pointers in case:
65  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_10),
66  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_1, -20),
67  * 1st insn copies R10 (which has FRAME_PTR) type into R1
68  * and 2nd arithmetic instruction is pattern matched to recognize
69  * that it wants to construct a pointer to some element within stack.
70  * So after 2nd insn, the register R1 has type PTR_TO_STACK
71  * (and -20 constant is saved for further stack bounds checking).
72  * Meaning that this reg is a pointer to stack plus known immediate constant.
73  *
74  * Most of the time the registers have SCALAR_VALUE type, which
75  * means the register has some value, but it's not a valid pointer.
76  * (like pointer plus pointer becomes SCALAR_VALUE type)
77  *
78  * When verifier sees load or store instructions the type of base register
79  * can be: PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_CTX, PTR_TO_STACK, PTR_TO_SOCKET. These are
80  * four pointer types recognized by check_mem_access() function.
81  *
82  * PTR_TO_MAP_VALUE means that this register is pointing to 'map element value'
83  * and the range of [ptr, ptr + map's value_size) is accessible.
84  *
85  * registers used to pass values to function calls are checked against
86  * function argument constraints.
87  *
88  * ARG_PTR_TO_MAP_KEY is one of such argument constraints.
89  * It means that the register type passed to this function must be
90  * PTR_TO_STACK and it will be used inside the function as
91  * 'pointer to map element key'
92  *
93  * For example the argument constraints for bpf_map_lookup_elem():
94  *   .ret_type = RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL,
95  *   .arg1_type = ARG_CONST_MAP_PTR,
96  *   .arg2_type = ARG_PTR_TO_MAP_KEY,
97  *
98  * ret_type says that this function returns 'pointer to map elem value or null'
99  * function expects 1st argument to be a const pointer to 'struct bpf_map' and
100  * 2nd argument should be a pointer to stack, which will be used inside
101  * the helper function as a pointer to map element key.
102  *
103  * On the kernel side the helper function looks like:
104  * u64 bpf_map_lookup_elem(u64 r1, u64 r2, u64 r3, u64 r4, u64 r5)
105  * {
106  *    struct bpf_map *map = (struct bpf_map *) (unsigned long) r1;
107  *    void *key = (void *) (unsigned long) r2;
108  *    void *value;
109  *
110  *    here kernel can access 'key' and 'map' pointers safely, knowing that
111  *    [key, key + map->key_size) bytes are valid and were initialized on
112  *    the stack of eBPF program.
113  * }
114  *
115  * Corresponding eBPF program may look like:
116  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, BPF_REG_10),  // after this insn R2 type is FRAME_PTR
117  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_2, -4), // after this insn R2 type is PTR_TO_STACK
118  *    BPF_LD_MAP_FD(BPF_REG_1, map_fd),      // after this insn R1 type is CONST_PTR_TO_MAP
119  *    BPF_RAW_INSN(BPF_JMP | BPF_CALL, 0, 0, 0, BPF_FUNC_map_lookup_elem),
120  * here verifier looks at prototype of map_lookup_elem() and sees:
121  * .arg1_type == ARG_CONST_MAP_PTR and R1->type == CONST_PTR_TO_MAP, which is ok,
122  * Now verifier knows that this map has key of R1->map_ptr->key_size bytes
123  *
124  * Then .arg2_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY and R2->type == PTR_TO_STACK, ok so far,
125  * Now verifier checks that [R2, R2 + map's key_size) are within stack limits
126  * and were initialized prior to this call.
127  * If it's ok, then verifier allows this BPF_CALL insn and looks at
128  * .ret_type which is RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, so it sets
129  * R0->type = PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL which means bpf_map_lookup_elem() function
130  * returns ether pointer to map value or NULL.
131  *
132  * When type PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL passes through 'if (reg != 0) goto +off'
133  * insn, the register holding that pointer in the true branch changes state to
134  * PTR_TO_MAP_VALUE and the same register changes state to CONST_IMM in the false
135  * branch. See check_cond_jmp_op().
136  *
137  * After the call R0 is set to return type of the function and registers R1-R5
138  * are set to NOT_INIT to indicate that they are no longer readable.
139  *
140  * The following reference types represent a potential reference to a kernel
141  * resource which, after first being allocated, must be checked and freed by
142  * the BPF program:
143  * - PTR_TO_SOCKET_OR_NULL, PTR_TO_SOCKET
144  *
145  * When the verifier sees a helper call return a reference type, it allocates a
146  * pointer id for the reference and stores it in the current function state.
147  * Similar to the way that PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL is converted into
148  * PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_SOCKET_OR_NULL becomes PTR_TO_SOCKET when the type
149  * passes through a NULL-check conditional. For the branch wherein the state is
150  * changed to CONST_IMM, the verifier releases the reference.
151  *
152  * For each helper function that allocates a reference, such as
153  * bpf_sk_lookup_tcp(), there is a corresponding release function, such as
154  * bpf_sk_release(). When a reference type passes into the release function,
155  * the verifier also releases the reference. If any unchecked or unreleased
156  * reference remains at the end of the program, the verifier rejects it.
157  */
158
159 /* verifier_state + insn_idx are pushed to stack when branch is encountered */
160 struct bpf_verifier_stack_elem {
161         /* verifer state is 'st'
162          * before processing instruction 'insn_idx'
163          * and after processing instruction 'prev_insn_idx'
164          */
165         struct bpf_verifier_state st;
166         int insn_idx;
167         int prev_insn_idx;
168         struct bpf_verifier_stack_elem *next;
169 };
170
171 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ    8192
172 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES     64
173
174 #define BPF_MAP_KEY_POISON      (1ULL << 63)
175 #define BPF_MAP_KEY_SEEN        (1ULL << 62)
176
177 #define BPF_MAP_PTR_UNPRIV      1UL
178 #define BPF_MAP_PTR_POISON      ((void *)((0xeB9FUL << 1) +     \
179                                           POISON_POINTER_DELTA))
180 #define BPF_MAP_PTR(X)          ((struct bpf_map *)((X) & ~BPF_MAP_PTR_UNPRIV))
181
182 static bool bpf_map_ptr_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
183 {
184         return BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) == BPF_MAP_PTR_POISON;
185 }
186
187 static bool bpf_map_ptr_unpriv(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
188 {
189         return aux->map_ptr_state & BPF_MAP_PTR_UNPRIV;
190 }
191
192 static void bpf_map_ptr_store(struct bpf_insn_aux_data *aux,
193                               const struct bpf_map *map, bool unpriv)
194 {
195         BUILD_BUG_ON((unsigned long)BPF_MAP_PTR_POISON & BPF_MAP_PTR_UNPRIV);
196         unpriv |= bpf_map_ptr_unpriv(aux);
197         aux->map_ptr_state = (unsigned long)map |
198                              (unpriv ? BPF_MAP_PTR_UNPRIV : 0UL);
199 }
200
201 static bool bpf_map_key_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
202 {
203         return aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_POISON;
204 }
205
206 static bool bpf_map_key_unseen(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
207 {
208         return !(aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_SEEN);
209 }
210
211 static u64 bpf_map_key_immediate(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
212 {
213         return aux->map_key_state & ~(BPF_MAP_KEY_SEEN | BPF_MAP_KEY_POISON);
214 }
215
216 static void bpf_map_key_store(struct bpf_insn_aux_data *aux, u64 state)
217 {
218         bool poisoned = bpf_map_key_poisoned(aux);
219
220         aux->map_key_state = state | BPF_MAP_KEY_SEEN |
221                              (poisoned ? BPF_MAP_KEY_POISON : 0ULL);
222 }
223
224 struct bpf_call_arg_meta {
225         struct bpf_map *map_ptr;
226         bool raw_mode;
227         bool pkt_access;
228         int regno;
229         int access_size;
230         s64 msize_smax_value;
231         u64 msize_umax_value;
232         int ref_obj_id;
233         int func_id;
234         u32 btf_id;
235 };
236
237 struct btf *btf_vmlinux;
238
239 static DEFINE_MUTEX(bpf_verifier_lock);
240
241 static const struct bpf_line_info *
242 find_linfo(const struct bpf_verifier_env *env, u32 insn_off)
243 {
244         const struct bpf_line_info *linfo;
245         const struct bpf_prog *prog;
246         u32 i, nr_linfo;
247
248         prog = env->prog;
249         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
250
251         if (!nr_linfo || insn_off >= prog->len)
252                 return NULL;
253
254         linfo = prog->aux->linfo;
255         for (i = 1; i < nr_linfo; i++)
256                 if (insn_off < linfo[i].insn_off)
257                         break;
258
259         return &linfo[i - 1];
260 }
261
262 void bpf_verifier_vlog(struct bpf_verifier_log *log, const char *fmt,
263                        va_list args)
264 {
265         unsigned int n;
266
267         n = vscnprintf(log->kbuf, BPF_VERIFIER_TMP_LOG_SIZE, fmt, args);
268
269         WARN_ONCE(n >= BPF_VERIFIER_TMP_LOG_SIZE - 1,
270                   "verifier log line truncated - local buffer too short\n");
271
272         n = min(log->len_total - log->len_used - 1, n);
273         log->kbuf[n] = '\0';
274
275         if (log->level == BPF_LOG_KERNEL) {
276                 pr_err("BPF:%s\n", log->kbuf);
277                 return;
278         }
279         if (!copy_to_user(log->ubuf + log->len_used, log->kbuf, n + 1))
280                 log->len_used += n;
281         else
282                 log->ubuf = NULL;
283 }
284
285 /* log_level controls verbosity level of eBPF verifier.
286  * bpf_verifier_log_write() is used to dump the verification trace to the log,
287  * so the user can figure out what's wrong with the program
288  */
289 __printf(2, 3) void bpf_verifier_log_write(struct bpf_verifier_env *env,
290                                            const char *fmt, ...)
291 {
292         va_list args;
293
294         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
295                 return;
296
297         va_start(args, fmt);
298         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
299         va_end(args);
300 }
301 EXPORT_SYMBOL_GPL(bpf_verifier_log_write);
302
303 __printf(2, 3) static void verbose(void *private_data, const char *fmt, ...)
304 {
305         struct bpf_verifier_env *env = private_data;
306         va_list args;
307
308         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
309                 return;
310
311         va_start(args, fmt);
312         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
313         va_end(args);
314 }
315
316 __printf(2, 3) void bpf_log(struct bpf_verifier_log *log,
317                             const char *fmt, ...)
318 {
319         va_list args;
320
321         if (!bpf_verifier_log_needed(log))
322                 return;
323
324         va_start(args, fmt);
325         bpf_verifier_vlog(log, fmt, args);
326         va_end(args);
327 }
328
329 static const char *ltrim(const char *s)
330 {
331         while (isspace(*s))
332                 s++;
333
334         return s;
335 }
336
337 __printf(3, 4) static void verbose_linfo(struct bpf_verifier_env *env,
338                                          u32 insn_off,
339                                          const char *prefix_fmt, ...)
340 {
341         const struct bpf_line_info *linfo;
342
343         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
344                 return;
345
346         linfo = find_linfo(env, insn_off);
347         if (!linfo || linfo == env->prev_linfo)
348                 return;
349
350         if (prefix_fmt) {
351                 va_list args;
352
353                 va_start(args, prefix_fmt);
354                 bpf_verifier_vlog(&env->log, prefix_fmt, args);
355                 va_end(args);
356         }
357
358         verbose(env, "%s\n",
359                 ltrim(btf_name_by_offset(env->prog->aux->btf,
360                                          linfo->line_off)));
361
362         env->prev_linfo = linfo;
363 }
364
365 static bool type_is_pkt_pointer(enum bpf_reg_type type)
366 {
367         return type == PTR_TO_PACKET ||
368                type == PTR_TO_PACKET_META;
369 }
370
371 static bool type_is_sk_pointer(enum bpf_reg_type type)
372 {
373         return type == PTR_TO_SOCKET ||
374                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON ||
375                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
376                 type == PTR_TO_XDP_SOCK;
377 }
378
379 static bool reg_type_may_be_null(enum bpf_reg_type type)
380 {
381         return type == PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL ||
382                type == PTR_TO_SOCKET_OR_NULL ||
383                type == PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL ||
384                type == PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL;
385 }
386
387 static bool reg_may_point_to_spin_lock(const struct bpf_reg_state *reg)
388 {
389         return reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE &&
390                 map_value_has_spin_lock(reg->map_ptr);
391 }
392
393 static bool reg_type_may_be_refcounted_or_null(enum bpf_reg_type type)
394 {
395         return type == PTR_TO_SOCKET ||
396                 type == PTR_TO_SOCKET_OR_NULL ||
397                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
398                 type == PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL;
399 }
400
401 static bool arg_type_may_be_refcounted(enum bpf_arg_type type)
402 {
403         return type == ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON;
404 }
405
406 /* Determine whether the function releases some resources allocated by another
407  * function call. The first reference type argument will be assumed to be
408  * released by release_reference().
409  */
410 static bool is_release_function(enum bpf_func_id func_id)
411 {
412         return func_id == BPF_FUNC_sk_release;
413 }
414
415 static bool is_acquire_function(enum bpf_func_id func_id)
416 {
417         return func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_tcp ||
418                 func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_udp ||
419                 func_id == BPF_FUNC_skc_lookup_tcp;
420 }
421
422 static bool is_ptr_cast_function(enum bpf_func_id func_id)
423 {
424         return func_id == BPF_FUNC_tcp_sock ||
425                 func_id == BPF_FUNC_sk_fullsock;
426 }
427
428 /* string representation of 'enum bpf_reg_type' */
429 static const char * const reg_type_str[] = {
430         [NOT_INIT]              = "?",
431         [SCALAR_VALUE]          = "inv",
432         [PTR_TO_CTX]            = "ctx",
433         [CONST_PTR_TO_MAP]      = "map_ptr",
434         [PTR_TO_MAP_VALUE]      = "map_value",
435         [PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL] = "map_value_or_null",
436         [PTR_TO_STACK]          = "fp",
437         [PTR_TO_PACKET]         = "pkt",
438         [PTR_TO_PACKET_META]    = "pkt_meta",
439         [PTR_TO_PACKET_END]     = "pkt_end",
440         [PTR_TO_FLOW_KEYS]      = "flow_keys",
441         [PTR_TO_SOCKET]         = "sock",
442         [PTR_TO_SOCKET_OR_NULL] = "sock_or_null",
443         [PTR_TO_SOCK_COMMON]    = "sock_common",
444         [PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL] = "sock_common_or_null",
445         [PTR_TO_TCP_SOCK]       = "tcp_sock",
446         [PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL] = "tcp_sock_or_null",
447         [PTR_TO_TP_BUFFER]      = "tp_buffer",
448         [PTR_TO_XDP_SOCK]       = "xdp_sock",
449         [PTR_TO_BTF_ID]         = "ptr_",
450 };
451
452 static char slot_type_char[] = {
453         [STACK_INVALID] = '?',
454         [STACK_SPILL]   = 'r',
455         [STACK_MISC]    = 'm',
456         [STACK_ZERO]    = '0',
457 };
458
459 static void print_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
460                            enum bpf_reg_liveness live)
461 {
462         if (live & (REG_LIVE_READ | REG_LIVE_WRITTEN | REG_LIVE_DONE))
463             verbose(env, "_");
464         if (live & REG_LIVE_READ)
465                 verbose(env, "r");
466         if (live & REG_LIVE_WRITTEN)
467                 verbose(env, "w");
468         if (live & REG_LIVE_DONE)
469                 verbose(env, "D");
470 }
471
472 static struct bpf_func_state *func(struct bpf_verifier_env *env,
473                                    const struct bpf_reg_state *reg)
474 {
475         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
476
477         return cur->frame[reg->frameno];
478 }
479
480 const char *kernel_type_name(u32 id)
481 {
482         return btf_name_by_offset(btf_vmlinux,
483                                   btf_type_by_id(btf_vmlinux, id)->name_off);
484 }
485
486 static void print_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
487                                  const struct bpf_func_state *state)
488 {
489         const struct bpf_reg_state *reg;
490         enum bpf_reg_type t;
491         int i;
492
493         if (state->frameno)
494                 verbose(env, " frame%d:", state->frameno);
495         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
496                 reg = &state->regs[i];
497                 t = reg->type;
498                 if (t == NOT_INIT)
499                         continue;
500                 verbose(env, " R%d", i);
501                 print_liveness(env, reg->live);
502                 verbose(env, "=%s", reg_type_str[t]);
503                 if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
504                         verbose(env, "P");
505                 if ((t == SCALAR_VALUE || t == PTR_TO_STACK) &&
506                     tnum_is_const(reg->var_off)) {
507                         /* reg->off should be 0 for SCALAR_VALUE */
508                         verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
509                 } else {
510                         if (t == PTR_TO_BTF_ID)
511                                 verbose(env, "%s", kernel_type_name(reg->btf_id));
512                         verbose(env, "(id=%d", reg->id);
513                         if (reg_type_may_be_refcounted_or_null(t))
514                                 verbose(env, ",ref_obj_id=%d", reg->ref_obj_id);
515                         if (t != SCALAR_VALUE)
516                                 verbose(env, ",off=%d", reg->off);
517                         if (type_is_pkt_pointer(t))
518                                 verbose(env, ",r=%d", reg->range);
519                         else if (t == CONST_PTR_TO_MAP ||
520                                  t == PTR_TO_MAP_VALUE ||
521                                  t == PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL)
522                                 verbose(env, ",ks=%d,vs=%d",
523                                         reg->map_ptr->key_size,
524                                         reg->map_ptr->value_size);
525                         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
526                                 /* Typically an immediate SCALAR_VALUE, but
527                                  * could be a pointer whose offset is too big
528                                  * for reg->off
529                                  */
530                                 verbose(env, ",imm=%llx", reg->var_off.value);
531                         } else {
532                                 if (reg->smin_value != reg->umin_value &&
533                                     reg->smin_value != S64_MIN)
534                                         verbose(env, ",smin_value=%lld",
535                                                 (long long)reg->smin_value);
536                                 if (reg->smax_value != reg->umax_value &&
537                                     reg->smax_value != S64_MAX)
538                                         verbose(env, ",smax_value=%lld",
539                                                 (long long)reg->smax_value);
540                                 if (reg->umin_value != 0)
541                                         verbose(env, ",umin_value=%llu",
542                                                 (unsigned long long)reg->umin_value);
543                                 if (reg->umax_value != U64_MAX)
544                                         verbose(env, ",umax_value=%llu",
545                                                 (unsigned long long)reg->umax_value);
546                                 if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
547                                         char tn_buf[48];
548
549                                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
550                                         verbose(env, ",var_off=%s", tn_buf);
551                                 }
552                         }
553                         verbose(env, ")");
554                 }
555         }
556         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
557                 char types_buf[BPF_REG_SIZE + 1];
558                 bool valid = false;
559                 int j;
560
561                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++) {
562                         if (state->stack[i].slot_type[j] != STACK_INVALID)
563                                 valid = true;
564                         types_buf[j] = slot_type_char[
565                                         state->stack[i].slot_type[j]];
566                 }
567                 types_buf[BPF_REG_SIZE] = 0;
568                 if (!valid)
569                         continue;
570                 verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
571                 print_liveness(env, state->stack[i].spilled_ptr.live);
572                 if (state->stack[i].slot_type[0] == STACK_SPILL) {
573                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
574                         t = reg->type;
575                         verbose(env, "=%s", reg_type_str[t]);
576                         if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
577                                 verbose(env, "P");
578                         if (t == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off))
579                                 verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
580                 } else {
581                         verbose(env, "=%s", types_buf);
582                 }
583         }
584         if (state->acquired_refs && state->refs[0].id) {
585                 verbose(env, " refs=%d", state->refs[0].id);
586                 for (i = 1; i < state->acquired_refs; i++)
587                         if (state->refs[i].id)
588                                 verbose(env, ",%d", state->refs[i].id);
589         }
590         verbose(env, "\n");
591 }
592
593 #define COPY_STATE_FN(NAME, COUNT, FIELD, SIZE)                         \
594 static int copy_##NAME##_state(struct bpf_func_state *dst,              \
595                                const struct bpf_func_state *src)        \
596 {                                                                       \
597         if (!src->FIELD)                                                \
598                 return 0;                                               \
599         if (WARN_ON_ONCE(dst->COUNT < src->COUNT)) {                    \
600                 /* internal bug, make state invalid to reject the program */ \
601                 memset(dst, 0, sizeof(*dst));                           \
602                 return -EFAULT;                                         \
603         }                                                               \
604         memcpy(dst->FIELD, src->FIELD,                                  \
605                sizeof(*src->FIELD) * (src->COUNT / SIZE));              \
606         return 0;                                                       \
607 }
608 /* copy_reference_state() */
609 COPY_STATE_FN(reference, acquired_refs, refs, 1)
610 /* copy_stack_state() */
611 COPY_STATE_FN(stack, allocated_stack, stack, BPF_REG_SIZE)
612 #undef COPY_STATE_FN
613
614 #define REALLOC_STATE_FN(NAME, COUNT, FIELD, SIZE)                      \
615 static int realloc_##NAME##_state(struct bpf_func_state *state, int size, \
616                                   bool copy_old)                        \
617 {                                                                       \
618         u32 old_size = state->COUNT;                                    \
619         struct bpf_##NAME##_state *new_##FIELD;                         \
620         int slot = size / SIZE;                                         \
621                                                                         \
622         if (size <= old_size || !size) {                                \
623                 if (copy_old)                                           \
624                         return 0;                                       \
625                 state->COUNT = slot * SIZE;                             \
626                 if (!size && old_size) {                                \
627                         kfree(state->FIELD);                            \
628                         state->FIELD = NULL;                            \
629                 }                                                       \
630                 return 0;                                               \
631         }                                                               \
632         new_##FIELD = kmalloc_array(slot, sizeof(struct bpf_##NAME##_state), \
633                                     GFP_KERNEL);                        \
634         if (!new_##FIELD)                                               \
635                 return -ENOMEM;                                         \
636         if (copy_old) {                                                 \
637                 if (state->FIELD)                                       \
638                         memcpy(new_##FIELD, state->FIELD,               \
639                                sizeof(*new_##FIELD) * (old_size / SIZE)); \
640                 memset(new_##FIELD + old_size / SIZE, 0,                \
641                        sizeof(*new_##FIELD) * (size - old_size) / SIZE); \
642         }                                                               \
643         state->COUNT = slot * SIZE;                                     \
644         kfree(state->FIELD);                                            \
645         state->FIELD = new_##FIELD;                                     \
646         return 0;                                                       \
647 }
648 /* realloc_reference_state() */
649 REALLOC_STATE_FN(reference, acquired_refs, refs, 1)
650 /* realloc_stack_state() */
651 REALLOC_STATE_FN(stack, allocated_stack, stack, BPF_REG_SIZE)
652 #undef REALLOC_STATE_FN
653
654 /* do_check() starts with zero-sized stack in struct bpf_verifier_state to
655  * make it consume minimal amount of memory. check_stack_write() access from
656  * the program calls into realloc_func_state() to grow the stack size.
657  * Note there is a non-zero 'parent' pointer inside bpf_verifier_state
658  * which realloc_stack_state() copies over. It points to previous
659  * bpf_verifier_state which is never reallocated.
660  */
661 static int realloc_func_state(struct bpf_func_state *state, int stack_size,
662                               int refs_size, bool copy_old)
663 {
664         int err = realloc_reference_state(state, refs_size, copy_old);
665         if (err)
666                 return err;
667         return realloc_stack_state(state, stack_size, copy_old);
668 }
669
670 /* Acquire a pointer id from the env and update the state->refs to include
671  * this new pointer reference.
672  * On success, returns a valid pointer id to associate with the register
673  * On failure, returns a negative errno.
674  */
675 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
676 {
677         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
678         int new_ofs = state->acquired_refs;
679         int id, err;
680
681         err = realloc_reference_state(state, state->acquired_refs + 1, true);
682         if (err)
683                 return err;
684         id = ++env->id_gen;
685         state->refs[new_ofs].id = id;
686         state->refs[new_ofs].insn_idx = insn_idx;
687
688         return id;
689 }
690
691 /* release function corresponding to acquire_reference_state(). Idempotent. */
692 static int release_reference_state(struct bpf_func_state *state, int ptr_id)
693 {
694         int i, last_idx;
695
696         last_idx = state->acquired_refs - 1;
697         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
698                 if (state->refs[i].id == ptr_id) {
699                         if (last_idx && i != last_idx)
700                                 memcpy(&state->refs[i], &state->refs[last_idx],
701                                        sizeof(*state->refs));
702                         memset(&state->refs[last_idx], 0, sizeof(*state->refs));
703                         state->acquired_refs--;
704                         return 0;
705                 }
706         }
707         return -EINVAL;
708 }
709
710 static int transfer_reference_state(struct bpf_func_state *dst,
711                                     struct bpf_func_state *src)
712 {
713         int err = realloc_reference_state(dst, src->acquired_refs, false);
714         if (err)
715                 return err;
716         err = copy_reference_state(dst, src);
717         if (err)
718                 return err;
719         return 0;
720 }
721
722 static void free_func_state(struct bpf_func_state *state)
723 {
724         if (!state)
725                 return;
726         kfree(state->refs);
727         kfree(state->stack);
728         kfree(state);
729 }
730
731 static void clear_jmp_history(struct bpf_verifier_state *state)
732 {
733         kfree(state->jmp_history);
734         state->jmp_history = NULL;
735         state->jmp_history_cnt = 0;
736 }
737
738 static void free_verifier_state(struct bpf_verifier_state *state,
739                                 bool free_self)
740 {
741         int i;
742
743         for (i = 0; i <= state->curframe; i++) {
744                 free_func_state(state->frame[i]);
745                 state->frame[i] = NULL;
746         }
747         clear_jmp_history(state);
748         if (free_self)
749                 kfree(state);
750 }
751
752 /* copy verifier state from src to dst growing dst stack space
753  * when necessary to accommodate larger src stack
754  */
755 static int copy_func_state(struct bpf_func_state *dst,
756                            const struct bpf_func_state *src)
757 {
758         int err;
759
760         err = realloc_func_state(dst, src->allocated_stack, src->acquired_refs,
761                                  false);
762         if (err)
763                 return err;
764         memcpy(dst, src, offsetof(struct bpf_func_state, acquired_refs));
765         err = copy_reference_state(dst, src);
766         if (err)
767                 return err;
768         return copy_stack_state(dst, src);
769 }
770
771 static int copy_verifier_state(struct bpf_verifier_state *dst_state,
772                                const struct bpf_verifier_state *src)
773 {
774         struct bpf_func_state *dst;
775         u32 jmp_sz = sizeof(struct bpf_idx_pair) * src->jmp_history_cnt;
776         int i, err;
777
778         if (dst_state->jmp_history_cnt < src->jmp_history_cnt) {
779                 kfree(dst_state->jmp_history);
780                 dst_state->jmp_history = kmalloc(jmp_sz, GFP_USER);
781                 if (!dst_state->jmp_history)
782                         return -ENOMEM;
783         }
784         memcpy(dst_state->jmp_history, src->jmp_history, jmp_sz);
785         dst_state->jmp_history_cnt = src->jmp_history_cnt;
786
787         /* if dst has more stack frames then src frame, free them */
788         for (i = src->curframe + 1; i <= dst_state->curframe; i++) {
789                 free_func_state(dst_state->frame[i]);
790                 dst_state->frame[i] = NULL;
791         }
792         dst_state->speculative = src->speculative;
793         dst_state->curframe = src->curframe;
794         dst_state->active_spin_lock = src->active_spin_lock;
795         dst_state->branches = src->branches;
796         dst_state->parent = src->parent;
797         dst_state->first_insn_idx = src->first_insn_idx;
798         dst_state->last_insn_idx = src->last_insn_idx;
799         for (i = 0; i <= src->curframe; i++) {
800                 dst = dst_state->frame[i];
801                 if (!dst) {
802                         dst = kzalloc(sizeof(*dst), GFP_KERNEL);
803                         if (!dst)
804                                 return -ENOMEM;
805                         dst_state->frame[i] = dst;
806                 }
807                 err = copy_func_state(dst, src->frame[i]);
808                 if (err)
809                         return err;
810         }
811         return 0;
812 }
813
814 static void update_branch_counts(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
815 {
816         while (st) {
817                 u32 br = --st->branches;
818
819                 /* WARN_ON(br > 1) technically makes sense here,
820                  * but see comment in push_stack(), hence:
821                  */
822                 WARN_ONCE((int)br < 0,
823                           "BUG update_branch_counts:branches_to_explore=%d\n",
824                           br);
825                 if (br)
826                         break;
827                 st = st->parent;
828         }
829 }
830
831 static int pop_stack(struct bpf_verifier_env *env, int *prev_insn_idx,
832                      int *insn_idx)
833 {
834         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
835         struct bpf_verifier_stack_elem *elem, *head = env->head;
836         int err;
837
838         if (env->head == NULL)
839                 return -ENOENT;
840
841         if (cur) {
842                 err = copy_verifier_state(cur, &head->st);
843                 if (err)
844                         return err;
845         }
846         if (insn_idx)
847                 *insn_idx = head->insn_idx;
848         if (prev_insn_idx)
849                 *prev_insn_idx = head->prev_insn_idx;
850         elem = head->next;
851         free_verifier_state(&head->st, false);
852         kfree(head);
853         env->head = elem;
854         env->stack_size--;
855         return 0;
856 }
857
858 static struct bpf_verifier_state *push_stack(struct bpf_verifier_env *env,
859                                              int insn_idx, int prev_insn_idx,
860                                              bool speculative)
861 {
862         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
863         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
864         int err;
865
866         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
867         if (!elem)
868                 goto err;
869
870         elem->insn_idx = insn_idx;
871         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
872         elem->next = env->head;
873         env->head = elem;
874         env->stack_size++;
875         err = copy_verifier_state(&elem->st, cur);
876         if (err)
877                 goto err;
878         elem->st.speculative |= speculative;
879         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
880                 verbose(env, "The sequence of %d jumps is too complex.\n",
881                         env->stack_size);
882                 goto err;
883         }
884         if (elem->st.parent) {
885                 ++elem->st.parent->branches;
886                 /* WARN_ON(branches > 2) technically makes sense here,
887                  * but
888                  * 1. speculative states will bump 'branches' for non-branch
889                  * instructions
890                  * 2. is_state_visited() heuristics may decide not to create
891                  * a new state for a sequence of branches and all such current
892                  * and cloned states will be pointing to a single parent state
893                  * which might have large 'branches' count.
894                  */
895         }
896         return &elem->st;
897 err:
898         free_verifier_state(env->cur_state, true);
899         env->cur_state = NULL;
900         /* pop all elements and return */
901         while (!pop_stack(env, NULL, NULL));
902         return NULL;
903 }
904
905 #define CALLER_SAVED_REGS 6
906 static const int caller_saved[CALLER_SAVED_REGS] = {
907         BPF_REG_0, BPF_REG_1, BPF_REG_2, BPF_REG_3, BPF_REG_4, BPF_REG_5
908 };
909
910 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
911                                 struct bpf_reg_state *reg);
912
913 /* Mark the unknown part of a register (variable offset or scalar value) as
914  * known to have the value @imm.
915  */
916 static void __mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
917 {
918         /* Clear id, off, and union(map_ptr, range) */
919         memset(((u8 *)reg) + sizeof(reg->type), 0,
920                offsetof(struct bpf_reg_state, var_off) - sizeof(reg->type));
921         reg->var_off = tnum_const(imm);
922         reg->smin_value = (s64)imm;
923         reg->smax_value = (s64)imm;
924         reg->umin_value = imm;
925         reg->umax_value = imm;
926 }
927
928 /* Mark the 'variable offset' part of a register as zero.  This should be
929  * used only on registers holding a pointer type.
930  */
931 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg)
932 {
933         __mark_reg_known(reg, 0);
934 }
935
936 static void __mark_reg_const_zero(struct bpf_reg_state *reg)
937 {
938         __mark_reg_known(reg, 0);
939         reg->type = SCALAR_VALUE;
940 }
941
942 static void mark_reg_known_zero(struct bpf_verifier_env *env,
943                                 struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
944 {
945         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
946                 verbose(env, "mark_reg_known_zero(regs, %u)\n", regno);
947                 /* Something bad happened, let's kill all regs */
948                 for (regno = 0; regno < MAX_BPF_REG; regno++)
949                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
950                 return;
951         }
952         __mark_reg_known_zero(regs + regno);
953 }
954
955 static bool reg_is_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg)
956 {
957         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
958 }
959
960 static bool reg_is_pkt_pointer_any(const struct bpf_reg_state *reg)
961 {
962         return reg_is_pkt_pointer(reg) ||
963                reg->type == PTR_TO_PACKET_END;
964 }
965
966 /* Unmodified PTR_TO_PACKET[_META,_END] register from ctx access. */
967 static bool reg_is_init_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg,
968                                     enum bpf_reg_type which)
969 {
970         /* The register can already have a range from prior markings.
971          * This is fine as long as it hasn't been advanced from its
972          * origin.
973          */
974         return reg->type == which &&
975                reg->id == 0 &&
976                reg->off == 0 &&
977                tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
978 }
979
980 /* Attempts to improve min/max values based on var_off information */
981 static void __update_reg_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
982 {
983         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
984         reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value,
985                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MIN));
986         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
987         reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value,
988                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MAX));
989         reg->umin_value = max(reg->umin_value, reg->var_off.value);
990         reg->umax_value = min(reg->umax_value,
991                               reg->var_off.value | reg->var_off.mask);
992 }
993
994 /* Uses signed min/max values to inform unsigned, and vice-versa */
995 static void __reg_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
996 {
997         /* Learn sign from signed bounds.
998          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
999          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
1000          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
1001          */
1002         if (reg->smin_value >= 0 || reg->smax_value < 0) {
1003                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
1004                                                           reg->umin_value);
1005                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
1006                                                           reg->umax_value);
1007                 return;
1008         }
1009         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
1010          * boundary, so we must be careful.
1011          */
1012         if ((s64)reg->umax_value >= 0) {
1013                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
1014                  * is positive, hence safe.
1015                  */
1016                 reg->smin_value = reg->umin_value;
1017                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
1018                                                           reg->umax_value);
1019         } else if ((s64)reg->umin_value < 0) {
1020                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
1021                  * is negative, hence safe.
1022                  */
1023                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
1024                                                           reg->umin_value);
1025                 reg->smax_value = reg->umax_value;
1026         }
1027 }
1028
1029 /* Attempts to improve var_off based on unsigned min/max information */
1030 static void __reg_bound_offset(struct bpf_reg_state *reg)
1031 {
1032         reg->var_off = tnum_intersect(reg->var_off,
1033                                       tnum_range(reg->umin_value,
1034                                                  reg->umax_value));
1035 }
1036
1037 static void __reg_bound_offset32(struct bpf_reg_state *reg)
1038 {
1039         u64 mask = 0xffffFFFF;
1040         struct tnum range = tnum_range(reg->umin_value & mask,
1041                                        reg->umax_value & mask);
1042         struct tnum lo32 = tnum_cast(reg->var_off, 4);
1043         struct tnum hi32 = tnum_lshift(tnum_rshift(reg->var_off, 32), 32);
1044
1045         reg->var_off = tnum_or(hi32, tnum_intersect(lo32, range));
1046 }
1047
1048 /* Reset the min/max bounds of a register */
1049 static void __mark_reg_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1050 {
1051         reg->smin_value = S64_MIN;
1052         reg->smax_value = S64_MAX;
1053         reg->umin_value = 0;
1054         reg->umax_value = U64_MAX;
1055 }
1056
1057 /* Mark a register as having a completely unknown (scalar) value. */
1058 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
1059                                struct bpf_reg_state *reg)
1060 {
1061         /*
1062          * Clear type, id, off, and union(map_ptr, range) and
1063          * padding between 'type' and union
1064          */
1065         memset(reg, 0, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off));
1066         reg->type = SCALAR_VALUE;
1067         reg->var_off = tnum_unknown;
1068         reg->frameno = 0;
1069         reg->precise = env->subprog_cnt > 1 || !env->allow_ptr_leaks ?
1070                        true : false;
1071         __mark_reg_unbounded(reg);
1072 }
1073
1074 static void mark_reg_unknown(struct bpf_verifier_env *env,
1075                              struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1076 {
1077         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1078                 verbose(env, "mark_reg_unknown(regs, %u)\n", regno);
1079                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
1080                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
1081                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1082                 return;
1083         }
1084         __mark_reg_unknown(env, regs + regno);
1085 }
1086
1087 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
1088                                 struct bpf_reg_state *reg)
1089 {
1090         __mark_reg_unknown(env, reg);
1091         reg->type = NOT_INIT;
1092 }
1093
1094 static void mark_reg_not_init(struct bpf_verifier_env *env,
1095                               struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1096 {
1097         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1098                 verbose(env, "mark_reg_not_init(regs, %u)\n", regno);
1099                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
1100                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
1101                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1102                 return;
1103         }
1104         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1105 }
1106
1107 #define DEF_NOT_SUBREG  (0)
1108 static void init_reg_state(struct bpf_verifier_env *env,
1109                            struct bpf_func_state *state)
1110 {
1111         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
1112         int i;
1113
1114         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
1115                 mark_reg_not_init(env, regs, i);
1116                 regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
1117                 regs[i].parent = NULL;
1118                 regs[i].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
1119         }
1120
1121         /* frame pointer */
1122         regs[BPF_REG_FP].type = PTR_TO_STACK;
1123         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_FP);
1124         regs[BPF_REG_FP].frameno = state->frameno;
1125 }
1126
1127 #define BPF_MAIN_FUNC (-1)
1128 static void init_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
1129                             struct bpf_func_state *state,
1130                             int callsite, int frameno, int subprogno)
1131 {
1132         state->callsite = callsite;
1133         state->frameno = frameno;
1134         state->subprogno = subprogno;
1135         init_reg_state(env, state);
1136 }
1137
1138 enum reg_arg_type {
1139         SRC_OP,         /* register is used as source operand */
1140         DST_OP,         /* register is used as destination operand */
1141         DST_OP_NO_MARK  /* same as above, check only, don't mark */
1142 };
1143
1144 static int cmp_subprogs(const void *a, const void *b)
1145 {
1146         return ((struct bpf_subprog_info *)a)->start -
1147                ((struct bpf_subprog_info *)b)->start;
1148 }
1149
1150 static int find_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
1151 {
1152         struct bpf_subprog_info *p;
1153
1154         p = bsearch(&off, env->subprog_info, env->subprog_cnt,
1155                     sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs);
1156         if (!p)
1157                 return -ENOENT;
1158         return p - env->subprog_info;
1159
1160 }
1161
1162 static int add_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
1163 {
1164         int insn_cnt = env->prog->len;
1165         int ret;
1166
1167         if (off >= insn_cnt || off < 0) {
1168                 verbose(env, "call to invalid destination\n");
1169                 return -EINVAL;
1170         }
1171         ret = find_subprog(env, off);
1172         if (ret >= 0)
1173                 return 0;
1174         if (env->subprog_cnt >= BPF_MAX_SUBPROGS) {
1175                 verbose(env, "too many subprograms\n");
1176                 return -E2BIG;
1177         }
1178         env->subprog_info[env->subprog_cnt++].start = off;
1179         sort(env->subprog_info, env->subprog_cnt,
1180              sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs, NULL);
1181         return 0;
1182 }
1183
1184 static int check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
1185 {
1186         int i, ret, subprog_start, subprog_end, off, cur_subprog = 0;
1187         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
1188         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
1189         int insn_cnt = env->prog->len;
1190
1191         /* Add entry function. */
1192         ret = add_subprog(env, 0);
1193         if (ret < 0)
1194                 return ret;
1195
1196         /* determine subprog starts. The end is one before the next starts */
1197         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
1198                 if (insn[i].code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
1199                         continue;
1200                 if (insn[i].src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
1201                         continue;
1202                 if (!env->allow_ptr_leaks) {
1203                         verbose(env, "function calls to other bpf functions are allowed for root only\n");
1204                         return -EPERM;
1205                 }
1206                 ret = add_subprog(env, i + insn[i].imm + 1);
1207                 if (ret < 0)
1208                         return ret;
1209         }
1210
1211         /* Add a fake 'exit' subprog which could simplify subprog iteration
1212          * logic. 'subprog_cnt' should not be increased.
1213          */
1214         subprog[env->subprog_cnt].start = insn_cnt;
1215
1216         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
1217                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
1218                         verbose(env, "func#%d @%d\n", i, subprog[i].start);
1219
1220         /* now check that all jumps are within the same subprog */
1221         subprog_start = subprog[cur_subprog].start;
1222         subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
1223         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
1224                 u8 code = insn[i].code;
1225
1226                 if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP && BPF_CLASS(code) != BPF_JMP32)
1227                         goto next;
1228                 if (BPF_OP(code) == BPF_EXIT || BPF_OP(code) == BPF_CALL)
1229                         goto next;
1230                 off = i + insn[i].off + 1;
1231                 if (off < subprog_start || off >= subprog_end) {
1232                         verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", i, off);
1233                         return -EINVAL;
1234                 }
1235 next:
1236                 if (i == subprog_end - 1) {
1237                         /* to avoid fall-through from one subprog into another
1238                          * the last insn of the subprog should be either exit
1239                          * or unconditional jump back
1240                          */
1241                         if (code != (BPF_JMP | BPF_EXIT) &&
1242                             code != (BPF_JMP | BPF_JA)) {
1243                                 verbose(env, "last insn is not an exit or jmp\n");
1244                                 return -EINVAL;
1245                         }
1246                         subprog_start = subprog_end;
1247                         cur_subprog++;
1248                         if (cur_subprog < env->subprog_cnt)
1249                                 subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
1250                 }
1251         }
1252         return 0;
1253 }
1254
1255 /* Parentage chain of this register (or stack slot) should take care of all
1256  * issues like callee-saved registers, stack slot allocation time, etc.
1257  */
1258 static int mark_reg_read(struct bpf_verifier_env *env,
1259                          const struct bpf_reg_state *state,
1260                          struct bpf_reg_state *parent, u8 flag)
1261 {
1262         bool writes = parent == state->parent; /* Observe write marks */
1263         int cnt = 0;
1264
1265         while (parent) {
1266                 /* if read wasn't screened by an earlier write ... */
1267                 if (writes && state->live & REG_LIVE_WRITTEN)
1268                         break;
1269                 if (parent->live & REG_LIVE_DONE) {
1270                         verbose(env, "verifier BUG type %s var_off %lld off %d\n",
1271                                 reg_type_str[parent->type],
1272                                 parent->var_off.value, parent->off);
1273                         return -EFAULT;
1274                 }
1275                 /* The first condition is more likely to be true than the
1276                  * second, checked it first.
1277                  */
1278                 if ((parent->live & REG_LIVE_READ) == flag ||
1279                     parent->live & REG_LIVE_READ64)
1280                         /* The parentage chain never changes and
1281                          * this parent was already marked as LIVE_READ.
1282                          * There is no need to keep walking the chain again and
1283                          * keep re-marking all parents as LIVE_READ.
1284                          * This case happens when the same register is read
1285                          * multiple times without writes into it in-between.
1286                          * Also, if parent has the stronger REG_LIVE_READ64 set,
1287                          * then no need to set the weak REG_LIVE_READ32.
1288                          */
1289                         break;
1290                 /* ... then we depend on parent's value */
1291                 parent->live |= flag;
1292                 /* REG_LIVE_READ64 overrides REG_LIVE_READ32. */
1293                 if (flag == REG_LIVE_READ64)
1294                         parent->live &= ~REG_LIVE_READ32;
1295                 state = parent;
1296                 parent = state->parent;
1297                 writes = true;
1298                 cnt++;
1299         }
1300
1301         if (env->longest_mark_read_walk < cnt)
1302                 env->longest_mark_read_walk = cnt;
1303         return 0;
1304 }
1305
1306 /* This function is supposed to be used by the following 32-bit optimization
1307  * code only. It returns TRUE if the source or destination register operates
1308  * on 64-bit, otherwise return FALSE.
1309  */
1310 static bool is_reg64(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
1311                      u32 regno, struct bpf_reg_state *reg, enum reg_arg_type t)
1312 {
1313         u8 code, class, op;
1314
1315         code = insn->code;
1316         class = BPF_CLASS(code);
1317         op = BPF_OP(code);
1318         if (class == BPF_JMP) {
1319                 /* BPF_EXIT for "main" will reach here. Return TRUE
1320                  * conservatively.
1321                  */
1322                 if (op == BPF_EXIT)
1323                         return true;
1324                 if (op == BPF_CALL) {
1325                         /* BPF to BPF call will reach here because of marking
1326                          * caller saved clobber with DST_OP_NO_MARK for which we
1327                          * don't care the register def because they are anyway
1328                          * marked as NOT_INIT already.
1329                          */
1330                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
1331                                 return false;
1332                         /* Helper call will reach here because of arg type
1333                          * check, conservatively return TRUE.
1334                          */
1335                         if (t == SRC_OP)
1336                                 return true;
1337
1338                         return false;
1339                 }
1340         }
1341
1342         if (class == BPF_ALU64 || class == BPF_JMP ||
1343             /* BPF_END always use BPF_ALU class. */
1344             (class == BPF_ALU && op == BPF_END && insn->imm == 64))
1345                 return true;
1346
1347         if (class == BPF_ALU || class == BPF_JMP32)
1348                 return false;
1349
1350         if (class == BPF_LDX) {
1351                 if (t != SRC_OP)
1352                         return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
1353                 /* LDX source must be ptr. */
1354                 return true;
1355         }
1356
1357         if (class == BPF_STX) {
1358                 if (reg->type != SCALAR_VALUE)
1359                         return true;
1360                 return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
1361         }
1362
1363         if (class == BPF_LD) {
1364                 u8 mode = BPF_MODE(code);
1365
1366                 /* LD_IMM64 */
1367                 if (mode == BPF_IMM)
1368                         return true;
1369
1370                 /* Both LD_IND and LD_ABS return 32-bit data. */
1371                 if (t != SRC_OP)
1372                         return  false;
1373
1374                 /* Implicit ctx ptr. */
1375                 if (regno == BPF_REG_6)
1376                         return true;
1377
1378                 /* Explicit source could be any width. */
1379                 return true;
1380         }
1381
1382         if (class == BPF_ST)
1383                 /* The only source register for BPF_ST is a ptr. */
1384                 return true;
1385
1386         /* Conservatively return true at default. */
1387         return true;
1388 }
1389
1390 /* Return TRUE if INSN doesn't have explicit value define. */
1391 static bool insn_no_def(struct bpf_insn *insn)
1392 {
1393         u8 class = BPF_CLASS(insn->code);
1394
1395         return (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32 ||
1396                 class == BPF_STX || class == BPF_ST);
1397 }
1398
1399 /* Return TRUE if INSN has defined any 32-bit value explicitly. */
1400 static bool insn_has_def32(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
1401 {
1402         if (insn_no_def(insn))
1403                 return false;
1404
1405         return !is_reg64(env, insn, insn->dst_reg, NULL, DST_OP);
1406 }
1407
1408 static void mark_insn_zext(struct bpf_verifier_env *env,
1409                            struct bpf_reg_state *reg)
1410 {
1411         s32 def_idx = reg->subreg_def;
1412
1413         if (def_idx == DEF_NOT_SUBREG)
1414                 return;
1415
1416         env->insn_aux_data[def_idx - 1].zext_dst = true;
1417         /* The dst will be zero extended, so won't be sub-register anymore. */
1418         reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
1419 }
1420
1421 static int check_reg_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
1422                          enum reg_arg_type t)
1423 {
1424         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
1425         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
1426         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + env->insn_idx;
1427         struct bpf_reg_state *reg, *regs = state->regs;
1428         bool rw64;
1429
1430         if (regno >= MAX_BPF_REG) {
1431                 verbose(env, "R%d is invalid\n", regno);
1432                 return -EINVAL;
1433         }
1434
1435         reg = &regs[regno];
1436         rw64 = is_reg64(env, insn, regno, reg, t);
1437         if (t == SRC_OP) {
1438                 /* check whether register used as source operand can be read */
1439                 if (reg->type == NOT_INIT) {
1440                         verbose(env, "R%d !read_ok\n", regno);
1441                         return -EACCES;
1442                 }
1443                 /* We don't need to worry about FP liveness because it's read-only */
1444                 if (regno == BPF_REG_FP)
1445                         return 0;
1446
1447                 if (rw64)
1448                         mark_insn_zext(env, reg);
1449
1450                 return mark_reg_read(env, reg, reg->parent,
1451                                      rw64 ? REG_LIVE_READ64 : REG_LIVE_READ32);
1452         } else {
1453                 /* check whether register used as dest operand can be written to */
1454                 if (regno == BPF_REG_FP) {
1455                         verbose(env, "frame pointer is read only\n");
1456                         return -EACCES;
1457                 }
1458                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1459                 reg->subreg_def = rw64 ? DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
1460                 if (t == DST_OP)
1461                         mark_reg_unknown(env, regs, regno);
1462         }
1463         return 0;
1464 }
1465
1466 /* for any branch, call, exit record the history of jmps in the given state */
1467 static int push_jmp_history(struct bpf_verifier_env *env,
1468                             struct bpf_verifier_state *cur)
1469 {
1470         u32 cnt = cur->jmp_history_cnt;
1471         struct bpf_idx_pair *p;
1472
1473         cnt++;
1474         p = krealloc(cur->jmp_history, cnt * sizeof(*p), GFP_USER);
1475         if (!p)
1476                 return -ENOMEM;
1477         p[cnt - 1].idx = env->insn_idx;
1478         p[cnt - 1].prev_idx = env->prev_insn_idx;
1479         cur->jmp_history = p;
1480         cur->jmp_history_cnt = cnt;
1481         return 0;
1482 }
1483
1484 /* Backtrack one insn at a time. If idx is not at the top of recorded
1485  * history then previous instruction came from straight line execution.
1486  */
1487 static int get_prev_insn_idx(struct bpf_verifier_state *st, int i,
1488                              u32 *history)
1489 {
1490         u32 cnt = *history;
1491
1492         if (cnt && st->jmp_history[cnt - 1].idx == i) {
1493                 i = st->jmp_history[cnt - 1].prev_idx;
1494                 (*history)--;
1495         } else {
1496                 i--;
1497         }
1498         return i;
1499 }
1500
1501 /* For given verifier state backtrack_insn() is called from the last insn to
1502  * the first insn. Its purpose is to compute a bitmask of registers and
1503  * stack slots that needs precision in the parent verifier state.
1504  */
1505 static int backtrack_insn(struct bpf_verifier_env *env, int idx,
1506                           u32 *reg_mask, u64 *stack_mask)
1507 {
1508         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
1509                 .cb_print       = verbose,
1510                 .private_data   = env,
1511         };
1512         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + idx;
1513         u8 class = BPF_CLASS(insn->code);
1514         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
1515         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
1516         u32 dreg = 1u << insn->dst_reg;
1517         u32 sreg = 1u << insn->src_reg;
1518         u32 spi;
1519
1520         if (insn->code == 0)
1521                 return 0;
1522         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
1523                 verbose(env, "regs=%x stack=%llx before ", *reg_mask, *stack_mask);
1524                 verbose(env, "%d: ", idx);
1525                 print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
1526         }
1527
1528         if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
1529                 if (!(*reg_mask & dreg))
1530                         return 0;
1531                 if (opcode == BPF_MOV) {
1532                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
1533                                 /* dreg = sreg
1534                                  * dreg needs precision after this insn
1535                                  * sreg needs precision before this insn
1536                                  */
1537                                 *reg_mask &= ~dreg;
1538                                 *reg_mask |= sreg;
1539                         } else {
1540                                 /* dreg = K
1541                                  * dreg needs precision after this insn.
1542                                  * Corresponding register is already marked
1543                                  * as precise=true in this verifier state.
1544                                  * No further markings in parent are necessary
1545                                  */
1546                                 *reg_mask &= ~dreg;
1547                         }
1548                 } else {
1549                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
1550                                 /* dreg += sreg
1551                                  * both dreg and sreg need precision
1552                                  * before this insn
1553                                  */
1554                                 *reg_mask |= sreg;
1555                         } /* else dreg += K
1556                            * dreg still needs precision before this insn
1557                            */
1558                 }
1559         } else if (class == BPF_LDX) {
1560                 if (!(*reg_mask & dreg))
1561                         return 0;
1562                 *reg_mask &= ~dreg;
1563
1564                 /* scalars can only be spilled into stack w/o losing precision.
1565                  * Load from any other memory can be zero extended.
1566                  * The desire to keep that precision is already indicated
1567                  * by 'precise' mark in corresponding register of this state.
1568                  * No further tracking necessary.
1569                  */
1570                 if (insn->src_reg != BPF_REG_FP)
1571                         return 0;
1572                 if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW)
1573                         return 0;
1574
1575                 /* dreg = *(u64 *)[fp - off] was a fill from the stack.
1576                  * that [fp - off] slot contains scalar that needs to be
1577                  * tracked with precision
1578                  */
1579                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
1580                 if (spi >= 64) {
1581                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
1582                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
1583                         return -EFAULT;
1584                 }
1585                 *stack_mask |= 1ull << spi;
1586         } else if (class == BPF_STX || class == BPF_ST) {
1587                 if (*reg_mask & dreg)
1588                         /* stx & st shouldn't be using _scalar_ dst_reg
1589                          * to access memory. It means backtracking
1590                          * encountered a case of pointer subtraction.
1591                          */
1592                         return -ENOTSUPP;
1593                 /* scalars can only be spilled into stack */
1594                 if (insn->dst_reg != BPF_REG_FP)
1595                         return 0;
1596                 if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW)
1597                         return 0;
1598                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
1599                 if (spi >= 64) {
1600                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
1601                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
1602                         return -EFAULT;
1603                 }
1604                 if (!(*stack_mask & (1ull << spi)))
1605                         return 0;
1606                 *stack_mask &= ~(1ull << spi);
1607                 if (class == BPF_STX)
1608                         *reg_mask |= sreg;
1609         } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
1610                 if (opcode == BPF_CALL) {
1611                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
1612                                 return -ENOTSUPP;
1613                         /* regular helper call sets R0 */
1614                         *reg_mask &= ~1;
1615                         if (*reg_mask & 0x3f) {
1616                                 /* if backtracing was looking for registers R1-R5
1617                                  * they should have been found already.
1618                                  */
1619                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", *reg_mask);
1620                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
1621                                 return -EFAULT;
1622                         }
1623                 } else if (opcode == BPF_EXIT) {
1624                         return -ENOTSUPP;
1625                 }
1626         } else if (class == BPF_LD) {
1627                 if (!(*reg_mask & dreg))
1628                         return 0;
1629                 *reg_mask &= ~dreg;
1630                 /* It's ld_imm64 or ld_abs or ld_ind.
1631                  * For ld_imm64 no further tracking of precision
1632                  * into parent is necessary
1633                  */
1634                 if (mode == BPF_IND || mode == BPF_ABS)
1635                         /* to be analyzed */
1636                         return -ENOTSUPP;
1637         }
1638         return 0;
1639 }
1640
1641 /* the scalar precision tracking algorithm:
1642  * . at the start all registers have precise=false.
1643  * . scalar ranges are tracked as normal through alu and jmp insns.
1644  * . once precise value of the scalar register is used in:
1645  *   .  ptr + scalar alu
1646  *   . if (scalar cond K|scalar)
1647  *   .  helper_call(.., scalar, ...) where ARG_CONST is expected
1648  *   backtrack through the verifier states and mark all registers and
1649  *   stack slots with spilled constants that these scalar regisers
1650  *   should be precise.
1651  * . during state pruning two registers (or spilled stack slots)
1652  *   are equivalent if both are not precise.
1653  *
1654  * Note the verifier cannot simply walk register parentage chain,
1655  * since many different registers and stack slots could have been
1656  * used to compute single precise scalar.
1657  *
1658  * The approach of starting with precise=true for all registers and then
1659  * backtrack to mark a register as not precise when the verifier detects
1660  * that program doesn't care about specific value (e.g., when helper
1661  * takes register as ARG_ANYTHING parameter) is not safe.
1662  *
1663  * It's ok to walk single parentage chain of the verifier states.
1664  * It's possible that this backtracking will go all the way till 1st insn.
1665  * All other branches will be explored for needing precision later.
1666  *
1667  * The backtracking needs to deal with cases like:
1668  *   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)
1669  * r9 -= r8
1670  * r5 = r9
1671  * if r5 > 0x79f goto pc+7
1672  *    R5_w=inv(id=0,umax_value=1951,var_off=(0x0; 0x7ff))
1673  * r5 += 1
1674  * ...
1675  * call bpf_perf_event_output#25
1676  *   where .arg5_type = ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO
1677  *
1678  * and this case:
1679  * r6 = 1
1680  * call foo // uses callee's r6 inside to compute r0
1681  * r0 += r6
1682  * if r0 == 0 goto
1683  *
1684  * to track above reg_mask/stack_mask needs to be independent for each frame.
1685  *
1686  * Also if parent's curframe > frame where backtracking started,
1687  * the verifier need to mark registers in both frames, otherwise callees
1688  * may incorrectly prune callers. This is similar to
1689  * commit 7640ead93924 ("bpf: verifier: make sure callees don't prune with caller differences")
1690  *
1691  * For now backtracking falls back into conservative marking.
1692  */
1693 static void mark_all_scalars_precise(struct bpf_verifier_env *env,
1694                                      struct bpf_verifier_state *st)
1695 {
1696         struct bpf_func_state *func;
1697         struct bpf_reg_state *reg;
1698         int i, j;
1699
1700         /* big hammer: mark all scalars precise in this path.
1701          * pop_stack may still get !precise scalars.
1702          */
1703         for (; st; st = st->parent)
1704                 for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
1705                         func = st->frame[i];
1706                         for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
1707                                 reg = &func->regs[j];
1708                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE)
1709                                         continue;
1710                                 reg->precise = true;
1711                         }
1712                         for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
1713                                 if (func->stack[j].slot_type[0] != STACK_SPILL)
1714                                         continue;
1715                                 reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
1716                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE)
1717                                         continue;
1718                                 reg->precise = true;
1719                         }
1720                 }
1721 }
1722
1723 static int __mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
1724                                   int spi)
1725 {
1726         struct bpf_verifier_state *st = env->cur_state;
1727         int first_idx = st->first_insn_idx;
1728         int last_idx = env->insn_idx;
1729         struct bpf_func_state *func;
1730         struct bpf_reg_state *reg;
1731         u32 reg_mask = regno >= 0 ? 1u << regno : 0;
1732         u64 stack_mask = spi >= 0 ? 1ull << spi : 0;
1733         bool skip_first = true;
1734         bool new_marks = false;
1735         int i, err;
1736
1737         if (!env->allow_ptr_leaks)
1738                 /* backtracking is root only for now */
1739                 return 0;
1740
1741         func = st->frame[st->curframe];
1742         if (regno >= 0) {
1743                 reg = &func->regs[regno];
1744                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
1745                         WARN_ONCE(1, "backtracing misuse");
1746                         return -EFAULT;
1747                 }
1748                 if (!reg->precise)
1749                         new_marks = true;
1750                 else
1751                         reg_mask = 0;
1752                 reg->precise = true;
1753         }
1754
1755         while (spi >= 0) {
1756                 if (func->stack[spi].slot_type[0] != STACK_SPILL) {
1757                         stack_mask = 0;
1758                         break;
1759                 }
1760                 reg = &func->stack[spi].spilled_ptr;
1761                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
1762                         stack_mask = 0;
1763                         break;
1764                 }
1765                 if (!reg->precise)
1766                         new_marks = true;
1767                 else
1768                         stack_mask = 0;
1769                 reg->precise = true;
1770                 break;
1771         }
1772
1773         if (!new_marks)
1774                 return 0;
1775         if (!reg_mask && !stack_mask)
1776                 return 0;
1777         for (;;) {
1778                 DECLARE_BITMAP(mask, 64);
1779                 u32 history = st->jmp_history_cnt;
1780
1781                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
1782                         verbose(env, "last_idx %d first_idx %d\n", last_idx, first_idx);
1783                 for (i = last_idx;;) {
1784                         if (skip_first) {
1785                                 err = 0;
1786                                 skip_first = false;
1787                         } else {
1788                                 err = backtrack_insn(env, i, &reg_mask, &stack_mask);
1789                         }
1790                         if (err == -ENOTSUPP) {
1791                                 mark_all_scalars_precise(env, st);
1792                                 return 0;
1793                         } else if (err) {
1794                                 return err;
1795                         }
1796                         if (!reg_mask && !stack_mask)
1797                                 /* Found assignment(s) into tracked register in this state.
1798                                  * Since this state is already marked, just return.
1799                                  * Nothing to be tracked further in the parent state.
1800                                  */
1801                                 return 0;
1802                         if (i == first_idx)
1803                                 break;
1804                         i = get_prev_insn_idx(st, i, &history);
1805                         if (i >= env->prog->len) {
1806                                 /* This can happen if backtracking reached insn 0
1807                                  * and there are still reg_mask or stack_mask
1808                                  * to backtrack.
1809                                  * It means the backtracking missed the spot where
1810                                  * particular register was initialized with a constant.
1811                                  */
1812                                 verbose(env, "BUG backtracking idx %d\n", i);
1813                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
1814                                 return -EFAULT;
1815                         }
1816                 }
1817                 st = st->parent;
1818                 if (!st)
1819                         break;
1820
1821                 new_marks = false;
1822                 func = st->frame[st->curframe];
1823                 bitmap_from_u64(mask, reg_mask);
1824                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
1825                         reg = &func->regs[i];
1826                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
1827                                 reg_mask &= ~(1u << i);
1828                                 continue;
1829                         }
1830                         if (!reg->precise)
1831                                 new_marks = true;
1832                         reg->precise = true;
1833                 }
1834
1835                 bitmap_from_u64(mask, stack_mask);
1836                 for_each_set_bit(i, mask, 64) {
1837                         if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE) {
1838                                 /* the sequence of instructions:
1839                                  * 2: (bf) r3 = r10
1840                                  * 3: (7b) *(u64 *)(r3 -8) = r0
1841                                  * 4: (79) r4 = *(u64 *)(r10 -8)
1842                                  * doesn't contain jmps. It's backtracked
1843                                  * as a single block.
1844                                  * During backtracking insn 3 is not recognized as
1845                                  * stack access, so at the end of backtracking
1846                                  * stack slot fp-8 is still marked in stack_mask.
1847                                  * However the parent state may not have accessed
1848                                  * fp-8 and it's "unallocated" stack space.
1849                                  * In such case fallback to conservative.
1850                                  */
1851                                 mark_all_scalars_precise(env, st);
1852                                 return 0;
1853                         }
1854
1855                         if (func->stack[i].slot_type[0] != STACK_SPILL) {
1856                                 stack_mask &= ~(1ull << i);
1857                                 continue;
1858                         }
1859                         reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
1860                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
1861                                 stack_mask &= ~(1ull << i);
1862                                 continue;
1863                         }
1864                         if (!reg->precise)
1865                                 new_marks = true;
1866                         reg->precise = true;
1867                 }
1868                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
1869                         print_verifier_state(env, func);
1870                         verbose(env, "parent %s regs=%x stack=%llx marks\n",
1871                                 new_marks ? "didn't have" : "already had",
1872                                 reg_mask, stack_mask);
1873                 }
1874
1875                 if (!reg_mask && !stack_mask)
1876                         break;
1877                 if (!new_marks)
1878                         break;
1879
1880                 last_idx = st->last_insn_idx;
1881                 first_idx = st->first_insn_idx;
1882         }
1883         return 0;
1884 }
1885
1886 static int mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
1887 {
1888         return __mark_chain_precision(env, regno, -1);
1889 }
1890
1891 static int mark_chain_precision_stack(struct bpf_verifier_env *env, int spi)
1892 {
1893         return __mark_chain_precision(env, -1, spi);
1894 }
1895
1896 static bool is_spillable_regtype(enum bpf_reg_type type)
1897 {
1898         switch (type) {
1899         case PTR_TO_MAP_VALUE:
1900         case PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL:
1901         case PTR_TO_STACK:
1902         case PTR_TO_CTX:
1903         case PTR_TO_PACKET:
1904         case PTR_TO_PACKET_META:
1905         case PTR_TO_PACKET_END:
1906         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
1907         case CONST_PTR_TO_MAP:
1908         case PTR_TO_SOCKET:
1909         case PTR_TO_SOCKET_OR_NULL:
1910         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
1911         case PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL:
1912         case PTR_TO_TCP_SOCK:
1913         case PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL:
1914         case PTR_TO_XDP_SOCK:
1915         case PTR_TO_BTF_ID:
1916                 return true;
1917         default:
1918                 return false;
1919         }
1920 }
1921
1922 /* Does this register contain a constant zero? */
1923 static bool register_is_null(struct bpf_reg_state *reg)
1924 {
1925         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
1926 }
1927
1928 static bool register_is_const(struct bpf_reg_state *reg)
1929 {
1930         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off);
1931 }
1932
1933 static void save_register_state(struct bpf_func_state *state,
1934                                 int spi, struct bpf_reg_state *reg)
1935 {
1936         int i;
1937
1938         state->stack[spi].spilled_ptr = *reg;
1939         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1940
1941         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
1942                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_SPILL;
1943 }
1944
1945 /* check_stack_read/write functions track spill/fill of registers,
1946  * stack boundary and alignment are checked in check_mem_access()
1947  */
1948 static int check_stack_write(struct bpf_verifier_env *env,
1949                              struct bpf_func_state *state, /* func where register points to */
1950                              int off, int size, int value_regno, int insn_idx)
1951 {
1952         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
1953         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE, err;
1954         u32 dst_reg = env->prog->insnsi[insn_idx].dst_reg;
1955         struct bpf_reg_state *reg = NULL;
1956
1957         err = realloc_func_state(state, round_up(slot + 1, BPF_REG_SIZE),
1958                                  state->acquired_refs, true);
1959         if (err)
1960                 return err;
1961         /* caller checked that off % size == 0 and -MAX_BPF_STACK <= off < 0,
1962          * so it's aligned access and [off, off + size) are within stack limits
1963          */
1964         if (!env->allow_ptr_leaks &&
1965             state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
1966             size != BPF_REG_SIZE) {
1967                 verbose(env, "attempt to corrupt spilled pointer on stack\n");
1968                 return -EACCES;
1969         }
1970
1971         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
1972         if (value_regno >= 0)
1973                 reg = &cur->regs[value_regno];
1974
1975         if (reg && size == BPF_REG_SIZE && register_is_const(reg) &&
1976             !register_is_null(reg) && env->allow_ptr_leaks) {
1977                 if (dst_reg != BPF_REG_FP) {
1978                         /* The backtracking logic can only recognize explicit
1979                          * stack slot address like [fp - 8]. Other spill of
1980                          * scalar via different register has to be conervative.
1981                          * Backtrack from here and mark all registers as precise
1982                          * that contributed into 'reg' being a constant.
1983                          */
1984                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
1985                         if (err)
1986                                 return err;
1987                 }
1988                 save_register_state(state, spi, reg);
1989         } else if (reg && is_spillable_regtype(reg->type)) {
1990                 /* register containing pointer is being spilled into stack */
1991                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
1992                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
1993                         verbose(env, "invalid size of register spill\n");
1994                         return -EACCES;
1995                 }
1996
1997                 if (state != cur && reg->type == PTR_TO_STACK) {
1998                         verbose(env, "cannot spill pointers to stack into stack frame of the caller\n");
1999                         return -EINVAL;
2000                 }
2001
2002                 if (!env->allow_ptr_leaks) {
2003                         bool sanitize = false;
2004
2005                         if (state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
2006                             register_is_const(&state->stack[spi].spilled_ptr))
2007                                 sanitize = true;
2008                         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
2009                                 if (state->stack[spi].slot_type[i] == STACK_MISC) {
2010                                         sanitize = true;
2011                                         break;
2012                                 }
2013                         if (sanitize) {
2014                                 int *poff = &env->insn_aux_data[insn_idx].sanitize_stack_off;
2015                                 int soff = (-spi - 1) * BPF_REG_SIZE;
2016
2017                                 /* detected reuse of integer stack slot with a pointer
2018                                  * which means either llvm is reusing stack slot or
2019                                  * an attacker is trying to exploit CVE-2018-3639
2020                                  * (speculative store bypass)
2021                                  * Have to sanitize that slot with preemptive
2022                                  * store of zero.
2023                                  */
2024                                 if (*poff && *poff != soff) {
2025                                         /* disallow programs where single insn stores
2026                                          * into two different stack slots, since verifier
2027                                          * cannot sanitize them
2028                                          */
2029                                         verbose(env,
2030                                                 "insn %d cannot access two stack slots fp%d and fp%d",
2031                                                 insn_idx, *poff, soff);
2032                                         return -EINVAL;
2033                                 }
2034                                 *poff = soff;
2035                         }
2036                 }
2037                 save_register_state(state, spi, reg);
2038         } else {
2039                 u8 type = STACK_MISC;
2040
2041                 /* regular write of data into stack destroys any spilled ptr */
2042                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
2043                 /* Mark slots as STACK_MISC if they belonged to spilled ptr. */
2044                 if (state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL)
2045                         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
2046                                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_MISC;
2047
2048                 /* only mark the slot as written if all 8 bytes were written
2049                  * otherwise read propagation may incorrectly stop too soon
2050                  * when stack slots are partially written.
2051                  * This heuristic means that read propagation will be
2052                  * conservative, since it will add reg_live_read marks
2053                  * to stack slots all the way to first state when programs
2054                  * writes+reads less than 8 bytes
2055                  */
2056                 if (size == BPF_REG_SIZE)
2057                         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2058
2059                 /* when we zero initialize stack slots mark them as such */
2060                 if (reg && register_is_null(reg)) {
2061                         /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
2062                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
2063                         if (err)
2064                                 return err;
2065                         type = STACK_ZERO;
2066                 }
2067
2068                 /* Mark slots affected by this stack write. */
2069                 for (i = 0; i < size; i++)
2070                         state->stack[spi].slot_type[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] =
2071                                 type;
2072         }
2073         return 0;
2074 }
2075
2076 static int check_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
2077                             struct bpf_func_state *reg_state /* func where register points to */,
2078                             int off, int size, int value_regno)
2079 {
2080         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
2081         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
2082         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE;
2083         struct bpf_reg_state *reg;
2084         u8 *stype;
2085
2086         if (reg_state->allocated_stack <= slot) {
2087                 verbose(env, "invalid read from stack off %d+0 size %d\n",
2088                         off, size);
2089                 return -EACCES;
2090         }
2091         stype = reg_state->stack[spi].slot_type;
2092         reg = &reg_state->stack[spi].spilled_ptr;
2093
2094         if (stype[0] == STACK_SPILL) {
2095                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
2096                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2097                                 verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
2098                                 verbose(env, "invalid size of register fill\n");
2099                                 return -EACCES;
2100                         }
2101                         if (value_regno >= 0) {
2102                                 mark_reg_unknown(env, state->regs, value_regno);
2103                                 state->regs[value_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2104                         }
2105                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
2106                         return 0;
2107                 }
2108                 for (i = 1; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
2109                         if (stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] != STACK_SPILL) {
2110                                 verbose(env, "corrupted spill memory\n");
2111                                 return -EACCES;
2112                         }
2113                 }
2114
2115                 if (value_regno >= 0) {
2116                         /* restore register state from stack */
2117                         state->regs[value_regno] = *reg;
2118                         /* mark reg as written since spilled pointer state likely
2119                          * has its liveness marks cleared by is_state_visited()
2120                          * which resets stack/reg liveness for state transitions
2121                          */
2122                         state->regs[value_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2123                 }
2124                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
2125         } else {
2126                 int zeros = 0;
2127
2128                 for (i = 0; i < size; i++) {
2129                         if (stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC)
2130                                 continue;
2131                         if (stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] == STACK_ZERO) {
2132                                 zeros++;
2133                                 continue;
2134                         }
2135                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
2136                                 off, i, size);
2137                         return -EACCES;
2138                 }
2139                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
2140                 if (value_regno >= 0) {
2141                         if (zeros == size) {
2142                                 /* any size read into register is zero extended,
2143                                  * so the whole register == const_zero
2144                                  */
2145                                 __mark_reg_const_zero(&state->regs[value_regno]);
2146                                 /* backtracking doesn't support STACK_ZERO yet,
2147                                  * so mark it precise here, so that later
2148                                  * backtracking can stop here.
2149                                  * Backtracking may not need this if this register
2150                                  * doesn't participate in pointer adjustment.
2151                                  * Forward propagation of precise flag is not
2152                                  * necessary either. This mark is only to stop
2153                                  * backtracking. Any register that contributed
2154                                  * to const 0 was marked precise before spill.
2155                                  */
2156                                 state->regs[value_regno].precise = true;
2157                         } else {
2158                                 /* have read misc data from the stack */
2159                                 mark_reg_unknown(env, state->regs, value_regno);
2160                         }
2161                         state->regs[value_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2162                 }
2163         }
2164         return 0;
2165 }
2166
2167 static int check_stack_access(struct bpf_verifier_env *env,
2168                               const struct bpf_reg_state *reg,
2169                               int off, int size)
2170 {
2171         /* Stack accesses must be at a fixed offset, so that we
2172          * can determine what type of data were returned. See
2173          * check_stack_read().
2174          */
2175         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
2176                 char tn_buf[48];
2177
2178                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
2179                 verbose(env, "variable stack access var_off=%s off=%d size=%d\n",
2180                         tn_buf, off, size);
2181                 return -EACCES;
2182         }
2183
2184         if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK) {
2185                 verbose(env, "invalid stack off=%d size=%d\n", off, size);
2186                 return -EACCES;
2187         }
2188
2189         return 0;
2190 }
2191
2192 static int check_map_access_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
2193                                  int off, int size, enum bpf_access_type type)
2194 {
2195         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
2196         struct bpf_map *map = regs[regno].map_ptr;
2197         u32 cap = bpf_map_flags_to_cap(map);
2198
2199         if (type == BPF_WRITE && !(cap & BPF_MAP_CAN_WRITE)) {
2200                 verbose(env, "write into map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
2201                         map->value_size, off, size);
2202                 return -EACCES;
2203         }
2204
2205         if (type == BPF_READ && !(cap & BPF_MAP_CAN_READ)) {
2206                 verbose(env, "read from map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
2207                         map->value_size, off, size);
2208                 return -EACCES;
2209         }
2210
2211         return 0;
2212 }
2213
2214 /* check read/write into map element returned by bpf_map_lookup_elem() */
2215 static int __check_map_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno, int off,
2216                               int size, bool zero_size_allowed)
2217 {
2218         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
2219         struct bpf_map *map = regs[regno].map_ptr;
2220
2221         if (off < 0 || size < 0 || (size == 0 && !zero_size_allowed) ||
2222             off + size > map->value_size) {
2223                 verbose(env, "invalid access to map value, value_size=%d off=%d size=%d\n",
2224                         map->value_size, off, size);
2225                 return -EACCES;
2226         }
2227         return 0;
2228 }
2229
2230 /* check read/write into a map element with possible variable offset */
2231 static int check_map_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
2232                             int off, int size, bool zero_size_allowed)
2233 {
2234         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
2235         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
2236         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
2237         int err;
2238
2239         /* We may have adjusted the register to this map value, so we
2240          * need to try adding each of min_value and max_value to off
2241          * to make sure our theoretical access will be safe.
2242          */
2243         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
2244                 print_verifier_state(env, state);
2245
2246         /* The minimum value is only important with signed
2247          * comparisons where we can't assume the floor of a
2248          * value is 0.  If we are using signed variables for our
2249          * index'es we need to make sure that whatever we use
2250          * will have a set floor within our range.
2251          */
2252         if (reg->smin_value < 0 &&
2253             (reg->smin_value == S64_MIN ||
2254              (off + reg->smin_value != (s64)(s32)(off + reg->smin_value)) ||
2255               reg->smin_value + off < 0)) {
2256                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
2257                         regno);
2258                 return -EACCES;
2259         }
2260         err = __check_map_access(env, regno, reg->smin_value + off, size,
2261                                  zero_size_allowed);
2262         if (err) {
2263                 verbose(env, "R%d min value is outside of the array range\n",
2264                         regno);
2265                 return err;
2266         }
2267
2268         /* If we haven't set a max value then we need to bail since we can't be
2269          * sure we won't do bad things.
2270          * If reg->umax_value + off could overflow, treat that as unbounded too.
2271          */
2272         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
2273                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, make sure to bounds check any array access into a map\n",
2274                         regno);
2275                 return -EACCES;
2276         }
2277         err = __check_map_access(env, regno, reg->umax_value + off, size,
2278                                  zero_size_allowed);
2279         if (err)
2280                 verbose(env, "R%d max value is outside of the array range\n",
2281                         regno);
2282
2283         if (map_value_has_spin_lock(reg->map_ptr)) {
2284                 u32 lock = reg->map_ptr->spin_lock_off;
2285
2286                 /* if any part of struct bpf_spin_lock can be touched by
2287                  * load/store reject this program.
2288                  * To check that [x1, x2) overlaps with [y1, y2)
2289                  * it is sufficient to check x1 < y2 && y1 < x2.
2290                  */
2291                 if (reg->smin_value + off < lock + sizeof(struct bpf_spin_lock) &&
2292                      lock < reg->umax_value + off + size) {
2293                         verbose(env, "bpf_spin_lock cannot be accessed directly by load/store\n");
2294                         return -EACCES;
2295                 }
2296         }
2297         return err;
2298 }
2299
2300 #define MAX_PACKET_OFF 0xffff
2301
2302 static bool may_access_direct_pkt_data(struct bpf_verifier_env *env,
2303                                        const struct bpf_call_arg_meta *meta,
2304                                        enum bpf_access_type t)
2305 {
2306         switch (env->prog->type) {
2307         /* Program types only with direct read access go here! */
2308         case BPF_PROG_TYPE_LWT_IN:
2309         case BPF_PROG_TYPE_LWT_OUT:
2310         case BPF_PROG_TYPE_LWT_SEG6LOCAL:
2311         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
2312         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
2313         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
2314                 if (t == BPF_WRITE)
2315                         return false;
2316                 /* fallthrough */
2317
2318         /* Program types with direct read + write access go here! */
2319         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
2320         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
2321         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
2322         case BPF_PROG_TYPE_LWT_XMIT:
2323         case BPF_PROG_TYPE_SK_SKB:
2324         case BPF_PROG_TYPE_SK_MSG:
2325                 if (meta)
2326                         return meta->pkt_access;
2327
2328                 env->seen_direct_write = true;
2329                 return true;
2330
2331         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
2332                 if (t == BPF_WRITE)
2333                         env->seen_direct_write = true;
2334
2335                 return true;
2336
2337         default:
2338                 return false;
2339         }
2340 }
2341
2342 static int __check_packet_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
2343                                  int off, int size, bool zero_size_allowed)
2344 {
2345         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
2346         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
2347
2348         if (off < 0 || size < 0 || (size == 0 && !zero_size_allowed) ||
2349             (u64)off + size > reg->range) {
2350                 verbose(env, "invalid access to packet, off=%d size=%d, R%d(id=%d,off=%d,r=%d)\n",
2351                         off, size, regno, reg->id, reg->off, reg->range);
2352                 return -EACCES;
2353         }
2354         return 0;
2355 }
2356
2357 static int check_packet_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno, int off,
2358                                int size, bool zero_size_allowed)
2359 {
2360         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
2361         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
2362         int err;
2363
2364         /* We may have added a variable offset to the packet pointer; but any
2365          * reg->range we have comes after that.  We are only checking the fixed
2366          * offset.
2367          */
2368
2369         /* We don't allow negative numbers, because we aren't tracking enough
2370          * detail to prove they're safe.
2371          */
2372         if (reg->smin_value < 0) {
2373                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
2374                         regno);
2375                 return -EACCES;
2376         }
2377         err = __check_packet_access(env, regno, off, size, zero_size_allowed);
2378         if (err) {
2379                 verbose(env, "R%d offset is outside of the packet\n", regno);
2380                 return err;
2381         }
2382
2383         /* __check_packet_access has made sure "off + size - 1" is within u16.
2384          * reg->umax_value can't be bigger than MAX_PACKET_OFF which is 0xffff,
2385          * otherwise find_good_pkt_pointers would have refused to set range info
2386          * that __check_packet_access would have rejected this pkt access.
2387          * Therefore, "off + reg->umax_value + size - 1" won't overflow u32.
2388          */
2389         env->prog->aux->max_pkt_offset =
2390                 max_t(u32, env->prog->aux->max_pkt_offset,
2391                       off + reg->umax_value + size - 1);
2392
2393         return err;
2394 }
2395
2396 /* check access to 'struct bpf_context' fields.  Supports fixed offsets only */
2397 static int check_ctx_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, int off, int size,
2398                             enum bpf_access_type t, enum bpf_reg_type *reg_type,
2399                             u32 *btf_id)
2400 {
2401         struct bpf_insn_access_aux info = {
2402                 .reg_type = *reg_type,
2403                 .log = &env->log,
2404         };
2405
2406         if (env->ops->is_valid_access &&
2407             env->ops->is_valid_access(off, size, t, env->prog, &info)) {
2408                 /* A non zero info.ctx_field_size indicates that this field is a
2409                  * candidate for later verifier transformation to load the whole
2410                  * field and then apply a mask when accessed with a narrower
2411                  * access than actual ctx access size. A zero info.ctx_field_size
2412                  * will only allow for whole field access and rejects any other
2413                  * type of narrower access.
2414                  */
2415                 *reg_type = info.reg_type;
2416
2417                 if (*reg_type == PTR_TO_BTF_ID)
2418                         *btf_id = info.btf_id;
2419                 else
2420                         env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size = info.ctx_field_size;
2421                 /* remember the offset of last byte accessed in ctx */
2422                 if (env->prog->aux->max_ctx_offset < off + size)
2423                         env->prog->aux->max_ctx_offset = off + size;
2424                 return 0;
2425         }
2426
2427         verbose(env, "invalid bpf_context access off=%d size=%d\n", off, size);
2428         return -EACCES;
2429 }
2430
2431 static int check_flow_keys_access(struct bpf_verifier_env *env, int off,
2432                                   int size)
2433 {
2434         if (size < 0 || off < 0 ||
2435             (u64)off + size > sizeof(struct bpf_flow_keys)) {
2436                 verbose(env, "invalid access to flow keys off=%d size=%d\n",
2437                         off, size);
2438                 return -EACCES;
2439         }
2440         return 0;
2441 }
2442
2443 static int check_sock_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
2444                              u32 regno, int off, int size,
2445                              enum bpf_access_type t)
2446 {
2447         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
2448         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
2449         struct bpf_insn_access_aux info = {};
2450         bool valid;
2451
2452         if (reg->smin_value < 0) {
2453                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
2454                         regno);
2455                 return -EACCES;
2456         }
2457
2458         switch (reg->type) {
2459         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
2460                 valid = bpf_sock_common_is_valid_access(off, size, t, &info);
2461                 break;
2462         case PTR_TO_SOCKET:
2463                 valid = bpf_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
2464                 break;
2465         case PTR_TO_TCP_SOCK:
2466                 valid = bpf_tcp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
2467                 break;
2468         case PTR_TO_XDP_SOCK:
2469                 valid = bpf_xdp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
2470                 break;
2471         default:
2472                 valid = false;
2473         }
2474
2475
2476         if (valid) {
2477                 env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size =
2478                         info.ctx_field_size;
2479                 return 0;
2480         }
2481
2482         verbose(env, "R%d invalid %s access off=%d size=%d\n",
2483                 regno, reg_type_str[reg->type], off, size);
2484
2485         return -EACCES;
2486 }
2487
2488 static bool __is_pointer_value(bool allow_ptr_leaks,
2489                                const struct bpf_reg_state *reg)
2490 {
2491         if (allow_ptr_leaks)
2492                 return false;
2493
2494         return reg->type != SCALAR_VALUE;
2495 }
2496
2497 static struct bpf_reg_state *reg_state(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2498 {
2499         return cur_regs(env) + regno;
2500 }
2501
2502 static bool is_pointer_value(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2503 {
2504         return __is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg_state(env, regno));
2505 }
2506
2507 static bool is_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2508 {
2509         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
2510
2511         return reg->type == PTR_TO_CTX;
2512 }
2513
2514 static bool is_sk_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2515 {
2516         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
2517
2518         return type_is_sk_pointer(reg->type);
2519 }
2520
2521 static bool is_pkt_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2522 {
2523         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
2524
2525         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
2526 }
2527
2528 static bool is_flow_key_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2529 {
2530         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
2531
2532         /* Separate to is_ctx_reg() since we still want to allow BPF_ST here. */
2533         return reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS;
2534 }
2535
2536 static int check_pkt_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
2537                                    const struct bpf_reg_state *reg,
2538                                    int off, int size, bool strict)
2539 {
2540         struct tnum reg_off;
2541         int ip_align;
2542
2543         /* Byte size accesses are always allowed. */
2544         if (!strict || size == 1)
2545                 return 0;
2546
2547         /* For platforms that do not have a Kconfig enabling
2548          * CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS the value of
2549          * NET_IP_ALIGN is universally set to '2'.  And on platforms
2550          * that do set CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS, we get
2551          * to this code only in strict mode where we want to emulate
2552          * the NET_IP_ALIGN==2 checking.  Therefore use an
2553          * unconditional IP align value of '2'.
2554          */
2555         ip_align = 2;
2556
2557         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(ip_align + reg->off + off));
2558         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
2559                 char tn_buf[48];
2560
2561                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
2562                 verbose(env,
2563                         "misaligned packet access off %d+%s+%d+%d size %d\n",
2564                         ip_align, tn_buf, reg->off, off, size);
2565                 return -EACCES;
2566         }
2567
2568         return 0;
2569 }
2570
2571 static int check_generic_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
2572                                        const struct bpf_reg_state *reg,
2573                                        const char *pointer_desc,
2574                                        int off, int size, bool strict)
2575 {
2576         struct tnum reg_off;
2577
2578         /* Byte size accesses are always allowed. */
2579         if (!strict || size == 1)
2580                 return 0;
2581
2582         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(reg->off + off));
2583         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
2584                 char tn_buf[48];
2585
2586                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
2587                 verbose(env, "misaligned %saccess off %s+%d+%d size %d\n",
2588                         pointer_desc, tn_buf, reg->off, off, size);
2589                 return -EACCES;
2590         }
2591
2592         return 0;
2593 }
2594
2595 static int check_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
2596                                const struct bpf_reg_state *reg, int off,
2597                                int size, bool strict_alignment_once)
2598 {
2599         bool strict = env->strict_alignment || strict_alignment_once;
2600         const char *pointer_desc = "";
2601
2602         switch (reg->type) {
2603         case PTR_TO_PACKET:
2604         case PTR_TO_PACKET_META:
2605                 /* Special case, because of NET_IP_ALIGN. Given metadata sits
2606                  * right in front, treat it the very same way.
2607                  */
2608                 return check_pkt_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict);
2609         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
2610                 pointer_desc = "flow keys ";
2611                 break;
2612         case PTR_TO_MAP_VALUE:
2613                 pointer_desc = "value ";
2614                 break;
2615         case PTR_TO_CTX:
2616                 pointer_desc = "context ";
2617                 break;
2618         case PTR_TO_STACK:
2619                 pointer_desc = "stack ";
2620                 /* The stack spill tracking logic in check_stack_write()
2621                  * and check_stack_read() relies on stack accesses being
2622                  * aligned.
2623                  */
2624                 strict = true;
2625                 break;
2626         case PTR_TO_SOCKET:
2627                 pointer_desc = "sock ";
2628                 break;
2629         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
2630                 pointer_desc = "sock_common ";
2631                 break;
2632         case PTR_TO_TCP_SOCK:
2633                 pointer_desc = "tcp_sock ";
2634                 break;
2635         case PTR_TO_XDP_SOCK:
2636                 pointer_desc = "xdp_sock ";
2637                 break;
2638         default:
2639                 break;
2640         }
2641         return check_generic_ptr_alignment(env, reg, pointer_desc, off, size,
2642                                            strict);
2643 }
2644
2645 static int update_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
2646                               const struct bpf_func_state *func,
2647                               int off)
2648 {
2649         u16 stack = env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth;
2650
2651         if (stack >= -off)
2652                 return 0;
2653
2654         /* update known max for given subprogram */
2655         env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth = -off;
2656         return 0;
2657 }
2658
2659 /* starting from main bpf function walk all instructions of the function
2660  * and recursively walk all callees that given function can call.
2661  * Ignore jump and exit insns.
2662  * Since recursion is prevented by check_cfg() this algorithm
2663  * only needs a local stack of MAX_CALL_FRAMES to remember callsites
2664  */
2665 static int check_max_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env)
2666 {
2667         int depth = 0, frame = 0, idx = 0, i = 0, subprog_end;
2668         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
2669         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
2670         int ret_insn[MAX_CALL_FRAMES];
2671         int ret_prog[MAX_CALL_FRAMES];
2672
2673 process_func:
2674         /* round up to 32-bytes, since this is granularity
2675          * of interpreter stack size
2676          */
2677         depth += round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
2678         if (depth > MAX_BPF_STACK) {
2679                 verbose(env, "combined stack size of %d calls is %d. Too large\n",
2680                         frame + 1, depth);
2681                 return -EACCES;
2682         }
2683 continue_func:
2684         subprog_end = subprog[idx + 1].start;
2685         for (; i < subprog_end; i++) {
2686                 if (insn[i].code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
2687                         continue;
2688                 if (insn[i].src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
2689                         continue;
2690                 /* remember insn and function to return to */
2691                 ret_insn[frame] = i + 1;
2692                 ret_prog[frame] = idx;
2693
2694                 /* find the callee */
2695                 i = i + insn[i].imm + 1;
2696                 idx = find_subprog(env, i);
2697                 if (idx < 0) {
2698                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
2699                                   i);
2700                         return -EFAULT;
2701                 }
2702                 frame++;
2703                 if (frame >= MAX_CALL_FRAMES) {
2704                         verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep !\n",
2705                                 frame);
2706                         return -E2BIG;
2707                 }
2708                 goto process_func;
2709         }
2710         /* end of for() loop means the last insn of the 'subprog'
2711          * was reached. Doesn't matter whether it was JA or EXIT
2712          */
2713         if (frame == 0)
2714                 return 0;
2715         depth -= round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
2716         frame--;
2717         i = ret_insn[frame];
2718         idx = ret_prog[frame];
2719         goto continue_func;
2720 }
2721
2722 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
2723 static int get_callee_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
2724                                   const struct bpf_insn *insn, int idx)
2725 {
2726         int start = idx + insn->imm + 1, subprog;
2727
2728         subprog = find_subprog(env, start);
2729         if (subprog < 0) {
2730                 WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
2731                           start);
2732                 return -EFAULT;
2733         }
2734         return env->subprog_info[subprog].stack_depth;
2735 }
2736 #endif
2737
2738 int check_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env,
2739                   const struct bpf_reg_state *reg, int regno)
2740 {
2741         /* Access to ctx or passing it to a helper is only allowed in
2742          * its original, unmodified form.
2743          */
2744
2745         if (reg->off) {
2746                 verbose(env, "dereference of modified ctx ptr R%d off=%d disallowed\n",
2747                         regno, reg->off);
2748                 return -EACCES;
2749         }
2750
2751         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
2752                 char tn_buf[48];
2753
2754                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
2755                 verbose(env, "variable ctx access var_off=%s disallowed\n", tn_buf);
2756                 return -EACCES;
2757         }
2758
2759         return 0;
2760 }
2761
2762 static int check_tp_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
2763                                   const struct bpf_reg_state *reg,
2764                                   int regno, int off, int size)
2765 {
2766         if (off < 0) {
2767                 verbose(env,
2768                         "R%d invalid tracepoint buffer access: off=%d, size=%d",
2769                         regno, off, size);
2770                 return -EACCES;
2771         }
2772         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
2773                 char tn_buf[48];
2774
2775                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
2776                 verbose(env,
2777                         "R%d invalid variable buffer offset: off=%d, var_off=%s",
2778                         regno, off, tn_buf);
2779                 return -EACCES;
2780         }
2781         if (off + size > env->prog->aux->max_tp_access)
2782                 env->prog->aux->max_tp_access = off + size;
2783
2784         return 0;
2785 }
2786
2787
2788 /* truncate register to smaller size (in bytes)
2789  * must be called with size < BPF_REG_SIZE
2790  */
2791 static void coerce_reg_to_size(struct bpf_reg_state *reg, int size)
2792 {
2793         u64 mask;
2794
2795         /* clear high bits in bit representation */
2796         reg->var_off = tnum_cast(reg->var_off, size);
2797
2798         /* fix arithmetic bounds */
2799         mask = ((u64)1 << (size * 8)) - 1;
2800         if ((reg->umin_value & ~mask) == (reg->umax_value & ~mask)) {
2801                 reg->umin_value &= mask;
2802                 reg->umax_value &= mask;
2803         } else {
2804                 reg->umin_value = 0;
2805                 reg->umax_value = mask;
2806         }
2807         reg->smin_value = reg->umin_value;
2808         reg->smax_value = reg->umax_value;
2809 }
2810
2811 static bool bpf_map_is_rdonly(const struct bpf_map *map)
2812 {
2813         return (map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) && map->frozen;
2814 }
2815
2816 static int bpf_map_direct_read(struct bpf_map *map, int off, int size, u64 *val)
2817 {
2818         void *ptr;
2819         u64 addr;
2820         int err;
2821
2822         err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
2823         if (err)
2824                 return err;
2825         ptr = (void *)(long)addr + off;
2826
2827         switch (size) {
2828         case sizeof(u8):
2829                 *val = (u64)*(u8 *)ptr;
2830                 break;
2831         case sizeof(u16):
2832                 *val = (u64)*(u16 *)ptr;
2833                 break;
2834         case sizeof(u32):
2835                 *val = (u64)*(u32 *)ptr;
2836                 break;
2837         case sizeof(u64):
2838                 *val = *(u64 *)ptr;
2839                 break;
2840         default:
2841                 return -EINVAL;
2842         }
2843         return 0;
2844 }
2845
2846 static int check_ptr_to_btf_access(struct bpf_verifier_env *env,
2847                                    struct bpf_reg_state *regs,
2848                                    int regno, int off, int size,
2849                                    enum bpf_access_type atype,
2850                                    int value_regno)
2851 {
2852         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
2853         const struct btf_type *t = btf_type_by_id(btf_vmlinux, reg->btf_id);
2854         const char *tname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
2855         u32 btf_id;
2856         int ret;
2857
2858         if (off < 0) {
2859                 verbose(env,
2860                         "R%d is ptr_%s invalid negative access: off=%d\n",
2861                         regno, tname, off);
2862                 return -EACCES;
2863         }
2864         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
2865                 char tn_buf[48];
2866
2867                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
2868                 verbose(env,
2869                         "R%d is ptr_%s invalid variable offset: off=%d, var_off=%s\n",
2870                         regno, tname, off, tn_buf);
2871                 return -EACCES;
2872         }
2873
2874         if (env->ops->btf_struct_access) {
2875                 ret = env->ops->btf_struct_access(&env->log, t, off, size,
2876                                                   atype, &btf_id);
2877         } else {
2878                 if (atype != BPF_READ) {
2879                         verbose(env, "only read is supported\n");
2880                         return -EACCES;
2881                 }
2882
2883                 ret = btf_struct_access(&env->log, t, off, size, atype,
2884                                         &btf_id);
2885         }
2886
2887         if (ret < 0)
2888                 return ret;
2889
2890         if (atype == BPF_READ) {
2891                 if (ret == SCALAR_VALUE) {
2892                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
2893                         return 0;
2894                 }
2895                 mark_reg_known_zero(env, regs, value_regno);
2896                 regs[value_regno].type = PTR_TO_BTF_ID;
2897                 regs[value_regno].btf_id = btf_id;
2898         }
2899
2900         return 0;
2901 }
2902
2903 /* check whether memory at (regno + off) is accessible for t = (read | write)
2904  * if t==write, value_regno is a register which value is stored into memory
2905  * if t==read, value_regno is a register which will receive the value from memory
2906  * if t==write && value_regno==-1, some unknown value is stored into memory
2907  * if t==read && value_regno==-1, don't care what we read from memory
2908  */
2909 static int check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, u32 regno,
2910                             int off, int bpf_size, enum bpf_access_type t,
2911                             int value_regno, bool strict_alignment_once)
2912 {
2913         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
2914         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
2915         struct bpf_func_state *state;
2916         int size, err = 0;
2917
2918         size = bpf_size_to_bytes(bpf_size);
2919         if (size < 0)
2920                 return size;
2921
2922         /* alignment checks will add in reg->off themselves */
2923         err = check_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict_alignment_once);
2924         if (err)
2925                 return err;
2926
2927         /* for access checks, reg->off is just part of off */
2928         off += reg->off;
2929
2930         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
2931                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
2932                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
2933                         verbose(env, "R%d leaks addr into map\n", value_regno);
2934                         return -EACCES;
2935                 }
2936                 err = check_map_access_type(env, regno, off, size, t);
2937                 if (err)
2938                         return err;
2939                 err = check_map_access(env, regno, off, size, false);
2940                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
2941                         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
2942
2943                         /* if map is read-only, track its contents as scalars */
2944                         if (tnum_is_const(reg->var_off) &&
2945                             bpf_map_is_rdonly(map) &&
2946                             map->ops->map_direct_value_addr) {
2947                                 int map_off = off + reg->var_off.value;
2948                                 u64 val = 0;
2949
2950                                 err = bpf_map_direct_read(map, map_off, size,
2951                                                           &val);
2952                                 if (err)
2953                                         return err;
2954
2955                                 regs[value_regno].type = SCALAR_VALUE;
2956                                 __mark_reg_known(&regs[value_regno], val);
2957                         } else {
2958                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
2959                         }
2960                 }
2961         } else if (reg->type == PTR_TO_CTX) {
2962                 enum bpf_reg_type reg_type = SCALAR_VALUE;
2963                 u32 btf_id = 0;
2964
2965                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
2966                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
2967                         verbose(env, "R%d leaks addr into ctx\n", value_regno);
2968                         return -EACCES;
2969                 }
2970
2971                 err = check_ctx_reg(env, reg, regno);
2972                 if (err < 0)
2973                         return err;
2974
2975                 err = check_ctx_access(env, insn_idx, off, size, t, &reg_type, &btf_id);
2976                 if (err)
2977                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
2978                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
2979                         /* ctx access returns either a scalar, or a
2980                          * PTR_TO_PACKET[_META,_END]. In the latter
2981                          * case, we know the offset is zero.
2982                          */
2983                         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
2984                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
2985                         } else {
2986                                 mark_reg_known_zero(env, regs,
2987                                                     value_regno);
2988                                 if (reg_type_may_be_null(reg_type))
2989                                         regs[value_regno].id = ++env->id_gen;
2990                                 /* A load of ctx field could have different
2991                                  * actual load size with the one encoded in the
2992                                  * insn. When the dst is PTR, it is for sure not
2993                                  * a sub-register.
2994                                  */
2995                                 regs[value_regno].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
2996                                 if (reg_type == PTR_TO_BTF_ID)
2997                                         regs[value_regno].btf_id = btf_id;
2998                         }
2999                         regs[value_regno].type = reg_type;
3000                 }
3001
3002         } else if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
3003                 off += reg->var_off.value;
3004                 err = check_stack_access(env, reg, off, size);
3005                 if (err)
3006                         return err;
3007
3008                 state = func(env, reg);
3009                 err = update_stack_depth(env, state, off);
3010                 if (err)
3011                         return err;
3012
3013                 if (t == BPF_WRITE)
3014                         err = check_stack_write(env, state, off, size,
3015                                                 value_regno, insn_idx);
3016                 else
3017                         err = check_stack_read(env, state, off, size,
3018                                                value_regno);
3019         } else if (reg_is_pkt_pointer(reg)) {
3020                 if (t == BPF_WRITE && !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, t)) {
3021                         verbose(env, "cannot write into packet\n");
3022                         return -EACCES;
3023                 }
3024                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
3025                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
3026                         verbose(env, "R%d leaks addr into packet\n",
3027                                 value_regno);
3028                         return -EACCES;
3029                 }
3030                 err = check_packet_access(env, regno, off, size, false);
3031                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
3032                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3033         } else if (reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS) {
3034                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
3035                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
3036                         verbose(env, "R%d leaks addr into flow keys\n",
3037                                 value_regno);
3038                         return -EACCES;
3039                 }
3040
3041                 err = check_flow_keys_access(env, off, size);
3042                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
3043                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3044         } else if (type_is_sk_pointer(reg->type)) {
3045                 if (t == BPF_WRITE) {
3046                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
3047                                 regno, reg_type_str[reg->type]);
3048                         return -EACCES;
3049                 }
3050                 err = check_sock_access(env, insn_idx, regno, off, size, t);
3051                 if (!err && value_regno >= 0)
3052                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3053         } else if (reg->type == PTR_TO_TP_BUFFER) {
3054                 err = check_tp_buffer_access(env, reg, regno, off, size);
3055                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
3056                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3057         } else if (reg->type == PTR_TO_BTF_ID) {
3058                 err = check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, off, size, t,
3059                                               value_regno);
3060         } else {
3061                 verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
3062                         reg_type_str[reg->type]);
3063                 return -EACCES;
3064         }
3065
3066         if (!err && size < BPF_REG_SIZE && value_regno >= 0 && t == BPF_READ &&
3067             regs[value_regno].type == SCALAR_VALUE) {
3068                 /* b/h/w load zero-extends, mark upper bits as known 0 */
3069                 coerce_reg_to_size(&regs[value_regno], size);
3070         }
3071         return err;
3072 }
3073
3074 static int check_xadd(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, struct bpf_insn *insn)
3075 {
3076         int err;
3077
3078         if ((BPF_SIZE(insn->code) != BPF_W && BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) ||
3079             insn->imm != 0) {
3080                 verbose(env, "BPF_XADD uses reserved fields\n");
3081                 return -EINVAL;
3082         }
3083
3084         /* check src1 operand */
3085         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
3086         if (err)
3087                 return err;
3088
3089         /* check src2 operand */
3090         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
3091         if (err)
3092                 return err;
3093
3094         if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
3095                 verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", insn->src_reg);
3096                 return -EACCES;
3097         }
3098
3099         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg) ||
3100             is_pkt_reg(env, insn->dst_reg) ||
3101             is_flow_key_reg(env, insn->dst_reg) ||
3102             is_sk_reg(env, insn->dst_reg)) {
3103                 verbose(env, "BPF_XADD stores into R%d %s is not allowed\n",
3104                         insn->dst_reg,
3105                         reg_type_str[reg_state(env, insn->dst_reg)->type]);
3106                 return -EACCES;
3107         }
3108
3109         /* check whether atomic_add can read the memory */
3110         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
3111                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, -1, true);
3112         if (err)
3113                 return err;
3114
3115         /* check whether atomic_add can write into the same memory */
3116         return check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
3117                                 BPF_SIZE(insn->code), BPF_WRITE, -1, true);
3118 }
3119
3120 static int __check_stack_boundary(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3121                                   int off, int access_size,
3122                                   bool zero_size_allowed)
3123 {
3124         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
3125
3126         if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK || off + access_size > 0 ||
3127             access_size < 0 || (access_size == 0 && !zero_size_allowed)) {
3128                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
3129                         verbose(env, "invalid stack type R%d off=%d access_size=%d\n",
3130                                 regno, off, access_size);
3131                 } else {
3132                         char tn_buf[48];
3133
3134                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3135                         verbose(env, "invalid stack type R%d var_off=%s access_size=%d\n",
3136                                 regno, tn_buf, access_size);
3137                 }
3138                 return -EACCES;
3139         }
3140         return 0;
3141 }
3142
3143 /* when register 'regno' is passed into function that will read 'access_size'
3144  * bytes from that pointer, make sure that it's within stack boundary
3145  * and all elements of stack are initialized.
3146  * Unlike most pointer bounds-checking functions, this one doesn't take an
3147  * 'off' argument, so it has to add in reg->off itself.
3148  */
3149 static int check_stack_boundary(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
3150                                 int access_size, bool zero_size_allowed,
3151                                 struct bpf_call_arg_meta *meta)
3152 {
3153         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
3154         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
3155         int err, min_off, max_off, i, j, slot, spi;
3156
3157         if (reg->type != PTR_TO_STACK) {
3158                 /* Allow zero-byte read from NULL, regardless of pointer type */
3159                 if (zero_size_allowed && access_size == 0 &&
3160                     register_is_null(reg))
3161                         return 0;
3162
3163                 verbose(env, "R%d type=%s expected=%s\n", regno,
3164                         reg_type_str[reg->type],
3165                         reg_type_str[PTR_TO_STACK]);
3166                 return -EACCES;
3167         }
3168
3169         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
3170                 min_off = max_off = reg->var_off.value + reg->off;
3171                 err = __check_stack_boundary(env, regno, min_off, access_size,
3172                                              zero_size_allowed);
3173                 if (err)
3174                         return err;
3175         } else {
3176                 /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for
3177                  * simplicity since it requires corresponding support in
3178                  * Spectre masking for stack ALU.
3179                  * See also retrieve_ptr_limit().
3180                  */
3181                 if (!env->allow_ptr_leaks) {
3182                         char tn_buf[48];
3183
3184                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3185                         verbose(env, "R%d indirect variable offset stack access prohibited for !root, var_off=%s\n",
3186                                 regno, tn_buf);
3187                         return -EACCES;
3188                 }
3189                 /* Only initialized buffer on stack is allowed to be accessed
3190                  * with variable offset. With uninitialized buffer it's hard to
3191                  * guarantee that whole memory is marked as initialized on
3192                  * helper return since specific bounds are unknown what may
3193                  * cause uninitialized stack leaking.
3194                  */
3195                 if (meta && meta->raw_mode)
3196                         meta = NULL;
3197
3198                 if (reg->smax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF ||
3199                     reg->smax_value <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
3200                         verbose(env, "R%d unbounded indirect variable offset stack access\n",
3201                                 regno);
3202                         return -EACCES;
3203                 }
3204                 min_off = reg->smin_value + reg->off;
3205                 max_off = reg->smax_value + reg->off;
3206                 err = __check_stack_boundary(env, regno, min_off, access_size,
3207                                              zero_size_allowed);
3208                 if (err) {
3209                         verbose(env, "R%d min value is outside of stack bound\n",
3210                                 regno);
3211                         return err;
3212                 }
3213                 err = __check_stack_boundary(env, regno, max_off, access_size,
3214                                              zero_size_allowed);
3215                 if (err) {
3216                         verbose(env, "R%d max value is outside of stack bound\n",
3217                                 regno);
3218                         return err;
3219                 }
3220         }
3221
3222         if (meta && meta->raw_mode) {
3223                 meta->access_size = access_size;
3224                 meta->regno = regno;
3225                 return 0;
3226         }
3227
3228         for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
3229                 u8 *stype;
3230
3231                 slot = -i - 1;
3232                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
3233                 if (state->allocated_stack <= slot)
3234                         goto err;
3235                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
3236                 if (*stype == STACK_MISC)
3237                         goto mark;
3238                 if (*stype == STACK_ZERO) {
3239                         /* helper can write anything into the stack */
3240                         *stype = STACK_MISC;
3241                         goto mark;
3242                 }
3243                 if (state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
3244                     state->stack[spi].spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE) {
3245                         __mark_reg_unknown(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
3246                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
3247                                 state->stack[spi].slot_type[j] = STACK_MISC;
3248                         goto mark;
3249                 }
3250
3251 err:
3252                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
3253                         verbose(env, "invalid indirect read from stack off %d+%d size %d\n",
3254                                 min_off, i - min_off, access_size);
3255                 } else {
3256                         char tn_buf[48];
3257
3258                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3259                         verbose(env, "invalid indirect read from stack var_off %s+%d size %d\n",
3260                                 tn_buf, i - min_off, access_size);
3261                 }
3262                 return -EACCES;
3263 mark:
3264                 /* reading any byte out of 8-byte 'spill_slot' will cause
3265                  * the whole slot to be marked as 'read'
3266                  */
3267                 mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
3268                               state->stack[spi].spilled_ptr.parent,
3269                               REG_LIVE_READ64);
3270         }
3271         return update_stack_depth(env, state, min_off);
3272 }
3273
3274 static int check_helper_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
3275                                    int access_size, bool zero_size_allowed,
3276                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
3277 {
3278         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
3279
3280         switch (reg->type) {
3281         case PTR_TO_PACKET:
3282         case PTR_TO_PACKET_META:
3283                 return check_packet_access(env, regno, reg->off, access_size,
3284                                            zero_size_allowed);
3285         case PTR_TO_MAP_VALUE:
3286                 if (check_map_access_type(env, regno, reg->off, access_size,
3287                                           meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE :
3288                                           BPF_READ))
3289                         return -EACCES;
3290                 return check_map_access(env, regno, reg->off, access_size,
3291                                         zero_size_allowed);
3292         default: /* scalar_value|ptr_to_stack or invalid ptr */
3293                 return check_stack_boundary(env, regno, access_size,
3294                                             zero_size_allowed, meta);
3295         }
3296 }
3297
3298 /* Implementation details:
3299  * bpf_map_lookup returns PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL
3300  * Two bpf_map_lookups (even with the same key) will have different reg->id.
3301  * For traditional PTR_TO_MAP_VALUE the verifier clears reg->id after
3302  * value_or_null->value transition, since the verifier only cares about
3303  * the range of access to valid map value pointer and doesn't care about actual
3304  * address of the map element.
3305  * For maps with 'struct bpf_spin_lock' inside map value the verifier keeps
3306  * reg->id > 0 after value_or_null->value transition. By doing so
3307  * two bpf_map_lookups will be considered two different pointers that
3308  * point to different bpf_spin_locks.
3309  * The verifier allows taking only one bpf_spin_lock at a time to avoid
3310  * dead-locks.
3311  * Since only one bpf_spin_lock is allowed the checks are simpler than
3312  * reg_is_refcounted() logic. The verifier needs to remember only
3313  * one spin_lock instead of array of acquired_refs.
3314  * cur_state->active_spin_lock remembers which map value element got locked
3315  * and clears it after bpf_spin_unlock.
3316  */
3317 static int process_spin_lock(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
3318                              bool is_lock)
3319 {
3320         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
3321         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
3322         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
3323         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
3324         u64 val = reg->var_off.value;
3325
3326         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE) {
3327                 verbose(env, "R%d is not a pointer to map_value\n", regno);
3328                 return -EINVAL;
3329         }
3330         if (!is_const) {
3331                 verbose(env,
3332                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_spin_lock has to be at the constant offset\n",
3333                         regno);
3334                 return -EINVAL;
3335         }
3336         if (!map->btf) {
3337                 verbose(env,
3338                         "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_spin_lock\n",
3339                         map->name);
3340                 return -EINVAL;
3341         }
3342         if (!map_value_has_spin_lock(map)) {
3343                 if (map->spin_lock_off == -E2BIG)
3344                         verbose(env,
3345                                 "map '%s' has more than one 'struct bpf_spin_lock'\n",
3346                                 map->name);
3347                 else if (map->spin_lock_off == -ENOENT)
3348                         verbose(env,
3349                                 "map '%s' doesn't have 'struct bpf_spin_lock'\n",
3350                                 map->name);
3351                 else
3352                         verbose(env,
3353                                 "map '%s' is not a struct type or bpf_spin_lock is mangled\n",
3354                                 map->name);
3355                 return -EINVAL;
3356         }
3357         if (map->spin_lock_off != val + reg->off) {
3358                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_spin_lock'\n",
3359                         val + reg->off);
3360                 return -EINVAL;
3361         }
3362         if (is_lock) {
3363                 if (cur->active_spin_lock) {
3364                         verbose(env,
3365                                 "Locking two bpf_spin_locks are not allowed\n");
3366                         return -EINVAL;
3367                 }
3368                 cur->active_spin_lock = reg->id;
3369         } else {
3370                 if (!cur->active_spin_lock) {
3371                         verbose(env, "bpf_spin_unlock without taking a lock\n");
3372                         return -EINVAL;
3373                 }
3374                 if (cur->active_spin_lock != reg->id) {
3375                         verbose(env, "bpf_spin_unlock of different lock\n");
3376                         return -EINVAL;
3377                 }
3378                 cur->active_spin_lock = 0;
3379         }
3380         return 0;
3381 }
3382
3383 static bool arg_type_is_mem_ptr(enum bpf_arg_type type)
3384 {
3385         return type == ARG_PTR_TO_MEM ||
3386                type == ARG_PTR_TO_MEM_OR_NULL ||
3387                type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM;
3388 }
3389
3390 static bool arg_type_is_mem_size(enum bpf_arg_type type)
3391 {
3392         return type == ARG_CONST_SIZE ||
3393                type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO;
3394 }
3395
3396 static bool arg_type_is_int_ptr(enum bpf_arg_type type)
3397 {
3398         return type == ARG_PTR_TO_INT ||
3399                type == ARG_PTR_TO_LONG;
3400 }
3401
3402 static int int_ptr_type_to_size(enum bpf_arg_type type)
3403 {
3404         if (type == ARG_PTR_TO_INT)
3405                 return sizeof(u32);
3406         else if (type == ARG_PTR_TO_LONG)
3407                 return sizeof(u64);
3408
3409         return -EINVAL;
3410 }
3411
3412 static int check_func_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3413                           enum bpf_arg_type arg_type,
3414                           struct bpf_call_arg_meta *meta)
3415 {
3416         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
3417         enum bpf_reg_type expected_type, type = reg->type;
3418         int err = 0;
3419
3420         if (arg_type == ARG_DONTCARE)
3421                 return 0;
3422
3423         err = check_reg_arg(env, regno, SRC_OP);
3424         if (err)
3425                 return err;
3426
3427         if (arg_type == ARG_ANYTHING) {
3428                 if (is_pointer_value(env, regno)) {
3429                         verbose(env, "R%d leaks addr into helper function\n",
3430                                 regno);
3431                         return -EACCES;
3432                 }
3433                 return 0;
3434         }
3435
3436         if (type_is_pkt_pointer(type) &&
3437             !may_access_direct_pkt_data(env, meta, BPF_READ)) {
3438                 verbose(env, "helper access to the packet is not allowed\n");
3439                 return -EACCES;
3440         }
3441
3442         if (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY ||
3443             arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE ||
3444             arg_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MAP_VALUE ||
3445             arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL) {
3446                 expected_type = PTR_TO_STACK;
3447                 if (register_is_null(reg) &&
3448                     arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL)
3449                         /* final test in check_stack_boundary() */;
3450                 else if (!type_is_pkt_pointer(type) &&
3451                          type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
3452                          type != expected_type)
3453                         goto err_type;
3454         } else if (arg_type == ARG_CONST_SIZE ||
3455                    arg_type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO) {
3456                 expected_type = SCALAR_VALUE;
3457                 if (type != expected_type)
3458                         goto err_type;
3459         } else if (arg_type == ARG_CONST_MAP_PTR) {
3460                 expected_type = CONST_PTR_TO_MAP;
3461                 if (type != expected_type)
3462                         goto err_type;
3463         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_CTX) {
3464                 expected_type = PTR_TO_CTX;
3465                 if (type != expected_type)
3466                         goto err_type;
3467                 err = check_ctx_reg(env, reg, regno);
3468                 if (err < 0)
3469                         return err;
3470         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON) {
3471                 expected_type = PTR_TO_SOCK_COMMON;
3472                 /* Any sk pointer can be ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON */
3473                 if (!type_is_sk_pointer(type))
3474                         goto err_type;
3475                 if (reg->ref_obj_id) {
3476                         if (meta->ref_obj_id) {
3477                                 verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
3478                                         regno, reg->ref_obj_id,
3479                                         meta->ref_obj_id);
3480                                 return -EFAULT;
3481                         }
3482                         meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
3483                 }
3484         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_SOCKET) {
3485                 expected_type = PTR_TO_SOCKET;
3486                 if (type != expected_type)
3487                         goto err_type;
3488         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_BTF_ID) {
3489                 expected_type = PTR_TO_BTF_ID;
3490                 if (type != expected_type)
3491                         goto err_type;
3492                 if (reg->btf_id != meta->btf_id) {
3493                         verbose(env, "Helper has type %s got %s in R%d\n",
3494                                 kernel_type_name(meta->btf_id),
3495                                 kernel_type_name(reg->btf_id), regno);
3496
3497                         return -EACCES;
3498                 }
3499                 if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value || reg->off) {
3500                         verbose(env, "R%d is a pointer to in-kernel struct with non-zero offset\n",
3501                                 regno);
3502                         return -EACCES;
3503                 }
3504         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK) {
3505                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_lock) {
3506                         if (process_spin_lock(env, regno, true))
3507                                 return -EACCES;
3508                 } else if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_unlock) {
3509                         if (process_spin_lock(env, regno, false))
3510                                 return -EACCES;
3511                 } else {
3512                         verbose(env, "verifier internal error\n");
3513                         return -EFAULT;
3514                 }
3515         } else if (arg_type_is_mem_ptr(arg_type)) {
3516                 expected_type = PTR_TO_STACK;
3517                 /* One exception here. In case function allows for NULL to be
3518                  * passed in as argument, it's a SCALAR_VALUE type. Final test
3519                  * happens during stack boundary checking.
3520                  */
3521                 if (register_is_null(reg) &&
3522                     arg_type == ARG_PTR_TO_MEM_OR_NULL)
3523                         /* final test in check_stack_boundary() */;
3524                 else if (!type_is_pkt_pointer(type) &&
3525                          type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
3526                          type != expected_type)
3527                         goto err_type;
3528                 meta->raw_mode = arg_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM;
3529         } else if (arg_type_is_int_ptr(arg_type)) {
3530                 expected_type = PTR_TO_STACK;
3531                 if (!type_is_pkt_pointer(type) &&
3532                     type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
3533                     type != expected_type)
3534                         goto err_type;
3535         } else {
3536                 verbose(env, "unsupported arg_type %d\n", arg_type);
3537                 return -EFAULT;
3538         }
3539
3540         if (arg_type == ARG_CONST_MAP_PTR) {
3541                 /* bpf_map_xxx(map_ptr) call: remember that map_ptr */
3542                 meta->map_ptr = reg->map_ptr;
3543         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY) {
3544                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., key) call:
3545                  * check that [key, key + map->key_size) are within
3546                  * stack limits and initialized
3547                  */
3548                 if (!meta->map_ptr) {
3549                         /* in function declaration map_ptr must come before
3550                          * map_key, so that it's verified and known before
3551                          * we have to check map_key here. Otherwise it means
3552                          * that kernel subsystem misconfigured verifier
3553                          */
3554                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->key\n");
3555                         return -EACCES;
3556                 }
3557                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
3558                                               meta->map_ptr->key_size, false,
3559                                               NULL);
3560         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE ||
3561                    (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL &&
3562                     !register_is_null(reg)) ||
3563                    arg_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MAP_VALUE) {
3564                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., value) call:
3565                  * check [value, value + map->value_size) validity
3566                  */
3567                 if (!meta->map_ptr) {
3568                         /* kernel subsystem misconfigured verifier */
3569                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->value\n");
3570                         return -EACCES;
3571                 }
3572                 meta->raw_mode = (arg_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MAP_VALUE);
3573                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
3574                                               meta->map_ptr->value_size, false,
3575                                               meta);
3576         } else if (arg_type_is_mem_size(arg_type)) {
3577                 bool zero_size_allowed = (arg_type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO);
3578
3579                 /* remember the mem_size which may be used later
3580                  * to refine return values.
3581                  */
3582                 meta->msize_smax_value = reg->smax_value;
3583                 meta->msize_umax_value = reg->umax_value;
3584
3585                 /* The register is SCALAR_VALUE; the access check
3586                  * happens using its boundaries.
3587                  */
3588                 if (!tnum_is_const(reg->var_off))
3589                         /* For unprivileged variable accesses, disable raw
3590                          * mode so that the program is required to
3591                          * initialize all the memory that the helper could
3592                          * just partially fill up.
3593                          */
3594                         meta = NULL;
3595
3596                 if (reg->smin_value < 0) {
3597                         verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned or 'var &= const'\n",
3598                                 regno);
3599                         return -EACCES;
3600                 }
3601
3602                 if (reg->umin_value == 0) {
3603                         err = check_helper_mem_access(env, regno - 1, 0,
3604                                                       zero_size_allowed,
3605                                                       meta);
3606                         if (err)
3607                                 return err;
3608                 }
3609
3610                 if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_SIZ) {
3611                         verbose(env, "R%d unbounded memory access, use 'var &= const' or 'if (var < const)'\n",
3612                                 regno);
3613                         return -EACCES;
3614                 }
3615                 err = check_helper_mem_access(env, regno - 1,
3616                                               reg->umax_value,
3617                                               zero_size_allowed, meta);
3618                 if (!err)
3619                         err = mark_chain_precision(env, regno);
3620         } else if (arg_type_is_int_ptr(arg_type)) {
3621                 int size = int_ptr_type_to_size(arg_type);
3622
3623                 err = check_helper_mem_access(env, regno, size, false, meta);
3624                 if (err)
3625                         return err;
3626                 err = check_ptr_alignment(env, reg, 0, size, true);
3627         }
3628
3629         return err;
3630 err_type:
3631         verbose(env, "R%d type=%s expected=%s\n", regno,
3632                 reg_type_str[type], reg_type_str[expected_type]);
3633         return -EACCES;
3634 }
3635
3636 static int check_map_func_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
3637                                         struct bpf_map *map, int func_id)
3638 {
3639         if (!map)
3640                 return 0;
3641
3642         /* We need a two way check, first is from map perspective ... */
3643         switch (map->map_type) {
3644         case BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY:
3645                 if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
3646                         goto error;
3647                 break;
3648         case BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY:
3649                 if (func_id != BPF_FUNC_perf_event_read &&
3650                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_output &&
3651                     func_id != BPF_FUNC_skb_output &&
3652                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_read_value)
3653                         goto error;
3654                 break;
3655         case BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE:
3656                 if (func_id != BPF_FUNC_get_stackid)
3657                         goto error;
3658                 break;
3659         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY:
3660                 if (func_id != BPF_FUNC_skb_under_cgroup &&
3661                     func_id != BPF_FUNC_current_task_under_cgroup)
3662                         goto error;
3663                 break;
3664         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE:
3665         case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE:
3666                 if (func_id != BPF_FUNC_get_local_storage)
3667                         goto error;
3668                 break;
3669         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP:
3670         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH:
3671                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
3672                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
3673                         goto error;
3674                 break;
3675         /* Restrict bpf side of cpumap and xskmap, open when use-cases
3676          * appear.
3677          */
3678         case BPF_MAP_TYPE_CPUMAP:
3679                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map)
3680                         goto error;
3681                 break;
3682         case BPF_MAP_TYPE_XSKMAP:
3683                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
3684                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
3685                         goto error;
3686                 break;
3687         case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
3688         case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
3689                 if (func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
3690                         goto error;
3691                 break;
3692         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
3693                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_map &&
3694                     func_id != BPF_FUNC_sock_map_update &&
3695                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
3696                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_map &&
3697                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport)
3698                         goto error;
3699                 break;
3700         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
3701                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_hash &&
3702                     func_id != BPF_FUNC_sock_hash_update &&
3703                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
3704                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_hash &&
3705                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport)
3706                         goto error;
3707                 break;
3708         case BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY:
3709                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport)
3710                         goto error;
3711                 break;
3712         case BPF_MAP_TYPE_QUEUE:
3713         case BPF_MAP_TYPE_STACK:
3714                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
3715                     func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
3716                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
3717                         goto error;
3718                 break;
3719         case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
3720                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_storage_get &&
3721                     func_id != BPF_FUNC_sk_storage_delete)
3722                         goto error;
3723                 break;
3724         default:
3725                 break;
3726         }
3727
3728         /* ... and second from the function itself. */
3729         switch (func_id) {
3730         case BPF_FUNC_tail_call:
3731                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY)
3732                         goto error;
3733                 if (env->subprog_cnt > 1) {
3734                         verbose(env, "tail_calls are not allowed in programs with bpf-to-bpf calls\n");
3735                         return -EINVAL;
3736                 }
3737                 break;
3738         case BPF_FUNC_perf_event_read:
3739         case BPF_FUNC_perf_event_output:
3740         case BPF_FUNC_perf_event_read_value:
3741         case BPF_FUNC_skb_output:
3742                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY)
3743                         goto error;
3744                 break;
3745         case BPF_FUNC_get_stackid:
3746                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE)
3747                         goto error;
3748                 break;
3749         case BPF_FUNC_current_task_under_cgroup:
3750         case BPF_FUNC_skb_under_cgroup:
3751                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY)
3752                         goto error;
3753                 break;
3754         case BPF_FUNC_redirect_map:
3755                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP &&
3756                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH &&
3757                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CPUMAP &&
3758                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_XSKMAP)
3759                         goto error;
3760                 break;
3761         case BPF_FUNC_sk_redirect_map:
3762         case BPF_FUNC_msg_redirect_map:
3763         case BPF_FUNC_sock_map_update:
3764                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP)
3765                         goto error;
3766                 break;
3767         case BPF_FUNC_sk_redirect_hash:
3768         case BPF_FUNC_msg_redirect_hash:
3769         case BPF_FUNC_sock_hash_update:
3770                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
3771                         goto error;
3772                 break;
3773         case BPF_FUNC_get_local_storage:
3774                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE &&
3775                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE)
3776                         goto error;
3777                 break;
3778         case BPF_FUNC_sk_select_reuseport:
3779                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY &&
3780                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP &&
3781                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
3782                         goto error;
3783                 break;
3784         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
3785         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
3786         case BPF_FUNC_map_push_elem:
3787                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
3788                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK)
3789                         goto error;
3790                 break;
3791         case BPF_FUNC_sk_storage_get:
3792         case BPF_FUNC_sk_storage_delete:
3793                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE)
3794                         goto error;
3795                 break;
3796         default:
3797                 break;
3798         }
3799
3800         return 0;
3801 error:
3802         verbose(env, "cannot pass map_type %d into func %s#%d\n",
3803                 map->map_type, func_id_name(func_id), func_id);
3804         return -EINVAL;
3805 }
3806
3807 static bool check_raw_mode_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
3808 {
3809         int count = 0;
3810
3811         if (fn->arg1_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
3812                 count++;
3813         if (fn->arg2_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
3814                 count++;
3815         if (fn->arg3_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
3816                 count++;
3817         if (fn->arg4_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
3818                 count++;
3819         if (fn->arg5_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
3820                 count++;
3821
3822         /* We only support one arg being in raw mode at the moment,
3823          * which is sufficient for the helper functions we have
3824          * right now.
3825          */
3826         return count <= 1;
3827 }
3828
3829 static bool check_args_pair_invalid(enum bpf_arg_type arg_curr,
3830                                     enum bpf_arg_type arg_next)
3831 {
3832         return (arg_type_is_mem_ptr(arg_curr) &&
3833                 !arg_type_is_mem_size(arg_next)) ||
3834                (!arg_type_is_mem_ptr(arg_curr) &&
3835                 arg_type_is_mem_size(arg_next));
3836 }
3837
3838 static bool check_arg_pair_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
3839 {
3840         /* bpf_xxx(..., buf, len) call will access 'len'
3841          * bytes from memory 'buf'. Both arg types need
3842          * to be paired, so make sure there's no buggy
3843          * helper function specification.
3844          */
3845         if (arg_type_is_mem_size(fn->arg1_type) ||
3846             arg_type_is_mem_ptr(fn->arg5_type)  ||
3847             check_args_pair_invalid(fn->arg1_type, fn->arg2_type) ||
3848             check_args_pair_invalid(fn->arg2_type, fn->arg3_type) ||
3849             check_args_pair_invalid(fn->arg3_type, fn->arg4_type) ||
3850             check_args_pair_invalid(fn->arg4_type, fn->arg5_type))
3851                 return false;
3852
3853         return true;
3854 }
3855
3856 static bool check_refcount_ok(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id)
3857 {
3858         int count = 0;
3859
3860         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg1_type))
3861                 count++;
3862         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg2_type))
3863                 count++;
3864         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg3_type))
3865                 count++;
3866         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg4_type))
3867                 count++;
3868         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg5_type))
3869                 count++;
3870
3871         /* A reference acquiring function cannot acquire
3872          * another refcounted ptr.
3873          */
3874         if (is_acquire_function(func_id) && count)
3875                 return false;
3876
3877         /* We only support one arg being unreferenced at the moment,
3878          * which is sufficient for the helper functions we have right now.
3879          */
3880         return count <= 1;
3881 }
3882
3883 static int check_func_proto(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id)
3884 {
3885         return check_raw_mode_ok(fn) &&
3886                check_arg_pair_ok(fn) &&
3887                check_refcount_ok(fn, func_id) ? 0 : -EINVAL;
3888 }
3889
3890 /* Packet data might have moved, any old PTR_TO_PACKET[_META,_END]
3891  * are now invalid, so turn them into unknown SCALAR_VALUE.
3892  */
3893 static void __clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env,
3894                                      struct bpf_func_state *state)
3895 {
3896         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
3897         int i;
3898
3899         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
3900                 if (reg_is_pkt_pointer_any(&regs[i]))
3901                         mark_reg_unknown(env, regs, i);
3902
3903         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
3904                 if (!reg)
3905                         continue;
3906                 if (reg_is_pkt_pointer_any(reg))
3907                         __mark_reg_unknown(env, reg);
3908         }
3909 }
3910
3911 static void clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env)
3912 {
3913         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3914         int i;
3915
3916         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
3917                 __clear_all_pkt_pointers(env, vstate->frame[i]);
3918 }
3919
3920 static void release_reg_references(struct bpf_verifier_env *env,
3921                                    struct bpf_func_state *state,
3922                                    int ref_obj_id)
3923 {
3924         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
3925         int i;
3926
3927         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
3928                 if (regs[i].ref_obj_id == ref_obj_id)
3929                         mark_reg_unknown(env, regs, i);
3930
3931         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
3932                 if (!reg)
3933                         continue;
3934                 if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id)
3935                         __mark_reg_unknown(env, reg);
3936         }
3937 }
3938
3939 /* The pointer with the specified id has released its reference to kernel
3940  * resources. Identify all copies of the same pointer and clear the reference.
3941  */
3942 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env,
3943                              int ref_obj_id)
3944 {
3945         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3946         int err;
3947         int i;
3948
3949         err = release_reference_state(cur_func(env), ref_obj_id);
3950         if (err)
3951                 return err;
3952
3953         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
3954                 release_reg_references(env, vstate->frame[i], ref_obj_id);
3955
3956         return 0;
3957 }
3958
3959 static void clear_caller_saved_regs(struct bpf_verifier_env *env,
3960                                     struct bpf_reg_state *regs)
3961 {
3962         int i;
3963
3964         /* after the call registers r0 - r5 were scratched */
3965         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
3966                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
3967                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
3968         }
3969 }
3970
3971 static int check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
3972                            int *insn_idx)
3973 {
3974         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
3975         struct bpf_func_info_aux *func_info_aux;
3976         struct bpf_func_state *caller, *callee;
3977         int i, err, subprog, target_insn;
3978         bool is_global = false;
3979
3980         if (state->curframe + 1 >= MAX_CALL_FRAMES) {
3981                 verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep\n",
3982                         state->curframe + 2);
3983                 return -E2BIG;
3984         }
3985
3986         target_insn = *insn_idx + insn->imm;
3987         subprog = find_subprog(env, target_insn + 1);
3988         if (subprog < 0) {
3989                 verbose(env, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
3990                         target_insn + 1);
3991                 return -EFAULT;
3992         }
3993
3994         caller = state->frame[state->curframe];
3995         if (state->frame[state->curframe + 1]) {
3996                 verbose(env, "verifier bug. Frame %d already allocated\n",
3997                         state->curframe + 1);
3998                 return -EFAULT;
3999         }
4000
4001         func_info_aux = env->prog->aux->func_info_aux;
4002         if (func_info_aux)
4003                 is_global = func_info_aux[subprog].linkage == BTF_FUNC_GLOBAL;
4004         err = btf_check_func_arg_match(env, subprog, caller->regs);
4005         if (err == -EFAULT)
4006                 return err;
4007         if (is_global) {
4008                 if (err) {
4009                         verbose(env, "Caller passes invalid args into func#%d\n",
4010                                 subprog);
4011                         return err;
4012                 } else {
4013                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
4014                                 verbose(env,
4015                                         "Func#%d is global and valid. Skipping.\n",
4016                                         subprog);
4017                         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
4018
4019                         /* All global functions return SCALAR_VALUE */
4020                         mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
4021
4022                         /* continue with next insn after call */
4023                         return 0;
4024                 }
4025         }
4026
4027         callee = kzalloc(sizeof(*callee), GFP_KERNEL);
4028         if (!callee)
4029                 return -ENOMEM;
4030         state->frame[state->curframe + 1] = callee;
4031
4032         /* callee cannot access r0, r6 - r9 for reading and has to write
4033          * into its own stack before reading from it.
4034          * callee can read/write into caller's stack
4035          */
4036         init_func_state(env, callee,
4037                         /* remember the callsite, it will be used by bpf_exit */
4038                         *insn_idx /* callsite */,
4039                         state->curframe + 1 /* frameno within this callchain */,
4040                         subprog /* subprog number within this prog */);
4041
4042         /* Transfer references to the callee */
4043         err = transfer_reference_state(callee, caller);
4044         if (err)
4045                 return err;
4046
4047         /* copy r1 - r5 args that callee can access.  The copy includes parent
4048          * pointers, which connects us up to the liveness chain
4049          */
4050         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
4051                 callee->regs[i] = caller->regs[i];
4052
4053         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
4054
4055         /* only increment it after check_reg_arg() finished */
4056         state->curframe++;
4057
4058         /* and go analyze first insn of the callee */
4059         *insn_idx = target_insn;
4060
4061         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
4062                 verbose(env, "caller:\n");
4063                 print_verifier_state(env, caller);
4064                 verbose(env, "callee:\n");
4065                 print_verifier_state(env, callee);
4066         }
4067         return 0;
4068 }
4069
4070 static int prepare_func_exit(struct bpf_verifier_env *env, int *insn_idx)
4071 {
4072         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
4073         struct bpf_func_state *caller, *callee;
4074         struct bpf_reg_state *r0;
4075         int err;
4076
4077         callee = state->frame[state->curframe];
4078         r0 = &callee->regs[BPF_REG_0];
4079         if (r0->type == PTR_TO_STACK) {
4080                 /* technically it's ok to return caller's stack pointer
4081                  * (or caller's caller's pointer) back to the caller,
4082                  * since these pointers are valid. Only current stack
4083                  * pointer will be invalid as soon as function exits,
4084                  * but let's be conservative
4085                  */
4086                 verbose(env, "cannot return stack pointer to the caller\n");
4087                 return -EINVAL;
4088         }
4089
4090         state->curframe--;
4091         caller = state->frame[state->curframe];
4092         /* return to the caller whatever r0 had in the callee */
4093         caller->regs[BPF_REG_0] = *r0;
4094
4095         /* Transfer references to the caller */
4096         err = transfer_reference_state(caller, callee);
4097         if (err)
4098                 return err;
4099
4100         *insn_idx = callee->callsite + 1;
4101         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
4102                 verbose(env, "returning from callee:\n");
4103                 print_verifier_state(env, callee);
4104                 verbose(env, "to caller at %d:\n", *insn_idx);
4105                 print_verifier_state(env, caller);
4106         }
4107         /* clear everything in the callee */
4108         free_func_state(callee);
4109         state->frame[state->curframe + 1] = NULL;
4110         return 0;
4111 }
4112
4113 static void do_refine_retval_range(struct bpf_reg_state *regs, int ret_type,
4114                                    int func_id,
4115                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
4116 {
4117         struct bpf_reg_state *ret_reg = &regs[BPF_REG_0];
4118
4119         if (ret_type != RET_INTEGER ||
4120             (func_id != BPF_FUNC_get_stack &&
4121              func_id != BPF_FUNC_probe_read_str))
4122                 return;
4123
4124         ret_reg->smax_value = meta->msize_smax_value;
4125         ret_reg->umax_value = meta->msize_umax_value;
4126         __reg_deduce_bounds(ret_reg);
4127         __reg_bound_offset(ret_reg);
4128 }
4129
4130 static int
4131 record_func_map(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
4132                 int func_id, int insn_idx)
4133 {
4134         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
4135         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
4136
4137         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call &&
4138             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
4139             func_id != BPF_FUNC_map_update_elem &&
4140             func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
4141             func_id != BPF_FUNC_map_push_elem &&
4142             func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
4143             func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem)
4144                 return 0;
4145
4146         if (map == NULL) {
4147                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
4148                 return -EINVAL;
4149         }
4150
4151         /* In case of read-only, some additional restrictions
4152          * need to be applied in order to prevent altering the
4153          * state of the map from program side.
4154          */
4155         if ((map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
4156             (func_id == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
4157              func_id == BPF_FUNC_map_update_elem ||
4158              func_id == BPF_FUNC_map_push_elem ||
4159              func_id == BPF_FUNC_map_pop_elem)) {
4160                 verbose(env, "write into map forbidden\n");
4161                 return -EACCES;
4162         }
4163
4164         if (!BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state))
4165                 bpf_map_ptr_store(aux, meta->map_ptr,
4166                                   meta->map_ptr->unpriv_array);
4167         else if (BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) != meta->map_ptr)
4168                 bpf_map_ptr_store(aux, BPF_MAP_PTR_POISON,
4169                                   meta->map_ptr->unpriv_array);
4170         return 0;
4171 }
4172
4173 static int
4174 record_func_key(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
4175                 int func_id, int insn_idx)
4176 {
4177         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
4178         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg;
4179         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
4180         struct tnum range;
4181         u64 val;
4182         int err;
4183
4184         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
4185                 return 0;
4186         if (!map || map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY) {
4187                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
4188                 return -EINVAL;
4189         }
4190
4191         range = tnum_range(0, map->max_entries - 1);
4192         reg = &regs[BPF_REG_3];
4193
4194         if (!register_is_const(reg) || !tnum_in(range, reg->var_off)) {
4195                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
4196                 return 0;
4197         }
4198
4199         err = mark_chain_precision(env, BPF_REG_3);
4200         if (err)
4201                 return err;
4202
4203         val = reg->var_off.value;
4204         if (bpf_map_key_unseen(aux))
4205                 bpf_map_key_store(aux, val);
4206         else if (!bpf_map_key_poisoned(aux) &&
4207                   bpf_map_key_immediate(aux) != val)
4208                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
4209         return 0;
4210 }
4211
4212 static int check_reference_leak(struct bpf_verifier_env *env)
4213 {
4214         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
4215         int i;
4216
4217         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
4218                 verbose(env, "Unreleased reference id=%d alloc_insn=%d\n",
4219                         state->refs[i].id, state->refs[i].insn_idx);
4220         }
4221         return state->acquired_refs ? -EINVAL : 0;
4222 }
4223
4224 static int check_helper_call(struct bpf_verifier_env *env, int func_id, int insn_idx)
4225 {
4226         const struct bpf_func_proto *fn = NULL;
4227         struct bpf_reg_state *regs;
4228         struct bpf_call_arg_meta meta;
4229         bool changes_data;
4230         int i, err;
4231
4232         /* find function prototype */
4233         if (func_id < 0 || func_id >= __BPF_FUNC_MAX_ID) {
4234                 verbose(env, "invalid func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
4235                         func_id);
4236                 return -EINVAL;
4237         }
4238
4239         if (env->ops->get_func_proto)
4240                 fn = env->ops->get_func_proto(func_id, env->prog);
4241         if (!fn) {
4242                 verbose(env, "unknown func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
4243                         func_id);
4244                 return -EINVAL;
4245         }
4246
4247         /* eBPF programs must be GPL compatible to use GPL-ed functions */
4248         if (!env->prog->gpl_compatible && fn->gpl_only) {
4249                 verbose(env, "cannot call GPL-restricted function from non-GPL compatible program\n");
4250                 return -EINVAL;
4251         }
4252
4253         /* With LD_ABS/IND some JITs save/restore skb from r1. */
4254         changes_data = bpf_helper_changes_pkt_data(fn->func);
4255         if (changes_data && fn->arg1_type != ARG_PTR_TO_CTX) {
4256                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d: r1 != ctx\n",
4257                         func_id_name(func_id), func_id);
4258                 return -EINVAL;
4259         }
4260
4261         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
4262         meta.pkt_access = fn->pkt_access;
4263
4264         err = check_func_proto(fn, func_id);
4265         if (err) {
4266                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
4267                         func_id_name(func_id), func_id);
4268                 return err;
4269         }
4270
4271         meta.func_id = func_id;
4272         /* check args */
4273         for (i = 0; i < 5; i++) {
4274                 err = btf_resolve_helper_id(&env->log, fn, i);
4275                 if (err > 0)
4276                         meta.btf_id = err;
4277                 err = check_func_arg(env, BPF_REG_1 + i, fn->arg_type[i], &meta);
4278                 if (err)
4279                         return err;
4280         }
4281
4282         err = record_func_map(env, &meta, func_id, insn_idx);
4283         if (err)
4284                 return err;
4285
4286         err = record_func_key(env, &meta, func_id, insn_idx);
4287         if (err)
4288                 return err;
4289
4290         /* Mark slots with STACK_MISC in case of raw mode, stack offset
4291          * is inferred from register state.
4292          */
4293         for (i = 0; i < meta.access_size; i++) {
4294                 err = check_mem_access(env, insn_idx, meta.regno, i, BPF_B,
4295                                        BPF_WRITE, -1, false);
4296                 if (err)
4297                         return err;
4298         }
4299
4300         if (func_id == BPF_FUNC_tail_call) {
4301                 err = check_reference_leak(env);
4302                 if (err) {
4303                         verbose(env, "tail_call would lead to reference leak\n");
4304                         return err;
4305                 }
4306         } else if (is_release_function(func_id)) {
4307                 err = release_reference(env, meta.ref_obj_id);
4308                 if (err) {
4309                         verbose(env, "func %s#%d reference has not been acquired before\n",
4310                                 func_id_name(func_id), func_id);
4311                         return err;
4312                 }
4313         }
4314
4315         regs = cur_regs(env);
4316
4317         /* check that flags argument in get_local_storage(map, flags) is 0,
4318          * this is required because get_local_storage() can't return an error.
4319          */
4320         if (func_id == BPF_FUNC_get_local_storage &&
4321             !register_is_null(&regs[BPF_REG_2])) {
4322                 verbose(env, "get_local_storage() doesn't support non-zero flags\n");
4323                 return -EINVAL;
4324         }
4325
4326         /* reset caller saved regs */
4327         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
4328                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
4329                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
4330         }
4331
4332         /* helper call returns 64-bit value. */
4333         regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
4334
4335         /* update return register (already marked as written above) */
4336         if (fn->ret_type == RET_INTEGER) {
4337                 /* sets type to SCALAR_VALUE */
4338                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
4339         } else if (fn->ret_type == RET_VOID) {
4340                 regs[BPF_REG_0].type = NOT_INIT;
4341         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL ||
4342                    fn->ret_type == RET_PTR_TO_MAP_VALUE) {
4343                 /* There is no offset yet applied, variable or fixed */
4344                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
4345                 /* remember map_ptr, so that check_map_access()
4346                  * can check 'value_size' boundary of memory access
4347                  * to map element returned from bpf_map_lookup_elem()
4348                  */
4349                 if (meta.map_ptr == NULL) {
4350                         verbose(env,
4351                                 "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
4352                         return -EINVAL;
4353                 }
4354                 regs[BPF_REG_0].map_ptr = meta.map_ptr;
4355                 if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_MAP_VALUE) {
4356                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
4357                         if (map_value_has_spin_lock(meta.map_ptr))
4358                                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
4359                 } else {
4360                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL;
4361                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
4362                 }
4363         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_SOCKET_OR_NULL) {
4364                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
4365                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCKET_OR_NULL;
4366                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
4367         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL) {
4368                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
4369                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL;
4370                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
4371         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL) {
4372                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
4373                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL;
4374                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
4375         } else {
4376                 verbose(env, "unknown return type %d of func %s#%d\n",
4377                         fn->ret_type, func_id_name(func_id), func_id);
4378                 return -EINVAL;
4379         }
4380
4381         if (is_ptr_cast_function(func_id)) {
4382                 /* For release_reference() */
4383                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
4384         } else if (is_acquire_function(func_id)) {
4385                 int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
4386
4387                 if (id < 0)
4388                         return id;
4389                 /* For mark_ptr_or_null_reg() */
4390                 regs[BPF_REG_0].id = id;
4391                 /* For release_reference() */
4392                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
4393         }
4394
4395         do_refine_retval_range(regs, fn->ret_type, func_id, &meta);
4396
4397         err = check_map_func_compatibility(env, meta.map_ptr, func_id);
4398         if (err)
4399                 return err;
4400
4401         if (func_id == BPF_FUNC_get_stack && !env->prog->has_callchain_buf) {
4402                 const char *err_str;
4403
4404 #ifdef CONFIG_PERF_EVENTS
4405                 err = get_callchain_buffers(sysctl_perf_event_max_stack);
4406                 err_str = "cannot get callchain buffer for func %s#%d\n";
4407 #else
4408                 err = -ENOTSUPP;
4409                 err_str = "func %s#%d not supported without CONFIG_PERF_EVENTS\n";
4410 #endif
4411                 if (err) {
4412                         verbose(env, err_str, func_id_name(func_id), func_id);
4413                         return err;
4414                 }
4415
4416                 env->prog->has_callchain_buf = true;
4417         }
4418
4419         if (changes_data)
4420                 clear_all_pkt_pointers(env);
4421         return 0;
4422 }
4423
4424 static bool signed_add_overflows(s64 a, s64 b)
4425 {
4426         /* Do the add in u64, where overflow is well-defined */
4427         s64 res = (s64)((u64)a + (u64)b);
4428
4429         if (b < 0)
4430                 return res > a;
4431         return res < a;
4432 }
4433
4434 static bool signed_sub_overflows(s64 a, s64 b)
4435 {
4436         /* Do the sub in u64, where overflow is well-defined */
4437         s64 res = (s64)((u64)a - (u64)b);
4438
4439         if (b < 0)
4440                 return res < a;
4441         return res > a;
4442 }
4443
4444 static bool check_reg_sane_offset(struct bpf_verifier_env *env,
4445                                   const struct bpf_reg_state *reg,
4446                                   enum bpf_reg_type type)
4447 {
4448         bool known = tnum_is_const(reg->var_off);
4449         s64 val = reg->var_off.value;
4450         s64 smin = reg->smin_value;
4451
4452         if (known && (val >= BPF_MAX_VAR_OFF || val <= -BPF_MAX_VAR_OFF)) {
4453                 verbose(env, "math between %s pointer and %lld is not allowed\n",
4454                         reg_type_str[type], val);
4455                 return false;
4456         }
4457
4458         if (reg->off >= BPF_MAX_VAR_OFF || reg->off <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
4459                 verbose(env, "%s pointer offset %d is not allowed\n",
4460                         reg_type_str[type], reg->off);
4461                 return false;
4462         }
4463
4464         if (smin == S64_MIN) {
4465                 verbose(env, "math between %s pointer and register with unbounded min value is not allowed\n",
4466                         reg_type_str[type]);
4467                 return false;
4468         }
4469
4470         if (smin >= BPF_MAX_VAR_OFF || smin <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
4471                 verbose(env, "value %lld makes %s pointer be out of bounds\n",
4472                         smin, reg_type_str[type]);
4473                 return false;
4474         }
4475
4476         return true;
4477 }
4478
4479 static struct bpf_insn_aux_data *cur_aux(struct bpf_verifier_env *env)
4480 {
4481         return &env->insn_aux_data[env->insn_idx];
4482 }
4483
4484 static int retrieve_ptr_limit(const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
4485                               u32 *ptr_limit, u8 opcode, bool off_is_neg)
4486 {
4487         bool mask_to_left = (opcode == BPF_ADD &&  off_is_neg) ||
4488                             (opcode == BPF_SUB && !off_is_neg);
4489         u32 off;
4490
4491         switch (ptr_reg->type) {
4492         case PTR_TO_STACK:
4493                 /* Indirect variable offset stack access is prohibited in
4494                  * unprivileged mode so it's not handled here.
4495                  */
4496                 off = ptr_reg->off + ptr_reg->var_off.value;
4497                 if (mask_to_left)
4498                         *ptr_limit = MAX_BPF_STACK + off;
4499                 else
4500                         *ptr_limit = -off;
4501                 return 0;
4502         case PTR_TO_MAP_VALUE:
4503                 if (mask_to_left) {
4504                         *ptr_limit = ptr_reg->umax_value + ptr_reg->off;
4505                 } else {
4506                         off = ptr_reg->smin_value + ptr_reg->off;
4507                         *ptr_limit = ptr_reg->map_ptr->value_size - off;
4508                 }
4509                 return 0;
4510         default:
4511                 return -EINVAL;
4512         }
4513 }
4514
4515 static bool can_skip_alu_sanitation(const struct bpf_verifier_env *env,
4516                                     const struct bpf_insn *insn)
4517 {
4518         return env->allow_ptr_leaks || BPF_SRC(insn->code) == BPF_K;
4519 }
4520
4521 static int update_alu_sanitation_state(struct bpf_insn_aux_data *aux,
4522                                        u32 alu_state, u32 alu_limit)
4523 {
4524         /* If we arrived here from different branches with different
4525          * state or limits to sanitize, then this won't work.
4526          */
4527         if (aux->alu_state &&
4528             (aux->alu_state != alu_state ||
4529              aux->alu_limit != alu_limit))
4530                 return -EACCES;
4531
4532         /* Corresponding fixup done in fixup_bpf_calls(). */
4533         aux->alu_state = alu_state;
4534         aux->alu_limit = alu_limit;
4535         return 0;
4536 }
4537
4538 static int sanitize_val_alu(struct bpf_verifier_env *env,
4539                             struct bpf_insn *insn)
4540 {
4541         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
4542
4543         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
4544                 return 0;
4545
4546         return update_alu_sanitation_state(aux, BPF_ALU_NON_POINTER, 0);
4547 }
4548
4549 static int sanitize_ptr_alu(struct bpf_verifier_env *env,
4550                             struct bpf_insn *insn,
4551                             const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
4552                             struct bpf_reg_state *dst_reg,
4553                             bool off_is_neg)
4554 {
4555         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4556         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
4557         bool ptr_is_dst_reg = ptr_reg == dst_reg;
4558         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
4559         u32 alu_state, alu_limit;
4560         struct bpf_reg_state tmp;
4561         bool ret;
4562
4563         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
4564                 return 0;
4565
4566         /* We already marked aux for masking from non-speculative
4567          * paths, thus we got here in the first place. We only care
4568          * to explore bad access from here.
4569          */
4570         if (vstate->speculative)
4571                 goto do_sim;
4572
4573         alu_state  = off_is_neg ? BPF_ALU_NEG_VALUE : 0;
4574         alu_state |= ptr_is_dst_reg ?
4575                      BPF_ALU_SANITIZE_SRC : BPF_ALU_SANITIZE_DST;
4576
4577         if (retrieve_ptr_limit(ptr_reg, &alu_limit, opcode, off_is_neg))
4578                 return 0;
4579         if (update_alu_sanitation_state(aux, alu_state, alu_limit))
4580                 return -EACCES;
4581 do_sim:
4582         /* Simulate and find potential out-of-bounds access under
4583          * speculative execution from truncation as a result of
4584          * masking when off was not within expected range. If off
4585          * sits in dst, then we temporarily need to move ptr there
4586          * to simulate dst (== 0) +/-= ptr. Needed, for example,
4587          * for cases where we use K-based arithmetic in one direction
4588          * and truncated reg-based in the other in order to explore
4589          * bad access.
4590          */
4591         if (!ptr_is_dst_reg) {
4592                 tmp = *dst_reg;
4593                 *dst_reg = *ptr_reg;
4594         }
4595         ret = push_stack(env, env->insn_idx + 1, env->insn_idx, true);
4596         if (!ptr_is_dst_reg && ret)
4597                 *dst_reg = tmp;
4598         return !ret ? -EFAULT : 0;
4599 }
4600
4601 /* Handles arithmetic on a pointer and a scalar: computes new min/max and var_off.
4602  * Caller should also handle BPF_MOV case separately.
4603  * If we return -EACCES, caller may want to try again treating pointer as a
4604  * scalar.  So we only emit a diagnostic if !env->allow_ptr_leaks.
4605  */
4606 static int adjust_ptr_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
4607                                    struct bpf_insn *insn,
4608                                    const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
4609                                    const struct bpf_reg_state *off_reg)
4610 {
4611         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4612         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4613         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg;
4614         bool known = tnum_is_const(off_reg->var_off);
4615         s64 smin_val = off_reg->smin_value, smax_val = off_reg->smax_value,
4616             smin_ptr = ptr_reg->smin_value, smax_ptr = ptr_reg->smax_value;
4617         u64 umin_val = off_reg->umin_value, umax_val = off_reg->umax_value,
4618             umin_ptr = ptr_reg->umin_value, umax_ptr = ptr_reg->umax_value;
4619         u32 dst = insn->dst_reg, src = insn->src_reg;
4620         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
4621         int ret;
4622
4623         dst_reg = &regs[dst];
4624
4625         if ((known && (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
4626             smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
4627                 /* Taint dst register if offset had invalid bounds derived from
4628                  * e.g. dead branches.
4629                  */
4630                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
4631                 return 0;
4632         }
4633
4634         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64) {
4635                 /* 32-bit ALU ops on pointers produce (meaningless) scalars */
4636                 verbose(env,
4637                         "R%d 32-bit pointer arithmetic prohibited\n",
4638                         dst);
4639                 return -EACCES;
4640         }
4641
4642         switch (ptr_reg->type) {
4643         case PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL:
4644                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited, null-check it first\n",
4645                         dst, reg_type_str[ptr_reg->type]);
4646                 return -EACCES;
4647         case CONST_PTR_TO_MAP:
4648         case PTR_TO_PACKET_END:
4649         case PTR_TO_SOCKET:
4650         case PTR_TO_SOCKET_OR_NULL:
4651         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
4652         case PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL:
4653         case PTR_TO_TCP_SOCK:
4654         case PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL:
4655         case PTR_TO_XDP_SOCK:
4656                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited\n",
4657                         dst, reg_type_str[ptr_reg->type]);
4658                 return -EACCES;
4659         case PTR_TO_MAP_VALUE:
4660                 if (!env->allow_ptr_leaks && !known && (smin_val < 0) != (smax_val < 0)) {
4661                         verbose(env, "R%d has unknown scalar with mixed signed bounds, pointer arithmetic with it prohibited for !root\n",
4662                                 off_reg == dst_reg ? dst : src);
4663                         return -EACCES;
4664                 }
4665                 /* fall-through */
4666         default:
4667                 break;
4668         }
4669
4670         /* In case of 'scalar += pointer', dst_reg inherits pointer type and id.
4671          * The id may be overwritten later if we create a new variable offset.
4672          */
4673         dst_reg->type = ptr_reg->type;
4674         dst_reg->id = ptr_reg->id;
4675
4676         if (!check_reg_sane_offset(env, off_reg, ptr_reg->type) ||
4677             !check_reg_sane_offset(env, ptr_reg, ptr_reg->type))
4678                 return -EINVAL;
4679
4680         switch (opcode) {
4681         case BPF_ADD:
4682                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, ptr_reg, dst_reg, smin_val < 0);
4683                 if (ret < 0) {
4684                         verbose(env, "R%d tried to add from different maps or paths\n", dst);
4685                         return ret;
4686                 }
4687                 /* We can take a fixed offset as long as it doesn't overflow
4688                  * the s32 'off' field
4689                  */
4690                 if (known && (ptr_reg->off + smin_val ==
4691                               (s64)(s32)(ptr_reg->off + smin_val))) {
4692                         /* pointer += K.  Accumulate it into fixed offset */
4693                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
4694                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
4695                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
4696                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
4697                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
4698                         dst_reg->off = ptr_reg->off + smin_val;
4699                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
4700                         break;
4701                 }
4702                 /* A new variable offset is created.  Note that off_reg->off
4703                  * == 0, since it's a scalar.
4704                  * dst_reg gets the pointer type and since some positive
4705                  * integer value was added to the pointer, give it a new 'id'
4706                  * if it's a PTR_TO_PACKET.
4707                  * this creates a new 'base' pointer, off_reg (variable) gets
4708                  * added into the variable offset, and we copy the fixed offset
4709                  * from ptr_reg.
4710                  */
4711                 if (signed_add_overflows(smin_ptr, smin_val) ||
4712                     signed_add_overflows(smax_ptr, smax_val)) {
4713                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
4714                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
4715                 } else {
4716                         dst_reg->smin_value = smin_ptr + smin_val;
4717                         dst_reg->smax_value = smax_ptr + smax_val;
4718                 }
4719                 if (umin_ptr + umin_val < umin_ptr ||
4720                     umax_ptr + umax_val < umax_ptr) {
4721                         dst_reg->umin_value = 0;
4722                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
4723                 } else {
4724                         dst_reg->umin_value = umin_ptr + umin_val;
4725                         dst_reg->umax_value = umax_ptr + umax_val;
4726                 }
4727                 dst_reg->var_off = tnum_add(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
4728                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
4729                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
4730                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
4731                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
4732                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
4733                         dst_reg->raw = 0;
4734                 }
4735                 break;
4736         case BPF_SUB:
4737                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, ptr_reg, dst_reg, smin_val < 0);
4738                 if (ret < 0) {
4739                         verbose(env, "R%d tried to sub from different maps or paths\n", dst);
4740                         return ret;
4741                 }
4742                 if (dst_reg == off_reg) {
4743                         /* scalar -= pointer.  Creates an unknown scalar */
4744                         verbose(env, "R%d tried to subtract pointer from scalar\n",
4745                                 dst);
4746                         return -EACCES;
4747                 }
4748                 /* We don't allow subtraction from FP, because (according to
4749                  * test_verifier.c test "invalid fp arithmetic", JITs might not
4750                  * be able to deal with it.
4751                  */
4752                 if (ptr_reg->type == PTR_TO_STACK) {
4753                         verbose(env, "R%d subtraction from stack pointer prohibited\n",
4754                                 dst);
4755                         return -EACCES;
4756                 }
4757                 if (known && (ptr_reg->off - smin_val ==
4758                               (s64)(s32)(ptr_reg->off - smin_val))) {
4759                         /* pointer -= K.  Subtract it from fixed offset */
4760                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
4761                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
4762                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
4763                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
4764                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
4765                         dst_reg->id = ptr_reg->id;
4766                         dst_reg->off = ptr_reg->off - smin_val;
4767                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
4768                         break;
4769                 }
4770                 /* A new variable offset is created.  If the subtrahend is known
4771                  * nonnegative, then any reg->range we had before is still good.
4772                  */
4773                 if (signed_sub_overflows(smin_ptr, smax_val) ||
4774                     signed_sub_overflows(smax_ptr, smin_val)) {
4775                         /* Overflow possible, we know nothing */
4776                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
4777                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
4778                 } else {
4779                         dst_reg->smin_value = smin_ptr - smax_val;
4780                         dst_reg->smax_value = smax_ptr - smin_val;
4781                 }
4782                 if (umin_ptr < umax_val) {
4783                         /* Overflow possible, we know nothing */
4784                         dst_reg->umin_value = 0;
4785                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
4786                 } else {
4787                         /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
4788                         dst_reg->umin_value = umin_ptr - umax_val;
4789                         dst_reg->umax_value = umax_ptr - umin_val;
4790                 }
4791                 dst_reg->var_off = tnum_sub(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
4792                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
4793                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
4794                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
4795                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
4796                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
4797                         if (smin_val < 0)
4798                                 dst_reg->raw = 0;
4799                 }
4800                 break;
4801         case BPF_AND:
4802         case BPF_OR:
4803         case BPF_XOR:
4804                 /* bitwise ops on pointers are troublesome, prohibit. */
4805                 verbose(env, "R%d bitwise operator %s on pointer prohibited\n",
4806                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
4807                 return -EACCES;
4808         default:
4809                 /* other operators (e.g. MUL,LSH) produce non-pointer results */
4810                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic with %s operator prohibited\n",
4811                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
4812                 return -EACCES;
4813         }
4814
4815         if (!check_reg_sane_offset(env, dst_reg, ptr_reg->type))
4816                 return -EINVAL;
4817
4818         __update_reg_bounds(dst_reg);
4819         __reg_deduce_bounds(dst_reg);
4820         __reg_bound_offset(dst_reg);
4821
4822         /* For unprivileged we require that resulting offset must be in bounds
4823          * in order to be able to sanitize access later on.
4824          */
4825         if (!env->allow_ptr_leaks) {
4826                 if (dst_reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE &&
4827                     check_map_access(env, dst, dst_reg->off, 1, false)) {
4828                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic of map value goes out of range, "
4829                                 "prohibited for !root\n", dst);
4830                         return -EACCES;
4831                 } else if (dst_reg->type == PTR_TO_STACK &&
4832                            check_stack_access(env, dst_reg, dst_reg->off +
4833                                               dst_reg->var_off.value, 1)) {
4834                         verbose(env, "R%d stack pointer arithmetic goes out of range, "
4835                                 "prohibited for !root\n", dst);
4836                         return -EACCES;
4837                 }
4838         }
4839
4840         return 0;
4841 }
4842
4843 /* WARNING: This function does calculations on 64-bit values, but the actual
4844  * execution may occur on 32-bit values. Therefore, things like bitshifts
4845  * need extra checks in the 32-bit case.
4846  */
4847 static int adjust_scalar_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
4848                                       struct bpf_insn *insn,
4849                                       struct bpf_reg_state *dst_reg,
4850                                       struct bpf_reg_state src_reg)
4851 {
4852         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
4853         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
4854         bool src_known, dst_known;
4855         s64 smin_val, smax_val;
4856         u64 umin_val, umax_val;
4857         u64 insn_bitness = (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) ? 64 : 32;
4858         u32 dst = insn->dst_reg;
4859         int ret;
4860
4861         if (insn_bitness == 32) {
4862                 /* Relevant for 32-bit RSH: Information can propagate towards
4863                  * LSB, so it isn't sufficient to only truncate the output to
4864                  * 32 bits.
4865                  */
4866                 coerce_reg_to_size(dst_reg, 4);
4867                 coerce_reg_to_size(&src_reg, 4);
4868         }
4869
4870         smin_val = src_reg.smin_value;
4871         smax_val = src_reg.smax_value;
4872         umin_val = src_reg.umin_value;
4873         umax_val = src_reg.umax_value;
4874         src_known = tnum_is_const(src_reg.var_off);
4875         dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
4876
4877         if ((src_known && (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
4878             smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
4879                 /* Taint dst register if offset had invalid bounds derived from
4880                  * e.g. dead branches.
4881                  */
4882                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
4883                 return 0;
4884         }
4885
4886         if (!src_known &&
4887             opcode != BPF_ADD && opcode != BPF_SUB && opcode != BPF_AND) {
4888                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
4889                 return 0;
4890         }
4891
4892         switch (opcode) {
4893         case BPF_ADD:
4894                 ret = sanitize_val_alu(env, insn);
4895                 if (ret < 0) {
4896                         verbose(env, "R%d tried to add from different pointers or scalars\n", dst);
4897                         return ret;
4898                 }
4899                 if (signed_add_overflows(dst_reg->smin_value, smin_val) ||
4900                     signed_add_overflows(dst_reg->smax_value, smax_val)) {
4901                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
4902                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
4903                 } else {
4904                         dst_reg->smin_value += smin_val;
4905                         dst_reg->smax_value += smax_val;
4906                 }
4907                 if (dst_reg->umin_value + umin_val < umin_val ||
4908                     dst_reg->umax_value + umax_val < umax_val) {
4909                         dst_reg->umin_value = 0;
4910                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
4911                 } else {
4912                         dst_reg->umin_value += umin_val;
4913                         dst_reg->umax_value += umax_val;
4914                 }
4915                 dst_reg->var_off = tnum_add(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
4916                 break;
4917         case BPF_SUB:
4918                 ret = sanitize_val_alu(env, insn);
4919                 if (ret < 0) {
4920                         verbose(env, "R%d tried to sub from different pointers or scalars\n", dst);
4921                         return ret;
4922                 }
4923                 if (signed_sub_overflows(dst_reg->smin_value, smax_val) ||
4924                     signed_sub_overflows(dst_reg->smax_value, smin_val)) {
4925                         /* Overflow possible, we know nothing */
4926                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
4927                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
4928                 } else {
4929                         dst_reg->smin_value -= smax_val;
4930                         dst_reg->smax_value -= smin_val;
4931                 }
4932                 if (dst_reg->umin_value < umax_val) {
4933                         /* Overflow possible, we know nothing */
4934                         dst_reg->umin_value = 0;
4935                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
4936                 } else {
4937                         /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
4938                         dst_reg->umin_value -= umax_val;
4939                         dst_reg->umax_value -= umin_val;
4940                 }
4941                 dst_reg->var_off = tnum_sub(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
4942                 break;
4943         case BPF_MUL:
4944                 dst_reg->var_off = tnum_mul(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
4945                 if (smin_val < 0 || dst_reg->smin_value < 0) {
4946                         /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
4947                         __mark_reg_unbounded(dst_reg);
4948                         __update_reg_bounds(dst_reg);
4949                         break;
4950                 }
4951                 /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
4952                  * copy the result to signed (unless it exceeds S64_MAX).
4953                  */
4954                 if (umax_val > U32_MAX || dst_reg->umax_value > U32_MAX) {
4955                         /* Potential overflow, we know nothing */
4956                         __mark_reg_unbounded(dst_reg);
4957                         /* (except what we can learn from the var_off) */
4958                         __update_reg_bounds(dst_reg);
4959                         break;
4960                 }
4961                 dst_reg->umin_value *= umin_val;
4962                 dst_reg->umax_value *= umax_val;
4963                 if (dst_reg->umax_value > S64_MAX) {
4964                         /* Overflow possible, we know nothing */
4965                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
4966                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
4967                 } else {
4968                         dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
4969                         dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
4970                 }
4971                 break;
4972         case BPF_AND:
4973                 if (src_known && dst_known) {
4974                         __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value &
4975                                                   src_reg.var_off.value);
4976                         break;
4977                 }
4978                 /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
4979                  * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
4980                  */
4981                 dst_reg->var_off = tnum_and(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
4982                 dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
4983                 dst_reg->umax_value = min(dst_reg->umax_value, umax_val);
4984                 if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
4985                         /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
4986                          * ain't nobody got time for that.
4987                          */
4988                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
4989                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
4990                 } else {
4991                         /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
4992                          * cast result into s64.
4993                          */
4994                         dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
4995                         dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
4996                 }
4997                 /* We may learn something more from the var_off */
4998                 __update_reg_bounds(dst_reg);
4999                 break;
5000         case BPF_OR:
5001                 if (src_known && dst_known) {
5002                         __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value |
5003                                                   src_reg.var_off.value);
5004                         break;
5005                 }
5006                 /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
5007                  * maximum of the operands' minima
5008                  */
5009                 dst_reg->var_off = tnum_or(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
5010                 dst_reg->umin_value = max(dst_reg->umin_value, umin_val);
5011                 dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value |
5012                                       dst_reg->var_off.mask;
5013                 if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
5014                         /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
5015                          * ain't nobody got time for that.
5016                          */
5017                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
5018                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
5019                 } else {
5020                         /* ORing two positives gives a positive, so safe to
5021                          * cast result into s64.
5022                          */
5023                         dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
5024                         dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
5025                 }
5026                 /* We may learn something more from the var_off */
5027                 __update_reg_bounds(dst_reg);
5028                 break;
5029         case BPF_LSH:
5030                 if (umax_val >= insn_bitness) {
5031                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
5032                          * This includes shifts by a negative number.
5033                          */
5034                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
5035                         break;
5036                 }
5037                 /* We lose all sign bit information (except what we can pick
5038                  * up from var_off)
5039                  */
5040                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
5041                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
5042                 /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
5043                 if (dst_reg->umax_value > 1ULL << (63 - umax_val)) {
5044                         dst_reg->umin_value = 0;
5045                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
5046                 } else {
5047                         dst_reg->umin_value <<= umin_val;
5048                         dst_reg->umax_value <<= umax_val;
5049                 }
5050                 dst_reg->var_off = tnum_lshift(dst_reg->var_off, umin_val);
5051                 /* We may learn something more from the var_off */
5052                 __update_reg_bounds(dst_reg);
5053                 break;
5054         case BPF_RSH:
5055                 if (umax_val >= insn_bitness) {
5056                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
5057                          * This includes shifts by a negative number.
5058                          */
5059                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
5060                         break;
5061                 }
5062                 /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
5063                  * be negative, then either:
5064                  * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
5065                  *    unknown, so we lose our signed bounds
5066                  * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
5067                  *    signed bounds
5068                  * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
5069                  *    about the result
5070                  * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
5071                  * unsigned bounts capture the signed bounds.
5072                  * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
5073                  * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
5074                  * var_off of the result.
5075                  */
5076                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
5077                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
5078                 dst_reg->var_off = tnum_rshift(dst_reg->var_off, umin_val);
5079                 dst_reg->umin_value >>= umax_val;
5080                 dst_reg->umax_value >>= umin_val;
5081                 /* We may learn something more from the var_off */
5082                 __update_reg_bounds(dst_reg);
5083                 break;
5084         case BPF_ARSH:
5085                 if (umax_val >= insn_bitness) {
5086                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
5087                          * This includes shifts by a negative number.
5088                          */
5089                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
5090                         break;
5091                 }
5092
5093                 /* Upon reaching here, src_known is true and
5094                  * umax_val is equal to umin_val.
5095                  */
5096                 if (insn_bitness == 32) {
5097                         dst_reg->smin_value = (u32)(((s32)dst_reg->smin_value) >> umin_val);
5098                         dst_reg->smax_value = (u32)(((s32)dst_reg->smax_value) >> umin_val);
5099                 } else {
5100                         dst_reg->smin_value >>= umin_val;
5101                         dst_reg->smax_value >>= umin_val;
5102                 }
5103
5104                 dst_reg->var_off = tnum_arshift(dst_reg->var_off, umin_val,
5105                                                 insn_bitness);
5106
5107                 /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
5108                  * dst_reg var_off to refine the result.
5109                  */
5110                 dst_reg->umin_value = 0;
5111                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
5112                 __update_reg_bounds(dst_reg);
5113                 break;
5114         default:
5115                 mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
5116                 break;
5117         }
5118
5119         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64) {
5120                 /* 32-bit ALU ops are (32,32)->32 */
5121                 coerce_reg_to_size(dst_reg, 4);
5122         }
5123
5124         __reg_deduce_bounds(dst_reg);
5125         __reg_bound_offset(dst_reg);
5126         return 0;
5127 }
5128
5129 /* Handles ALU ops other than BPF_END, BPF_NEG and BPF_MOV: computes new min/max
5130  * and var_off.
5131  */
5132 static int adjust_reg_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
5133                                    struct bpf_insn *insn)
5134 {
5135         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
5136         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
5137         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg, *src_reg;
5138         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, off_reg = {0};
5139         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
5140         int err;
5141
5142         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
5143         src_reg = NULL;
5144         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE)
5145                 ptr_reg = dst_reg;
5146         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
5147                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
5148                 if (src_reg->type != SCALAR_VALUE) {
5149                         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE) {
5150                                 /* Combining two pointers by any ALU op yields
5151                                  * an arbitrary scalar. Disallow all math except
5152                                  * pointer subtraction
5153                                  */
5154                                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
5155                                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
5156                                         return 0;
5157                                 }
5158                                 verbose(env, "R%d pointer %s pointer prohibited\n",
5159                                         insn->dst_reg,
5160                                         bpf_alu_string[opcode >> 4]);
5161                                 return -EACCES;
5162                         } else {
5163                                 /* scalar += pointer
5164                                  * This is legal, but we have to reverse our
5165                                  * src/dest handling in computing the range
5166                                  */
5167                                 err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
5168                                 if (err)
5169                                         return err;
5170                                 return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
5171                                                                src_reg, dst_reg);
5172                         }
5173                 } else if (ptr_reg) {
5174                         /* pointer += scalar */
5175                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
5176                         if (err)
5177                                 return err;
5178                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
5179                                                        dst_reg, src_reg);
5180                 }
5181         } else {
5182                 /* Pretend the src is a reg with a known value, since we only
5183                  * need to be able to read from this state.
5184                  */
5185                 off_reg.type = SCALAR_VALUE;
5186                 __mark_reg_known(&off_reg, insn->imm);
5187                 src_reg = &off_reg;
5188                 if (ptr_reg) /* pointer += K */
5189                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
5190                                                        ptr_reg, src_reg);
5191         }
5192
5193         /* Got here implies adding two SCALAR_VALUEs */
5194         if (WARN_ON_ONCE(ptr_reg)) {
5195                 print_verifier_state(env, state);
5196                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected ptr_reg\n");
5197                 return -EINVAL;
5198         }
5199         if (WARN_ON(!src_reg)) {
5200                 print_verifier_state(env, state);
5201                 verbose(env, "verifier internal error: no src_reg\n");
5202                 return -EINVAL;
5203         }
5204         return adjust_scalar_min_max_vals(env, insn, dst_reg, *src_reg);
5205 }
5206
5207 /* check validity of 32-bit and 64-bit arithmetic operations */
5208 static int check_alu_op(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
5209 {
5210         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
5211         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
5212         int err;
5213
5214         if (opcode == BPF_END || opcode == BPF_NEG) {
5215                 if (opcode == BPF_NEG) {
5216                         if (BPF_SRC(insn->code) != 0 ||
5217                             insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
5218                             insn->off != 0 || insn->imm != 0) {
5219                                 verbose(env, "BPF_NEG uses reserved fields\n");
5220                                 return -EINVAL;
5221                         }
5222                 } else {
5223                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
5224                             (insn->imm != 16 && insn->imm != 32 && insn->imm != 64) ||
5225                             BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
5226                                 verbose(env, "BPF_END uses reserved fields\n");
5227                                 return -EINVAL;
5228                         }
5229                 }
5230
5231                 /* check src operand */
5232                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
5233                 if (err)
5234                         return err;
5235
5236                 if (is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
5237                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic prohibited\n",
5238                                 insn->dst_reg);
5239                         return -EACCES;
5240                 }
5241
5242                 /* check dest operand */
5243                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
5244                 if (err)
5245                         return err;
5246
5247         } else if (opcode == BPF_MOV) {
5248
5249                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
5250                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
5251                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
5252                                 return -EINVAL;
5253                         }
5254
5255                         /* check src operand */
5256                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
5257                         if (err)
5258                                 return err;
5259                 } else {
5260                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
5261                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
5262                                 return -EINVAL;
5263                         }
5264                 }
5265
5266                 /* check dest operand, mark as required later */
5267                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
5268                 if (err)
5269                         return err;
5270
5271                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
5272                         struct bpf_reg_state *src_reg = regs + insn->src_reg;
5273                         struct bpf_reg_state *dst_reg = regs + insn->dst_reg;
5274
5275                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
5276                                 /* case: R1 = R2
5277                                  * copy register state to dest reg
5278                                  */
5279                                 *dst_reg = *src_reg;
5280                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
5281                                 dst_reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
5282                         } else {
5283                                 /* R1 = (u32) R2 */
5284                                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
5285                                         verbose(env,
5286                                                 "R%d partial copy of pointer\n",
5287                                                 insn->src_reg);
5288                                         return -EACCES;
5289                                 } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
5290                                         *dst_reg = *src_reg;
5291                                         dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
5292                                         dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
5293                                 } else {
5294                                         mark_reg_unknown(env, regs,
5295                                                          insn->dst_reg);
5296                                 }
5297                                 coerce_reg_to_size(dst_reg, 4);
5298                         }
5299                 } else {
5300                         /* case: R = imm
5301                          * remember the value we stored into this reg
5302                          */
5303                         /* clear any state __mark_reg_known doesn't set */
5304                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
5305                         regs[insn->dst_reg].type = SCALAR_VALUE;
5306                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
5307                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
5308                                                  insn->imm);
5309                         } else {
5310                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
5311                                                  (u32)insn->imm);
5312                         }
5313                 }
5314
5315         } else if (opcode > BPF_END) {
5316                 verbose(env, "invalid BPF_ALU opcode %x\n", opcode);
5317                 return -EINVAL;
5318
5319         } else {        /* all other ALU ops: and, sub, xor, add, ... */
5320
5321                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
5322                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
5323                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
5324                                 return -EINVAL;
5325                         }
5326                         /* check src1 operand */
5327                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
5328                         if (err)
5329                                 return err;
5330                 } else {
5331                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
5332                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
5333                                 return -EINVAL;
5334                         }
5335                 }
5336
5337                 /* check src2 operand */
5338                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
5339                 if (err)
5340                         return err;
5341
5342                 if ((opcode == BPF_MOD || opcode == BPF_DIV) &&
5343                     BPF_SRC(insn->code) == BPF_K && insn->imm == 0) {
5344                         verbose(env, "div by zero\n");
5345                         return -EINVAL;
5346                 }
5347
5348                 if ((opcode == BPF_LSH || opcode == BPF_RSH ||
5349                      opcode == BPF_ARSH) && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
5350                         int size = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 ? 64 : 32;
5351
5352                         if (insn->imm < 0 || insn->imm >= size) {
5353                                 verbose(env, "invalid shift %d\n", insn->imm);
5354                                 return -EINVAL;
5355                         }
5356                 }
5357
5358                 /* check dest operand */
5359                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
5360                 if (err)
5361                         return err;
5362
5363                 return adjust_reg_min_max_vals(env, insn);
5364         }
5365
5366         return 0;
5367 }
5368
5369 static void __find_good_pkt_pointers(struct bpf_func_state *state,
5370                                      struct bpf_reg_state *dst_reg,
5371                                      enum bpf_reg_type type, u16 new_range)
5372 {
5373         struct bpf_reg_state *reg;
5374         int i;
5375
5376         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
5377                 reg = &state->regs[i];
5378                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
5379                         /* keep the maximum range already checked */
5380                         reg->range = max(reg->range, new_range);
5381         }
5382
5383         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
5384                 if (!reg)
5385                         continue;
5386                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
5387                         reg->range = max(reg->range, new_range);
5388         }
5389 }
5390
5391 static void find_good_pkt_pointers(struct bpf_verifier_state *vstate,
5392                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
5393                                    enum bpf_reg_type type,
5394                                    bool range_right_open)
5395 {
5396         u16 new_range;
5397         int i;
5398
5399         if (dst_reg->off < 0 ||
5400             (dst_reg->off == 0 && range_right_open))
5401                 /* This doesn't give us any range */
5402                 return;
5403
5404         if (dst_reg->umax_value > MAX_PACKET_OFF ||
5405             dst_reg->umax_value + dst_reg->off > MAX_PACKET_OFF)
5406                 /* Risk of overflow.  For instance, ptr + (1<<63) may be less
5407                  * than pkt_end, but that's because it's also less than pkt.
5408                  */
5409                 return;
5410
5411         new_range = dst_reg->off;
5412         if (range_right_open)
5413                 new_range--;
5414
5415         /* Examples for register markings:
5416          *
5417          * pkt_data in dst register:
5418          *
5419          *   r2 = r3;
5420          *   r2 += 8;
5421          *   if (r2 > pkt_end) goto <handle exception>
5422          *   <access okay>
5423          *
5424          *   r2 = r3;
5425          *   r2 += 8;
5426          *   if (r2 < pkt_end) goto <access okay>
5427          *   <handle exception>
5428          *
5429          *   Where:
5430          *     r2 == dst_reg, pkt_end == src_reg
5431          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
5432          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
5433          *
5434          * pkt_data in src register:
5435          *
5436          *   r2 = r3;
5437          *   r2 += 8;
5438          *   if (pkt_end >= r2) goto <access okay>
5439          *   <handle exception>
5440          *
5441          *   r2 = r3;
5442          *   r2 += 8;
5443          *   if (pkt_end <= r2) goto <handle exception>
5444          *   <access okay>
5445          *
5446          *   Where:
5447          *     pkt_end == dst_reg, r2 == src_reg
5448          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
5449          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
5450          *
5451          * Find register r3 and mark its range as r3=pkt(id=n,off=0,r=8)
5452          * or r3=pkt(id=n,off=0,r=8-1), so that range of bytes [r3, r3 + 8)
5453          * and [r3, r3 + 8-1) respectively is safe to access depending on
5454          * the check.
5455          */
5456
5457         /* If our ids match, then we must have the same max_value.  And we
5458          * don't care about the other reg's fixed offset, since if it's too big
5459          * the range won't allow anything.
5460          * dst_reg->off is known < MAX_PACKET_OFF, therefore it fits in a u16.
5461          */
5462         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
5463                 __find_good_pkt_pointers(vstate->frame[i], dst_reg, type,
5464                                          new_range);
5465 }
5466
5467 /* compute branch direction of the expression "if (reg opcode val) goto target;"
5468  * and return:
5469  *  1 - branch will be taken and "goto target" will be executed
5470  *  0 - branch will not be taken and fall-through to next insn
5471  * -1 - unknown. Example: "if (reg < 5)" is unknown when register value range [0,10]
5472  */
5473 static int is_branch_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode,
5474                            bool is_jmp32)
5475 {
5476         struct bpf_reg_state reg_lo;
5477         s64 sval;
5478
5479         if (__is_pointer_value(false, reg))
5480                 return -1;
5481
5482         if (is_jmp32) {
5483                 reg_lo = *reg;
5484                 reg = &reg_lo;
5485                 /* For JMP32, only low 32 bits are compared, coerce_reg_to_size
5486                  * could truncate high bits and update umin/umax according to
5487                  * information of low bits.
5488                  */
5489                 coerce_reg_to_size(reg, 4);
5490                 /* smin/smax need special handling. For example, after coerce,
5491                  * if smin_value is 0x00000000ffffffffLL, the value is -1 when
5492                  * used as operand to JMP32. It is a negative number from s32's
5493                  * point of view, while it is a positive number when seen as
5494                  * s64. The smin/smax are kept as s64, therefore, when used with
5495                  * JMP32, they need to be transformed into s32, then sign
5496                  * extended back to s64.
5497                  *
5498                  * Also, smin/smax were copied from umin/umax. If umin/umax has
5499                  * different sign bit, then min/max relationship doesn't
5500                  * maintain after casting into s32, for this case, set smin/smax
5501                  * to safest range.
5502                  */
5503                 if ((reg->umax_value ^ reg->umin_value) &
5504                     (1ULL << 31)) {
5505                         reg->smin_value = S32_MIN;
5506                         reg->smax_value = S32_MAX;
5507                 }
5508                 reg->smin_value = (s64)(s32)reg->smin_value;
5509                 reg->smax_value = (s64)(s32)reg->smax_value;
5510
5511                 val = (u32)val;
5512                 sval = (s64)(s32)val;
5513         } else {
5514                 sval = (s64)val;
5515         }
5516
5517         switch (opcode) {
5518         case BPF_JEQ:
5519                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
5520                         return !!tnum_equals_const(reg->var_off, val);
5521                 break;
5522         case BPF_JNE:
5523                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
5524                         return !tnum_equals_const(reg->var_off, val);
5525                 break;
5526         case BPF_JSET:
5527                 if ((~reg->var_off.mask & reg->var_off.value) & val)
5528                         return 1;
5529                 if (!((reg->var_off.mask | reg->var_off.value) & val))
5530                         return 0;
5531                 break;
5532         case BPF_JGT:
5533                 if (reg->umin_value > val)
5534                         return 1;
5535                 else if (reg->umax_value <= val)
5536                         return 0;
5537                 break;
5538         case BPF_JSGT:
5539                 if (reg->smin_value > sval)
5540                         return 1;
5541                 else if (reg->smax_value < sval)
5542                         return 0;
5543                 break;
5544         case BPF_JLT:
5545                 if (reg->umax_value < val)
5546                         return 1;
5547                 else if (reg->umin_value >= val)
5548                         return 0;
5549                 break;
5550         case BPF_JSLT:
5551                 if (reg->smax_value < sval)
5552                         return 1;
5553                 else if (reg->smin_value >= sval)
5554                         return 0;
5555                 break;
5556         case BPF_JGE:
5557                 if (reg->umin_value >= val)
5558                         return 1;
5559                 else if (reg->umax_value < val)
5560                         return 0;
5561                 break;
5562         case BPF_JSGE:
5563                 if (reg->smin_value >= sval)
5564                         return 1;
5565                 else if (reg->smax_value < sval)
5566                         return 0;
5567                 break;
5568         case BPF_JLE:
5569                 if (reg->umax_value <= val)
5570                         return 1;
5571                 else if (reg->umin_value > val)
5572                         return 0;
5573                 break;
5574         case BPF_JSLE:
5575                 if (reg->smax_value <= sval)
5576                         return 1;
5577                 else if (reg->smin_value > sval)
5578                         return 0;
5579                 break;
5580         }
5581
5582         return -1;
5583 }
5584
5585 /* Generate min value of the high 32-bit from TNUM info. */
5586 static u64 gen_hi_min(struct tnum var)
5587 {
5588         return var.value & ~0xffffffffULL;
5589 }
5590
5591 /* Generate max value of the high 32-bit from TNUM info. */
5592 static u64 gen_hi_max(struct tnum var)
5593 {
5594         return (var.value | var.mask) & ~0xffffffffULL;
5595 }
5596
5597 /* Return true if VAL is compared with a s64 sign extended from s32, and they
5598  * are with the same signedness.
5599  */
5600 static bool cmp_val_with_extended_s64(s64 sval, struct bpf_reg_state *reg)
5601 {
5602         return ((s32)sval >= 0 &&
5603                 reg->smin_value >= 0 && reg->smax_value <= S32_MAX) ||
5604                ((s32)sval < 0 &&
5605                 reg->smax_value <= 0 && reg->smin_value >= S32_MIN);
5606 }
5607
5608 /* Adjusts the register min/max values in the case that the dst_reg is the
5609  * variable register that we are working on, and src_reg is a constant or we're
5610  * simply doing a BPF_K check.
5611  * In JEQ/JNE cases we also adjust the var_off values.
5612  */
5613 static void reg_set_min_max(struct bpf_reg_state *true_reg,
5614                             struct bpf_reg_state *false_reg, u64 val,
5615                             u8 opcode, bool is_jmp32)
5616 {
5617         s64 sval;
5618
5619         /* If the dst_reg is a pointer, we can't learn anything about its
5620          * variable offset from the compare (unless src_reg were a pointer into
5621          * the same object, but we don't bother with that.
5622          * Since false_reg and true_reg have the same type by construction, we
5623          * only need to check one of them for pointerness.
5624          */
5625         if (__is_pointer_value(false, false_reg))
5626                 return;
5627
5628         val = is_jmp32 ? (u32)val : val;
5629         sval = is_jmp32 ? (s64)(s32)val : (s64)val;
5630
5631         switch (opcode) {
5632         case BPF_JEQ:
5633         case BPF_JNE:
5634         {
5635                 struct bpf_reg_state *reg =
5636                         opcode == BPF_JEQ ? true_reg : false_reg;
5637
5638                 /* For BPF_JEQ, if this is false we know nothing Jon Snow, but
5639                  * if it is true we know the value for sure. Likewise for
5640                  * BPF_JNE.
5641                  */
5642                 if (is_jmp32) {
5643                         u64 old_v = reg->var_off.value;
5644                         u64 hi_mask = ~0xffffffffULL;
5645
5646                         reg->var_off.value = (old_v & hi_mask) | val;
5647                         reg->var_off.mask &= hi_mask;
5648                 } else {
5649                         __mark_reg_known(reg, val);
5650                 }
5651                 break;
5652         }
5653         case BPF_JSET:
5654                 false_reg->var_off = tnum_and(false_reg->var_off,
5655                                               tnum_const(~val));
5656                 if (is_power_of_2(val))
5657                         true_reg->var_off = tnum_or(true_reg->var_off,
5658                                                     tnum_const(val));
5659                 break;
5660         case BPF_JGE:
5661         case BPF_JGT:
5662         {
5663                 u64 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val    : val - 1;
5664                 u64 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val + 1 : val;
5665
5666                 if (is_jmp32) {
5667                         false_umax += gen_hi_max(false_reg->var_off);
5668                         true_umin += gen_hi_min(true_reg->var_off);
5669                 }
5670                 false_reg->umax_value = min(false_reg->umax_value, false_umax);
5671                 true_reg->umin_value = max(true_reg->umin_value, true_umin);
5672                 break;
5673         }
5674         case BPF_JSGE:
5675         case BPF_JSGT:
5676         {
5677                 s64 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval    : sval - 1;
5678                 s64 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval + 1 : sval;
5679
5680                 /* If the full s64 was not sign-extended from s32 then don't
5681                  * deduct further info.
5682                  */
5683                 if (is_jmp32 && !cmp_val_with_extended_s64(sval, false_reg))
5684                         break;
5685                 false_reg->smax_value = min(false_reg->smax_value, false_smax);
5686                 true_reg->smin_value = max(true_reg->smin_value, true_smin);
5687                 break;
5688         }
5689         case BPF_JLE:
5690         case BPF_JLT:
5691         {
5692                 u64 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val    : val + 1;
5693                 u64 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val - 1 : val;
5694
5695                 if (is_jmp32) {
5696                         false_umin += gen_hi_min(false_reg->var_off);
5697                         true_umax += gen_hi_max(true_reg->var_off);
5698                 }
5699                 false_reg->umin_value = max(false_reg->umin_value, false_umin);
5700                 true_reg->umax_value = min(true_reg->umax_value, true_umax);
5701                 break;
5702         }
5703         case BPF_JSLE:
5704         case BPF_JSLT:
5705         {
5706                 s64 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval    : sval + 1;
5707                 s64 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval - 1 : sval;
5708
5709                 if (is_jmp32 && !cmp_val_with_extended_s64(sval, false_reg))
5710                         break;
5711                 false_reg->smin_value = max(false_reg->smin_value, false_smin);
5712                 true_reg->smax_value = min(true_reg->smax_value, true_smax);
5713                 break;
5714         }
5715         default:
5716                 break;
5717         }
5718
5719         __reg_deduce_bounds(false_reg);
5720         __reg_deduce_bounds(true_reg);
5721         /* We might have learned some bits from the bounds. */
5722         __reg_bound_offset(false_reg);
5723         __reg_bound_offset(true_reg);
5724         if (is_jmp32) {
5725                 __reg_bound_offset32(false_reg);
5726                 __reg_bound_offset32(true_reg);
5727         }
5728         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
5729          * slightly.  e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
5730          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
5731          */
5732         __update_reg_bounds(false_reg);
5733         __update_reg_bounds(true_reg);
5734 }
5735
5736 /* Same as above, but for the case that dst_reg holds a constant and src_reg is
5737  * the variable reg.
5738  */
5739 static void reg_set_min_max_inv(struct bpf_reg_state *true_reg,
5740                                 struct bpf_reg_state *false_reg, u64 val,
5741                                 u8 opcode, bool is_jmp32)
5742 {
5743         s64 sval;
5744
5745         if (__is_pointer_value(false, false_reg))
5746                 return;
5747
5748         val = is_jmp32 ? (u32)val : val;
5749         sval = is_jmp32 ? (s64)(s32)val : (s64)val;
5750
5751         switch (opcode) {
5752         case BPF_JEQ:
5753         case BPF_JNE:
5754         {
5755                 struct bpf_reg_state *reg =
5756                         opcode == BPF_JEQ ? true_reg : false_reg;
5757
5758                 if (is_jmp32) {
5759                         u64 old_v = reg->var_off.value;
5760                         u64 hi_mask = ~0xffffffffULL;
5761
5762                         reg->var_off.value = (old_v & hi_mask) | val;
5763                         reg->var_off.mask &= hi_mask;
5764                 } else {
5765                         __mark_reg_known(reg, val);
5766                 }
5767                 break;
5768         }
5769         case BPF_JSET:
5770                 false_reg->var_off = tnum_and(false_reg->var_off,
5771                                               tnum_const(~val));
5772                 if (is_power_of_2(val))
5773                         true_reg->var_off = tnum_or(true_reg->var_off,
5774                                                     tnum_const(val));
5775                 break;
5776         case BPF_JGE:
5777         case BPF_JGT:
5778         {
5779                 u64 false_umin = opcode == BPF_JGT ? val    : val + 1;
5780                 u64 true_umax = opcode == BPF_JGT ? val - 1 : val;
5781
5782                 if (is_jmp32) {
5783                         false_umin += gen_hi_min(false_reg->var_off);
5784                         true_umax += gen_hi_max(true_reg->var_off);
5785                 }
5786                 false_reg->umin_value = max(false_reg->umin_value, false_umin);
5787                 true_reg->umax_value = min(true_reg->umax_value, true_umax);
5788                 break;
5789         }
5790         case BPF_JSGE:
5791         case BPF_JSGT:
5792         {
5793                 s64 false_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval    : sval + 1;
5794                 s64 true_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval - 1 : sval;
5795
5796                 if (is_jmp32 && !cmp_val_with_extended_s64(sval, false_reg))
5797                         break;
5798                 false_reg->smin_value = max(false_reg->smin_value, false_smin);
5799                 true_reg->smax_value = min(true_reg->smax_value, true_smax);
5800                 break;
5801         }
5802         case BPF_JLE:
5803         case BPF_JLT:
5804         {
5805                 u64 false_umax = opcode == BPF_JLT ? val    : val - 1;
5806                 u64 true_umin = opcode == BPF_JLT ? val + 1 : val;
5807
5808                 if (is_jmp32) {
5809                         false_umax += gen_hi_max(false_reg->var_off);
5810                         true_umin += gen_hi_min(true_reg->var_off);
5811                 }
5812                 false_reg->umax_value = min(false_reg->umax_value, false_umax);
5813                 true_reg->umin_value = max(true_reg->umin_value, true_umin);
5814                 break;
5815         }
5816         case BPF_JSLE:
5817         case BPF_JSLT:
5818         {
5819                 s64 false_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval    : sval - 1;
5820                 s64 true_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval + 1 : sval;
5821
5822                 if (is_jmp32 && !cmp_val_with_extended_s64(sval, false_reg))
5823                         break;
5824                 false_reg->smax_value = min(false_reg->smax_value, false_smax);
5825                 true_reg->smin_value = max(true_reg->smin_value, true_smin);
5826                 break;
5827         }
5828         default:
5829                 break;
5830         }
5831
5832         __reg_deduce_bounds(false_reg);
5833         __reg_deduce_bounds(true_reg);
5834         /* We might have learned some bits from the bounds. */
5835         __reg_bound_offset(false_reg);
5836         __reg_bound_offset(true_reg);
5837         if (is_jmp32) {
5838                 __reg_bound_offset32(false_reg);
5839                 __reg_bound_offset32(true_reg);
5840         }
5841         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
5842          * slightly.  e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
5843          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
5844          */
5845         __update_reg_bounds(false_reg);
5846         __update_reg_bounds(true_reg);
5847 }
5848
5849 /* Regs are known to be equal, so intersect their min/max/var_off */
5850 static void __reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *src_reg,
5851                                   struct bpf_reg_state *dst_reg)
5852 {
5853         src_reg->umin_value = dst_reg->umin_value = max(src_reg->umin_value,
5854                                                         dst_reg->umin_value);
5855         src_reg->umax_value = dst_reg->umax_value = min(src_reg->umax_value,
5856                                                         dst_reg->umax_value);
5857         src_reg->smin_value = dst_reg->smin_value = max(src_reg->smin_value,
5858                                                         dst_reg->smin_value);
5859         src_reg->smax_value = dst_reg->smax_value = min(src_reg->smax_value,
5860                                                         dst_reg->smax_value);
5861         src_reg->var_off = dst_reg->var_off = tnum_intersect(src_reg->var_off,
5862                                                              dst_reg->var_off);
5863         /* We might have learned new bounds from the var_off. */
5864         __update_reg_bounds(src_reg);
5865         __update_reg_bounds(dst_reg);
5866         /* We might have learned something about the sign bit. */
5867         __reg_deduce_bounds(src_reg);
5868         __reg_deduce_bounds(dst_reg);
5869         /* We might have learned some bits from the bounds. */
5870         __reg_bound_offset(src_reg);
5871         __reg_bound_offset(dst_reg);
5872         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
5873          * slightly.  e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
5874          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
5875          */
5876         __update_reg_bounds(src_reg);
5877         __update_reg_bounds(dst_reg);
5878 }
5879
5880 static void reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *true_src,
5881                                 struct bpf_reg_state *true_dst,
5882                                 struct bpf_reg_state *false_src,
5883                                 struct bpf_reg_state *false_dst,
5884                                 u8 opcode)
5885 {
5886         switch (opcode) {
5887         case BPF_JEQ:
5888                 __reg_combine_min_max(true_src, true_dst);
5889                 break;
5890         case BPF_JNE:
5891                 __reg_combine_min_max(false_src, false_dst);
5892                 break;
5893         }
5894 }
5895
5896 static void mark_ptr_or_null_reg(struct bpf_func_state *state,
5897                                  struct bpf_reg_state *reg, u32 id,
5898                                  bool is_null)
5899 {
5900         if (reg_type_may_be_null(reg->type) && reg->id == id) {
5901                 /* Old offset (both fixed and variable parts) should
5902                  * have been known-zero, because we don't allow pointer
5903                  * arithmetic on pointers that might be NULL.
5904                  */
5905                 if (WARN_ON_ONCE(reg->smin_value || reg->smax_value ||
5906                                  !tnum_equals_const(reg->var_off, 0) ||
5907                                  reg->off)) {
5908                         __mark_reg_known_zero(reg);
5909                         reg->off = 0;
5910                 }
5911                 if (is_null) {
5912                         reg->type = SCALAR_VALUE;
5913                 } else if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL) {
5914                         if (reg->map_ptr->inner_map_meta) {
5915                                 reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
5916                                 reg->map_ptr = reg->map_ptr->inner_map_meta;
5917                         } else if (reg->map_ptr->map_type ==
5918                                    BPF_MAP_TYPE_XSKMAP) {
5919                                 reg->type = PTR_TO_XDP_SOCK;
5920                         } else {
5921                                 reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
5922                         }
5923                 } else if (reg->type == PTR_TO_SOCKET_OR_NULL) {
5924                         reg->type = PTR_TO_SOCKET;
5925                 } else if (reg->type == PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL) {
5926                         reg->type = PTR_TO_SOCK_COMMON;
5927                 } else if (reg->type == PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL) {
5928                         reg->type = PTR_TO_TCP_SOCK;
5929                 }
5930                 if (is_null) {
5931                         /* We don't need id and ref_obj_id from this point
5932                          * onwards anymore, thus we should better reset it,
5933                          * so that state pruning has chances to take effect.
5934                          */
5935                         reg->id = 0;
5936                         reg->ref_obj_id = 0;
5937                 } else if (!reg_may_point_to_spin_lock(reg)) {
5938                         /* For not-NULL ptr, reg->ref_obj_id will be reset
5939                          * in release_reg_references().
5940                          *
5941                          * reg->id is still used by spin_lock ptr. Other
5942                          * than spin_lock ptr type, reg->id can be reset.
5943                          */
5944                         reg->id = 0;
5945                 }
5946         }
5947 }
5948
5949 static void __mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_func_state *state, u32 id,
5950                                     bool is_null)
5951 {
5952         struct bpf_reg_state *reg;
5953         int i;
5954
5955         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
5956                 mark_ptr_or_null_reg(state, &state->regs[i], id, is_null);
5957
5958         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
5959                 if (!reg)
5960                         continue;
5961                 mark_ptr_or_null_reg(state, reg, id, is_null);
5962         }
5963 }
5964
5965 /* The logic is similar to find_good_pkt_pointers(), both could eventually
5966  * be folded together at some point.
5967  */
5968 static void mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_verifier_state *vstate, u32 regno,
5969                                   bool is_null)
5970 {
5971         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
5972         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
5973         u32 ref_obj_id = regs[regno].ref_obj_id;
5974         u32 id = regs[regno].id;
5975         int i;
5976
5977         if (ref_obj_id && ref_obj_id == id && is_null)
5978                 /* regs[regno] is in the " == NULL" branch.
5979                  * No one could have freed the reference state before
5980                  * doing the NULL check.
5981                  */
5982                 WARN_ON_ONCE(release_reference_state(state, id));
5983
5984         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
5985                 __mark_ptr_or_null_regs(vstate->frame[i], id, is_null);
5986 }
5987
5988 static bool try_match_pkt_pointers(const struct bpf_insn *insn,
5989                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
5990                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
5991                                    struct bpf_verifier_state *this_branch,
5992                                    struct bpf_verifier_state *other_branch)
5993 {
5994         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_X)
5995                 return false;
5996
5997         /* Pointers are always 64-bit. */
5998         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32)
5999                 return false;
6000
6001         switch (BPF_OP(insn->code)) {
6002         case BPF_JGT:
6003                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
6004                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
6005                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
6006                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
6007                         /* pkt_data' > pkt_end, pkt_meta' > pkt_data */
6008                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
6009                                                dst_reg->type, false);
6010                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
6011                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
6012                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
6013                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
6014                         /* pkt_end > pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
6015                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
6016                                                src_reg->type, true);
6017                 } else {
6018                         return false;
6019                 }
6020                 break;
6021         case BPF_JLT:
6022                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
6023                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
6024                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
6025                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
6026                         /* pkt_data' < pkt_end, pkt_meta' < pkt_data */
6027                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
6028                                                dst_reg->type, true);
6029                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
6030                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
6031                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
6032                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
6033                         /* pkt_end < pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
6034                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
6035                                                src_reg->type, false);
6036                 } else {
6037                         return false;
6038                 }
6039                 break;
6040         case BPF_JGE:
6041                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
6042                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
6043                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
6044                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
6045                         /* pkt_data' >= pkt_end, pkt_meta' >= pkt_data */
6046                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
6047                                                dst_reg->type, true);
6048                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
6049                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
6050                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
6051                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
6052                         /* pkt_end >= pkt_data', pkt_data >= pkt_meta' */
6053                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
6054                                                src_reg->type, false);
6055                 } else {
6056                         return false;
6057                 }
6058                 break;
6059         case BPF_JLE:
6060                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
6061                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
6062                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
6063                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
6064                         /* pkt_data' <= pkt_end, pkt_meta' <= pkt_data */
6065                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
6066                                                dst_reg->type, false);
6067                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
6068                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
6069                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
6070                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
6071                         /* pkt_end <= pkt_data', pkt_data <= pkt_meta' */
6072                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
6073                                                src_reg->type, true);
6074                 } else {
6075                         return false;
6076                 }
6077                 break;
6078         default:
6079                 return false;
6080         }
6081
6082         return true;
6083 }
6084
6085 static int check_cond_jmp_op(struct bpf_verifier_env *env,
6086                              struct bpf_insn *insn, int *insn_idx)
6087 {
6088         struct bpf_verifier_state *this_branch = env->cur_state;
6089         struct bpf_verifier_state *other_branch;
6090         struct bpf_reg_state *regs = this_branch->frame[this_branch->curframe]->regs;
6091         struct bpf_reg_state *dst_reg, *other_branch_regs, *src_reg = NULL;
6092         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
6093         bool is_jmp32;
6094         int pred = -1;
6095         int err;
6096
6097         /* Only conditional jumps are expected to reach here. */
6098         if (opcode == BPF_JA || opcode > BPF_JSLE) {
6099                 verbose(env, "invalid BPF_JMP/JMP32 opcode %x\n", opcode);
6100                 return -EINVAL;
6101         }
6102
6103         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
6104                 if (insn->imm != 0) {
6105                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
6106                         return -EINVAL;
6107                 }
6108
6109                 /* check src1 operand */
6110                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
6111                 if (err)
6112                         return err;
6113
6114                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
6115                         verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
6116                                 insn->src_reg);
6117                         return -EACCES;
6118                 }
6119                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
6120         } else {
6121                 if (insn->src_reg != BPF_REG_0) {
6122                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
6123                         return -EINVAL;
6124                 }
6125         }
6126
6127         /* check src2 operand */
6128         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
6129         if (err)
6130                 return err;
6131
6132         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
6133         is_jmp32 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32;
6134
6135         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K)
6136                 pred = is_branch_taken(dst_reg, insn->imm,
6137                                        opcode, is_jmp32);
6138         else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
6139                  tnum_is_const(src_reg->var_off))
6140                 pred = is_branch_taken(dst_reg, src_reg->var_off.value,
6141                                        opcode, is_jmp32);
6142         if (pred >= 0) {
6143                 err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
6144                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X && !err)
6145                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
6146                 if (err)
6147                         return err;
6148         }
6149         if (pred == 1) {
6150                 /* only follow the goto, ignore fall-through */
6151                 *insn_idx += insn->off;
6152                 return 0;
6153         } else if (pred == 0) {
6154                 /* only follow fall-through branch, since
6155                  * that's where the program will go
6156                  */
6157                 return 0;
6158         }
6159
6160         other_branch = push_stack(env, *insn_idx + insn->off + 1, *insn_idx,
6161                                   false);
6162         if (!other_branch)
6163                 return -EFAULT;
6164         other_branch_regs = other_branch->frame[other_branch->curframe]->regs;
6165
6166         /* detect if we are comparing against a constant value so we can adjust
6167          * our min/max values for our dst register.
6168          * this is only legit if both are scalars (or pointers to the same
6169          * object, I suppose, but we don't support that right now), because
6170          * otherwise the different base pointers mean the offsets aren't
6171          * comparable.
6172          */
6173         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
6174                 struct bpf_reg_state *src_reg = &regs[insn->src_reg];
6175                 struct bpf_reg_state lo_reg0 = *dst_reg;
6176                 struct bpf_reg_state lo_reg1 = *src_reg;
6177                 struct bpf_reg_state *src_lo, *dst_lo;
6178
6179                 dst_lo = &lo_reg0;
6180                 src_lo = &lo_reg1;
6181                 coerce_reg_to_size(dst_lo, 4);
6182                 coerce_reg_to_size(src_lo, 4);
6183
6184                 if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
6185                     src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
6186                         if (tnum_is_const(src_reg->var_off) ||
6187                             (is_jmp32 && tnum_is_const(src_lo->var_off)))
6188                                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
6189                                                 dst_reg,
6190                                                 is_jmp32
6191                                                 ? src_lo->var_off.value
6192                                                 : src_reg->var_off.value,
6193                                                 opcode, is_jmp32);
6194                         else if (tnum_is_const(dst_reg->var_off) ||
6195                                  (is_jmp32 && tnum_is_const(dst_lo->var_off)))
6196                                 reg_set_min_max_inv(&other_branch_regs[insn->src_reg],
6197                                                     src_reg,
6198                                                     is_jmp32
6199                                                     ? dst_lo->var_off.value
6200                                                     : dst_reg->var_off.value,
6201                                                     opcode, is_jmp32);
6202                         else if (!is_jmp32 &&
6203                                  (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE))
6204                                 /* Comparing for equality, we can combine knowledge */
6205                                 reg_combine_min_max(&other_branch_regs[insn->src_reg],
6206                                                     &other_branch_regs[insn->dst_reg],
6207                                                     src_reg, dst_reg, opcode);
6208                 }
6209         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE) {
6210                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
6211                                         dst_reg, insn->imm, opcode, is_jmp32);
6212         }
6213
6214         /* detect if R == 0 where R is returned from bpf_map_lookup_elem().
6215          * NOTE: these optimizations below are related with pointer comparison
6216          *       which will never be JMP32.
6217          */
6218         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K &&
6219             insn->imm == 0 && (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE) &&
6220             reg_type_may_be_null(dst_reg->type)) {
6221                 /* Mark all identical registers in each branch as either
6222                  * safe or unknown depending R == 0 or R != 0 conditional.
6223                  */
6224                 mark_ptr_or_null_regs(this_branch, insn->dst_reg,
6225                                       opcode == BPF_JNE);
6226                 mark_ptr_or_null_regs(other_branch, insn->dst_reg,
6227                                       opcode == BPF_JEQ);
6228         } else if (!try_match_pkt_pointers(insn, dst_reg, &regs[insn->src_reg],
6229                                            this_branch, other_branch) &&
6230                    is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
6231                 verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
6232                         insn->dst_reg);
6233                 return -EACCES;
6234         }
6235         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
6236                 print_verifier_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
6237         return 0;
6238 }
6239
6240 /* verify BPF_LD_IMM64 instruction */
6241 static int check_ld_imm(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
6242 {
6243         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
6244         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
6245         struct bpf_map *map;
6246         int err;
6247
6248         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
6249                 verbose(env, "invalid BPF_LD_IMM insn\n");
6250                 return -EINVAL;
6251         }
6252         if (insn->off != 0) {
6253                 verbose(env, "BPF_LD_IMM64 uses reserved fields\n");
6254                 return -EINVAL;
6255         }
6256
6257         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
6258         if (err)
6259                 return err;
6260
6261         if (insn->src_reg == 0) {
6262                 u64 imm = ((u64)(insn + 1)->imm << 32) | (u32)insn->imm;
6263
6264                 regs[insn->dst_reg].type = SCALAR_VALUE;
6265                 __mark_reg_known(&regs[insn->dst_reg], imm);
6266                 return 0;
6267         }
6268
6269         map = env->used_maps[aux->map_index];
6270         mark_reg_known_zero(env, regs, insn->dst_reg);
6271         regs[insn->dst_reg].map_ptr = map;
6272
6273         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_VALUE) {
6274                 regs[insn->dst_reg].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
6275                 regs[insn->dst_reg].off = aux->map_off;
6276                 if (map_value_has_spin_lock(map))
6277                         regs[insn->dst_reg].id = ++env->id_gen;
6278         } else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD) {
6279                 regs[insn->dst_reg].type = CONST_PTR_TO_MAP;
6280         } else {
6281                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
6282                 return -EINVAL;
6283         }
6284
6285         return 0;
6286 }
6287
6288 static bool may_access_skb(enum bpf_prog_type type)
6289 {
6290         switch (type) {
6291         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
6292         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
6293         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
6294                 return true;
6295         default:
6296                 return false;
6297         }
6298 }
6299
6300 /* verify safety of LD_ABS|LD_IND instructions:
6301  * - they can only appear in the programs where ctx == skb
6302  * - since they are wrappers of function calls, they scratch R1-R5 registers,
6303  *   preserve R6-R9, and store return value into R0
6304  *
6305  * Implicit input:
6306  *   ctx == skb == R6 == CTX
6307  *
6308  * Explicit input:
6309  *   SRC == any register
6310  *   IMM == 32-bit immediate
6311  *
6312  * Output:
6313  *   R0 - 8/16/32-bit skb data converted to cpu endianness
6314  */
6315 static int check_ld_abs(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
6316 {
6317         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
6318         static const int ctx_reg = BPF_REG_6;
6319         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
6320         int i, err;
6321
6322         if (!may_access_skb(env->prog->type)) {
6323                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] instructions not allowed for this program type\n");
6324                 return -EINVAL;
6325         }
6326
6327         if (!env->ops->gen_ld_abs) {
6328                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
6329                 return -EINVAL;
6330         }
6331
6332         if (env->subprog_cnt > 1) {
6333                 /* when program has LD_ABS insn JITs and interpreter assume
6334                  * that r1 == ctx == skb which is not the case for callees
6335                  * that can have arbitrary arguments. It's problematic
6336                  * for main prog as well since JITs would need to analyze
6337                  * all functions in order to make proper register save/restore
6338                  * decisions in the main prog. Hence disallow LD_ABS with calls
6339                  */
6340                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] instructions cannot be mixed with bpf-to-bpf calls\n");
6341                 return -EINVAL;
6342         }
6343
6344         if (insn->dst_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
6345             BPF_SIZE(insn->code) == BPF_DW ||
6346             (mode == BPF_ABS && insn->src_reg != BPF_REG_0)) {
6347                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] uses reserved fields\n");
6348                 return -EINVAL;
6349         }
6350
6351         /* check whether implicit source operand (register R6) is readable */
6352         err = check_reg_arg(env, ctx_reg, SRC_OP);
6353         if (err)
6354                 return err;
6355
6356         /* Disallow usage of BPF_LD_[ABS|IND] with reference tracking, as
6357          * gen_ld_abs() may terminate the program at runtime, leading to
6358          * reference leak.
6359          */
6360         err = check_reference_leak(env);
6361         if (err) {
6362                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be mixed with socket references\n");
6363                 return err;
6364         }
6365
6366         if (env->cur_state->active_spin_lock) {
6367                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_spin_lock-ed region\n");
6368                 return -EINVAL;
6369         }
6370
6371         if (regs[ctx_reg].type != PTR_TO_CTX) {
6372                 verbose(env,
6373                         "at the time of BPF_LD_ABS|IND R6 != pointer to skb\n");
6374                 return -EINVAL;
6375         }
6376
6377         if (mode == BPF_IND) {
6378                 /* check explicit source operand */
6379                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
6380                 if (err)
6381                         return err;
6382         }
6383
6384         err = check_ctx_reg(env, &regs[ctx_reg], ctx_reg);
6385         if (err < 0)
6386                 return err;
6387
6388         /* reset caller saved regs to unreadable */
6389         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
6390                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
6391                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
6392         }
6393
6394         /* mark destination R0 register as readable, since it contains
6395          * the value fetched from the packet.
6396          * Already marked as written above.
6397          */
6398         mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
6399         /* ld_abs load up to 32-bit skb data. */
6400         regs[BPF_REG_0].subreg_def = env->insn_idx + 1;
6401         return 0;
6402 }
6403
6404 static int check_return_code(struct bpf_verifier_env *env)
6405 {
6406         struct tnum enforce_attach_type_range = tnum_unknown;
6407         const struct bpf_prog *prog = env->prog;
6408         struct bpf_reg_state *reg;
6409         struct tnum range = tnum_range(0, 1);
6410         int err;
6411
6412         /* The struct_ops func-ptr's return type could be "void" */
6413         if (env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS &&
6414             !prog->aux->attach_func_proto->type)
6415                 return 0;
6416
6417         /* eBPF calling convetion is such that R0 is used
6418          * to return the value from eBPF program.
6419          * Make sure that it's readable at this time
6420          * of bpf_exit, which means that program wrote
6421          * something into it earlier
6422          */
6423         err = check_reg_arg(env, BPF_REG_0, SRC_OP);
6424         if (err)
6425                 return err;
6426
6427         if (is_pointer_value(env, BPF_REG_0)) {
6428                 verbose(env, "R0 leaks addr as return value\n");
6429                 return -EACCES;
6430         }
6431
6432         switch (env->prog->type) {
6433         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK_ADDR:
6434                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP4_RECVMSG ||
6435                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP6_RECVMSG)
6436                         range = tnum_range(1, 1);
6437                 break;
6438         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
6439                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET_EGRESS) {
6440                         range = tnum_range(0, 3);
6441                         enforce_attach_type_range = tnum_range(2, 3);
6442                 }
6443                 break;
6444         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK:
6445         case BPF_PROG_TYPE_SOCK_OPS:
6446         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_DEVICE:
6447         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SYSCTL:
6448         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
6449                 break;
6450         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
6451                 if (!env->prog->aux->attach_btf_id)
6452                         return 0;
6453                 range = tnum_const(0);
6454                 break;
6455         default:
6456                 return 0;
6457         }
6458
6459         reg = cur_regs(env) + BPF_REG_0;
6460         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
6461                 verbose(env, "At program exit the register R0 is not a known value (%s)\n",
6462                         reg_type_str[reg->type]);
6463                 return -EINVAL;
6464         }
6465
6466         if (!tnum_in(range, reg->var_off)) {
6467                 char tn_buf[48];
6468
6469                 verbose(env, "At program exit the register R0 ");
6470                 if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
6471                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6472                         verbose(env, "has value %s", tn_buf);
6473                 } else {
6474                         verbose(env, "has unknown scalar value");
6475                 }
6476                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), range);
6477                 verbose(env, " should have been in %s\n", tn_buf);
6478                 return -EINVAL;
6479         }
6480
6481         if (!tnum_is_unknown(enforce_attach_type_range) &&
6482             tnum_in(enforce_attach_type_range, reg->var_off))
6483                 env->prog->enforce_expected_attach_type = 1;
6484         return 0;
6485 }
6486
6487 /* non-recursive DFS pseudo code
6488  * 1  procedure DFS-iterative(G,v):
6489  * 2      label v as discovered
6490  * 3      let S be a stack
6491  * 4      S.push(v)
6492  * 5      while S is not empty
6493  * 6            t <- S.pop()
6494  * 7            if t is what we're looking for:
6495  * 8                return t
6496  * 9            for all edges e in G.adjacentEdges(t) do
6497  * 10               if edge e is already labelled
6498  * 11                   continue with the next edge
6499  * 12               w <- G.adjacentVertex(t,e)
6500  * 13               if vertex w is not discovered and not explored
6501  * 14                   label e as tree-edge
6502  * 15                   label w as discovered
6503  * 16                   S.push(w)
6504  * 17                   continue at 5
6505  * 18               else if vertex w is discovered
6506  * 19                   label e as back-edge
6507  * 20               else
6508  * 21                   // vertex w is explored
6509  * 22                   label e as forward- or cross-edge
6510  * 23           label t as explored
6511  * 24           S.pop()
6512  *
6513  * convention:
6514  * 0x10 - discovered
6515  * 0x11 - discovered and fall-through edge labelled
6516  * 0x12 - discovered and fall-through and branch edges labelled
6517  * 0x20 - explored
6518  */
6519
6520 enum {
6521         DISCOVERED = 0x10,
6522         EXPLORED = 0x20,
6523         FALLTHROUGH = 1,
6524         BRANCH = 2,
6525 };
6526
6527 static u32 state_htab_size(struct bpf_verifier_env *env)
6528 {
6529         return env->prog->len;
6530 }
6531
6532 static struct bpf_verifier_state_list **explored_state(
6533                                         struct bpf_verifier_env *env,
6534                                         int idx)
6535 {
6536         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
6537         struct bpf_func_state *state = cur->frame[cur->curframe];
6538
6539         return &env->explored_states[(idx ^ state->callsite) % state_htab_size(env)];
6540 }
6541
6542 static void init_explored_state(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
6543 {
6544         env->insn_aux_data[idx].prune_point = true;
6545 }
6546
6547 /* t, w, e - match pseudo-code above:
6548  * t - index of current instruction
6549  * w - next instruction
6550  * e - edge
6551  */
6552 static int push_insn(int t, int w, int e, struct bpf_verifier_env *env,
6553                      bool loop_ok)
6554 {
6555         int *insn_stack = env->cfg.insn_stack;
6556         int *insn_state = env->cfg.insn_state;
6557
6558         if (e == FALLTHROUGH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | FALLTHROUGH))
6559                 return 0;
6560
6561         if (e == BRANCH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | BRANCH))
6562                 return 0;
6563
6564         if (w < 0 || w >= env->prog->len) {
6565                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
6566                 verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", t, w);
6567                 return -EINVAL;
6568         }
6569
6570         if (e == BRANCH)
6571                 /* mark branch target for state pruning */
6572                 init_explored_state(env, w);
6573
6574         if (insn_state[w] == 0) {
6575                 /* tree-edge */
6576                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
6577                 insn_state[w] = DISCOVERED;
6578                 if (env->cfg.cur_stack >= env->prog->len)
6579                         return -E2BIG;
6580                 insn_stack[env->cfg.cur_stack++] = w;
6581                 return 1;
6582         } else if ((insn_state[w] & 0xF0) == DISCOVERED) {
6583                 if (loop_ok && env->allow_ptr_leaks)
6584                         return 0;
6585                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
6586                 verbose_linfo(env, w, "%d: ", w);
6587                 verbose(env, "back-edge from insn %d to %d\n", t, w);
6588                 return -EINVAL;
6589         } else if (insn_state[w] == EXPLORED) {
6590                 /* forward- or cross-edge */
6591                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
6592         } else {
6593                 verbose(env, "insn state internal bug\n");
6594                 return -EFAULT;
6595         }
6596         return 0;
6597 }
6598
6599 /* non-recursive depth-first-search to detect loops in BPF program
6600  * loop == back-edge in directed graph
6601  */
6602 static int check_cfg(struct bpf_verifier_env *env)
6603 {
6604         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
6605         int insn_cnt = env->prog->len;
6606         int *insn_stack, *insn_state;
6607         int ret = 0;
6608         int i, t;
6609
6610         insn_state = env->cfg.insn_state = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
6611         if (!insn_state)
6612                 return -ENOMEM;
6613
6614         insn_stack = env->cfg.insn_stack = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
6615         if (!insn_stack) {
6616                 kvfree(insn_state);
6617                 return -ENOMEM;
6618         }
6619
6620         insn_state[0] = DISCOVERED; /* mark 1st insn as discovered */
6621         insn_stack[0] = 0; /* 0 is the first instruction */
6622         env->cfg.cur_stack = 1;
6623
6624 peek_stack:
6625         if (env->cfg.cur_stack == 0)
6626                 goto check_state;
6627         t = insn_stack[env->cfg.cur_stack - 1];
6628
6629         if (BPF_CLASS(insns[t].code) == BPF_JMP ||
6630             BPF_CLASS(insns[t].code) == BPF_JMP32) {
6631                 u8 opcode = BPF_OP(insns[t].code);
6632
6633                 if (opcode == BPF_EXIT) {
6634                         goto mark_explored;
6635                 } else if (opcode == BPF_CALL) {
6636                         ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
6637                         if (ret == 1)
6638                                 goto peek_stack;
6639                         else if (ret < 0)
6640                                 goto err_free;
6641                         if (t + 1 < insn_cnt)
6642                                 init_explored_state(env, t + 1);
6643                         if (insns[t].src_reg == BPF_PSEUDO_CALL) {
6644                                 init_explored_state(env, t);
6645                                 ret = push_insn(t, t + insns[t].imm + 1, BRANCH,
6646                                                 env, false);
6647                                 if (ret == 1)
6648                                         goto peek_stack;
6649                                 else if (ret < 0)
6650                                         goto err_free;
6651                         }
6652                 } else if (opcode == BPF_JA) {
6653                         if (BPF_SRC(insns[t].code) != BPF_K) {
6654                                 ret = -EINVAL;
6655                                 goto err_free;
6656                         }
6657                         /* unconditional jump with single edge */
6658                         ret = push_insn(t, t + insns[t].off + 1,
6659                                         FALLTHROUGH, env, true);
6660                         if (ret == 1)
6661                                 goto peek_stack;
6662                         else if (ret < 0)
6663                                 goto err_free;
6664                         /* unconditional jmp is not a good pruning point,
6665                          * but it's marked, since backtracking needs
6666                          * to record jmp history in is_state_visited().
6667                          */
6668                         init_explored_state(env, t + insns[t].off + 1);
6669                         /* tell verifier to check for equivalent states
6670                          * after every call and jump
6671                          */
6672                         if (t + 1 < insn_cnt)
6673                                 init_explored_state(env, t + 1);
6674                 } else {
6675                         /* conditional jump with two edges */
6676                         init_explored_state(env, t);
6677                         ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, true);
6678                         if (ret == 1)
6679                                 goto peek_stack;
6680                         else if (ret < 0)
6681                                 goto err_free;
6682
6683                         ret = push_insn(t, t + insns[t].off + 1, BRANCH, env, true);
6684                         if (ret == 1)
6685                                 goto peek_stack;
6686                         else if (ret < 0)
6687                                 goto err_free;
6688                 }
6689         } else {
6690                 /* all other non-branch instructions with single
6691                  * fall-through edge
6692                  */
6693                 ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
6694                 if (ret == 1)
6695                         goto peek_stack;
6696                 else if (ret < 0)
6697                         goto err_free;
6698         }
6699
6700 mark_explored:
6701         insn_state[t] = EXPLORED;
6702         if (env->cfg.cur_stack-- <= 0) {
6703                 verbose(env, "pop stack internal bug\n");
6704                 ret = -EFAULT;
6705                 goto err_free;
6706         }
6707         goto peek_stack;
6708
6709 check_state:
6710         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
6711                 if (insn_state[i] != EXPLORED) {
6712                         verbose(env, "unreachable insn %d\n", i);
6713                         ret = -EINVAL;
6714                         goto err_free;
6715                 }
6716         }
6717         ret = 0; /* cfg looks good */
6718
6719 err_free:
6720         kvfree(insn_state);
6721         kvfree(insn_stack);
6722         env->cfg.insn_state = env->cfg.insn_stack = NULL;
6723         return ret;
6724 }
6725
6726 /* The minimum supported BTF func info size */
6727 #define MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE   8
6728 #define MAX_FUNCINFO_REC_SIZE   252
6729
6730 static int check_btf_func(struct bpf_verifier_env *env,
6731                           const union bpf_attr *attr,
6732                           union bpf_attr __user *uattr)
6733 {
6734         u32 i, nfuncs, urec_size, min_size;
6735         u32 krec_size = sizeof(struct bpf_func_info);
6736         struct bpf_func_info *krecord;
6737         struct bpf_func_info_aux *info_aux = NULL;
6738         const struct btf_type *type;
6739         struct bpf_prog *prog;
6740         const struct btf *btf;
6741         void __user *urecord;
6742         u32 prev_offset = 0;
6743         int ret = 0;
6744
6745         nfuncs = attr->func_info_cnt;
6746         if (!nfuncs)
6747                 return 0;
6748
6749         if (nfuncs != env->subprog_cnt) {
6750                 verbose(env, "number of funcs in func_info doesn't match number of subprogs\n");
6751                 return -EINVAL;
6752         }
6753
6754         urec_size = attr->func_info_rec_size;
6755         if (urec_size < MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE ||
6756             urec_size > MAX_FUNCINFO_REC_SIZE ||
6757             urec_size % sizeof(u32)) {
6758                 verbose(env, "invalid func info rec size %u\n", urec_size);
6759                 return -EINVAL;
6760         }
6761
6762         prog = env->prog;
6763         btf = prog->aux->btf;
6764
6765         urecord = u64_to_user_ptr(attr->func_info);
6766         min_size = min_t(u32, krec_size, urec_size);
6767
6768         krecord = kvcalloc(nfuncs, krec_size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
6769         if (!krecord)
6770                 return -ENOMEM;
6771         info_aux = kcalloc(nfuncs, sizeof(*info_aux), GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
6772         if (!info_aux)
6773                 goto err_free;
6774
6775         for (i = 0; i < nfuncs; i++) {
6776                 ret = bpf_check_uarg_tail_zero(urecord, krec_size, urec_size);
6777                 if (ret) {
6778                         if (ret == -E2BIG) {
6779                                 verbose(env, "nonzero tailing record in func info");
6780                                 /* set the size kernel expects so loader can zero
6781                                  * out the rest of the record.
6782                                  */
6783                                 if (put_user(min_size, &uattr->func_info_rec_size))
6784                                         ret = -EFAULT;
6785                         }
6786                         goto err_free;
6787                 }
6788
6789                 if (copy_from_user(&krecord[i], urecord, min_size)) {
6790                         ret = -EFAULT;
6791                         goto err_free;
6792                 }
6793
6794                 /* check insn_off */
6795                 if (i == 0) {
6796                         if (krecord[i].insn_off) {
6797                                 verbose(env,
6798                                         "nonzero insn_off %u for the first func info record",
6799                                         krecord[i].insn_off);
6800                                 ret = -EINVAL;
6801                                 goto err_free;
6802                         }
6803                 } else if (krecord[i].insn_off <= prev_offset) {
6804                         verbose(env,
6805                                 "same or smaller insn offset (%u) than previous func info record (%u)",
6806                                 krecord[i].insn_off, prev_offset);
6807                         ret = -EINVAL;
6808                         goto err_free;
6809                 }
6810
6811                 if (env->subprog_info[i].start != krecord[i].insn_off) {
6812                         verbose(env, "func_info BTF section doesn't match subprog layout in BPF program\n");
6813                         ret = -EINVAL;
6814                         goto err_free;
6815                 }
6816
6817                 /* check type_id */
6818                 type = btf_type_by_id(btf, krecord[i].type_id);
6819                 if (!type || !btf_type_is_func(type)) {
6820                         verbose(env, "invalid type id %d in func info",
6821                                 krecord[i].type_id);
6822                         ret = -EINVAL;
6823                         goto err_free;
6824                 }
6825                 info_aux[i].linkage = BTF_INFO_VLEN(type->info);
6826                 prev_offset = krecord[i].insn_off;
6827                 urecord += urec_size;
6828         }
6829
6830         prog->aux->func_info = krecord;
6831         prog->aux->func_info_cnt = nfuncs;
6832         prog->aux->func_info_aux = info_aux;
6833         return 0;
6834
6835 err_free:
6836         kvfree(krecord);
6837         kfree(info_aux);
6838         return ret;
6839 }
6840
6841 static void adjust_btf_func(struct bpf_verifier_env *env)
6842 {
6843         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
6844         int i;
6845
6846         if (!aux->func_info)
6847                 return;
6848
6849         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
6850                 aux->func_info[i].insn_off = env->subprog_info[i].start;
6851 }
6852
6853 #define MIN_BPF_LINEINFO_SIZE   (offsetof(struct bpf_line_info, line_col) + \
6854                 sizeof(((struct bpf_line_info *)(0))->line_col))
6855 #define MAX_LINEINFO_REC_SIZE   MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
6856
6857 static int check_btf_line(struct bpf_verifier_env *env,
6858                           const union bpf_attr *attr,
6859                           union bpf_attr __user *uattr)
6860 {
6861         u32 i, s, nr_linfo, ncopy, expected_size, rec_size, prev_offset = 0;
6862         struct bpf_subprog_info *sub;
6863         struct bpf_line_info *linfo;
6864         struct bpf_prog *prog;
6865         const struct btf *btf;
6866         void __user *ulinfo;
6867         int err;
6868
6869         nr_linfo = attr->line_info_cnt;
6870         if (!nr_linfo)
6871                 return 0;
6872
6873         rec_size = attr->line_info_rec_size;
6874         if (rec_size < MIN_BPF_LINEINFO_SIZE ||
6875             rec_size > MAX_LINEINFO_REC_SIZE ||
6876             rec_size & (sizeof(u32) - 1))
6877                 return -EINVAL;
6878
6879         /* Need to zero it in case the userspace may
6880          * pass in a smaller bpf_line_info object.
6881          */
6882         linfo = kvcalloc(nr_linfo, sizeof(struct bpf_line_info),
6883                          GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
6884         if (!linfo)
6885                 return -ENOMEM;
6886
6887         prog = env->prog;
6888         btf = prog->aux->btf;
6889
6890         s = 0;
6891         sub = env->subprog_info;
6892         ulinfo = u64_to_user_ptr(attr->line_info);
6893         expected_size = sizeof(struct bpf_line_info);
6894         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
6895         for (i = 0; i < nr_linfo; i++) {
6896                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(ulinfo, expected_size, rec_size);
6897                 if (err) {
6898                         if (err == -E2BIG) {
6899                                 verbose(env, "nonzero tailing record in line_info");
6900                                 if (put_user(expected_size,
6901                                              &uattr->line_info_rec_size))
6902                                         err = -EFAULT;
6903                         }
6904                         goto err_free;
6905                 }
6906
6907                 if (copy_from_user(&linfo[i], ulinfo, ncopy)) {
6908                         err = -EFAULT;
6909                         goto err_free;
6910                 }
6911
6912                 /*
6913                  * Check insn_off to ensure
6914                  * 1) strictly increasing AND
6915                  * 2) bounded by prog->len
6916                  *
6917                  * The linfo[0].insn_off == 0 check logically falls into
6918                  * the later "missing bpf_line_info for func..." case
6919                  * because the first linfo[0].insn_off must be the
6920                  * first sub also and the first sub must have
6921                  * subprog_info[0].start == 0.
6922                  */
6923                 if ((i && linfo[i].insn_off <= prev_offset) ||
6924                     linfo[i].insn_off >= prog->len) {
6925                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].insn_off:%u (prev_offset:%u prog->len:%u)\n",
6926                                 i, linfo[i].insn_off, prev_offset,
6927                                 prog->len);
6928                         err = -EINVAL;
6929                         goto err_free;
6930                 }
6931
6932                 if (!prog->insnsi[linfo[i].insn_off].code) {
6933                         verbose(env,
6934                                 "Invalid insn code at line_info[%u].insn_off\n",
6935                                 i);
6936                         err = -EINVAL;
6937                         goto err_free;
6938                 }
6939
6940                 if (!btf_name_by_offset(btf, linfo[i].line_off) ||
6941                     !btf_name_by_offset(btf, linfo[i].file_name_off)) {
6942                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].line_off or .file_name_off\n", i);
6943                         err = -EINVAL;
6944                         goto err_free;
6945                 }
6946
6947                 if (s != env->subprog_cnt) {
6948                         if (linfo[i].insn_off == sub[s].start) {
6949                                 sub[s].linfo_idx = i;
6950                                 s++;
6951                         } else if (sub[s].start < linfo[i].insn_off) {
6952                                 verbose(env, "missing bpf_line_info for func#%u\n", s);
6953                                 err = -EINVAL;
6954                                 goto err_free;
6955                         }
6956                 }
6957
6958                 prev_offset = linfo[i].insn_off;
6959                 ulinfo += rec_size;
6960         }
6961
6962         if (s != env->subprog_cnt) {
6963                 verbose(env, "missing bpf_line_info for %u funcs starting from func#%u\n",
6964                         env->subprog_cnt - s, s);
6965                 err = -EINVAL;
6966                 goto err_free;
6967         }
6968
6969         prog->aux->linfo = linfo;
6970         prog->aux->nr_linfo = nr_linfo;
6971
6972         return 0;
6973
6974 err_free:
6975         kvfree(linfo);
6976         return err;
6977 }
6978
6979 static int check_btf_info(struct bpf_verifier_env *env,
6980                           const union bpf_attr *attr,
6981                           union bpf_attr __user *uattr)
6982 {
6983         struct btf *btf;
6984         int err;
6985
6986         if (!attr->func_info_cnt && !attr->line_info_cnt)
6987                 return 0;
6988
6989         btf = btf_get_by_fd(attr->prog_btf_fd);
6990         if (IS_ERR(btf))
6991                 return PTR_ERR(btf);
6992         env->prog->aux->btf = btf;
6993
6994         err = check_btf_func(env, attr, uattr);
6995         if (err)
6996                 return err;
6997
6998         err = check_btf_line(env, attr, uattr);
6999         if (err)
7000                 return err;
7001
7002         return 0;
7003 }
7004
7005 /* check %cur's range satisfies %old's */
7006 static bool range_within(struct bpf_reg_state *old,
7007                          struct bpf_reg_state *cur)
7008 {
7009         return old->umin_value <= cur->umin_value &&
7010                old->umax_value >= cur->umax_value &&
7011                old->smin_value <= cur->smin_value &&
7012                old->smax_value >= cur->smax_value;
7013 }
7014
7015 /* Maximum number of register states that can exist at once */
7016 #define ID_MAP_SIZE     (MAX_BPF_REG + MAX_BPF_STACK / BPF_REG_SIZE)
7017 struct idpair {
7018         u32 old;
7019         u32 cur;
7020 };
7021
7022 /* If in the old state two registers had the same id, then they need to have
7023  * the same id in the new state as well.  But that id could be different from
7024  * the old state, so we need to track the mapping from old to new ids.
7025  * Once we have seen that, say, a reg with old id 5 had new id 9, any subsequent
7026  * regs with old id 5 must also have new id 9 for the new state to be safe.  But
7027  * regs with a different old id could still have new id 9, we don't care about
7028  * that.
7029  * So we look through our idmap to see if this old id has been seen before.  If
7030  * so, we require the new id to match; otherwise, we add the id pair to the map.
7031  */
7032 static bool check_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct idpair *idmap)
7033 {
7034         unsigned int i;
7035
7036         for (i = 0; i < ID_MAP_SIZE; i++) {
7037                 if (!idmap[i].old) {
7038                         /* Reached an empty slot; haven't seen this id before */
7039                         idmap[i].old = old_id;
7040                         idmap[i].cur = cur_id;
7041                         return true;
7042                 }
7043                 if (idmap[i].old == old_id)
7044                         return idmap[i].cur == cur_id;
7045         }
7046         /* We ran out of idmap slots, which should be impossible */
7047         WARN_ON_ONCE(1);
7048         return false;
7049 }
7050
7051 static void clean_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
7052                              struct bpf_func_state *st)
7053 {
7054         enum bpf_reg_liveness live;
7055         int i, j;
7056
7057         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
7058                 live = st->regs[i].live;
7059                 /* liveness must not touch this register anymore */
7060                 st->regs[i].live |= REG_LIVE_DONE;
7061                 if (!(live & REG_LIVE_READ))
7062                         /* since the register is unused, clear its state
7063                          * to make further comparison simpler
7064                          */
7065                         __mark_reg_not_init(env, &st->regs[i]);
7066         }
7067
7068         for (i = 0; i < st->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
7069                 live = st->stack[i].spilled_ptr.live;
7070                 /* liveness must not touch this stack slot anymore */
7071                 st->stack[i].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_DONE;
7072                 if (!(live & REG_LIVE_READ)) {
7073                         __mark_reg_not_init(env, &st->stack[i].spilled_ptr);
7074                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
7075                                 st->stack[i].slot_type[j] = STACK_INVALID;
7076                 }
7077         }
7078 }
7079
7080 static void clean_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
7081                                  struct bpf_verifier_state *st)
7082 {
7083         int i;
7084
7085         if (st->frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE)
7086                 /* all regs in this state in all frames were already marked */
7087                 return;
7088
7089         for (i = 0; i <= st->curframe; i++)
7090                 clean_func_state(env, st->frame[i]);
7091 }
7092
7093 /* the parentage chains form a tree.
7094  * the verifier states are added to state lists at given insn and
7095  * pushed into state stack for future exploration.
7096  * when the verifier reaches bpf_exit insn some of the verifer states
7097  * stored in the state lists have their final liveness state already,
7098  * but a lot of states will get revised from liveness point of view when
7099  * the verifier explores other branches.
7100  * Example:
7101  * 1: r0 = 1
7102  * 2: if r1 == 100 goto pc+1
7103  * 3: r0 = 2
7104  * 4: exit
7105  * when the verifier reaches exit insn the register r0 in the state list of
7106  * insn 2 will be seen as !REG_LIVE_READ. Then the verifier pops the other_branch
7107  * of insn 2 and goes exploring further. At the insn 4 it will walk the
7108  * parentage chain from insn 4 into insn 2 and will mark r0 as REG_LIVE_READ.
7109  *
7110  * Since the verifier pushes the branch states as it sees them while exploring
7111  * the program the condition of walking the branch instruction for the second
7112  * time means that all states below this branch were already explored and
7113  * their final liveness markes are already propagated.
7114  * Hence when the verifier completes the search of state list in is_state_visited()
7115  * we can call this clean_live_states() function to mark all liveness states
7116  * as REG_LIVE_DONE to indicate that 'parent' pointers of 'struct bpf_reg_state'
7117  * will not be used.
7118  * This function also clears the registers and stack for states that !READ
7119  * to simplify state merging.
7120  *
7121  * Important note here that walking the same branch instruction in the callee
7122  * doesn't meant that the states are DONE. The verifier has to compare
7123  * the callsites
7124  */
7125 static void clean_live_states(struct bpf_verifier_env *env, int insn,
7126                               struct bpf_verifier_state *cur)
7127 {
7128         struct bpf_verifier_state_list *sl;
7129         int i;
7130
7131         sl = *explored_state(env, insn);
7132         while (sl) {
7133                 if (sl->state.branches)
7134                         goto next;
7135                 if (sl->state.insn_idx != insn ||
7136                     sl->state.curframe != cur->curframe)
7137                         goto next;
7138                 for (i = 0; i <= cur->curframe; i++)
7139                         if (sl->state.frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
7140                                 goto next;
7141                 clean_verifier_state(env, &sl->state);
7142 next:
7143                 sl = sl->next;
7144         }
7145 }
7146
7147 /* Returns true if (rold safe implies rcur safe) */
7148 static bool regsafe(struct bpf_reg_state *rold, struct bpf_reg_state *rcur,
7149                     struct idpair *idmap)
7150 {
7151         bool equal;
7152
7153         if (!(rold->live & REG_LIVE_READ))
7154                 /* explored state didn't use this */
7155                 return true;
7156
7157         equal = memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, parent)) == 0;
7158
7159         if (rold->type == PTR_TO_STACK)
7160                 /* two stack pointers are equal only if they're pointing to
7161                  * the same stack frame, since fp-8 in foo != fp-8 in bar
7162                  */
7163                 return equal && rold->frameno == rcur->frameno;
7164
7165         if (equal)
7166                 return true;
7167
7168         if (rold->type == NOT_INIT)
7169                 /* explored state can't have used this */
7170                 return true;
7171         if (rcur->type == NOT_INIT)
7172                 return false;
7173         switch (rold->type) {
7174         case SCALAR_VALUE:
7175                 if (rcur->type == SCALAR_VALUE) {
7176                         if (!rold->precise && !rcur->precise)
7177                                 return true;
7178                         /* new val must satisfy old val knowledge */
7179                         return range_within(rold, rcur) &&
7180                                tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
7181                 } else {
7182                         /* We're trying to use a pointer in place of a scalar.
7183                          * Even if the scalar was unbounded, this could lead to
7184                          * pointer leaks because scalars are allowed to leak
7185                          * while pointers are not. We could make this safe in
7186                          * special cases if root is calling us, but it's
7187                          * probably not worth the hassle.
7188                          */
7189                         return false;
7190                 }
7191         case PTR_TO_MAP_VALUE:
7192                 /* If the new min/max/var_off satisfy the old ones and
7193                  * everything else matches, we are OK.
7194                  * 'id' is not compared, since it's only used for maps with
7195                  * bpf_spin_lock inside map element and in such cases if
7196                  * the rest of the prog is valid for one map element then
7197                  * it's valid for all map elements regardless of the key
7198                  * used in bpf_map_lookup()
7199                  */
7200                 return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
7201                        range_within(rold, rcur) &&
7202                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
7203         case PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL:
7204                 /* a PTR_TO_MAP_VALUE could be safe to use as a
7205                  * PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL into the same map.
7206                  * However, if the old PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL then got NULL-
7207                  * checked, doing so could have affected others with the same
7208                  * id, and we can't check for that because we lost the id when
7209                  * we converted to a PTR_TO_MAP_VALUE.
7210                  */
7211                 if (rcur->type != PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL)
7212                         return false;
7213                 if (memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)))
7214                         return false;
7215                 /* Check our ids match any regs they're supposed to */
7216                 return check_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
7217         case PTR_TO_PACKET_META:
7218         case PTR_TO_PACKET:
7219                 if (rcur->type != rold->type)
7220                         return false;
7221                 /* We must have at least as much range as the old ptr
7222                  * did, so that any accesses which were safe before are
7223                  * still safe.  This is true even if old range < old off,
7224                  * since someone could have accessed through (ptr - k), or
7225                  * even done ptr -= k in a register, to get a safe access.
7226                  */
7227                 if (rold->range > rcur->range)
7228                         return false;
7229                 /* If the offsets don't match, we can't trust our alignment;
7230                  * nor can we be sure that we won't fall out of range.
7231                  */
7232                 if (rold->off != rcur->off)
7233                         return false;
7234                 /* id relations must be preserved */
7235                 if (rold->id && !check_ids(rold->id, rcur->id, idmap))
7236                         return false;
7237                 /* new val must satisfy old val knowledge */
7238                 return range_within(rold, rcur) &&
7239                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
7240         case PTR_TO_CTX:
7241         case CONST_PTR_TO_MAP:
7242         case PTR_TO_PACKET_END:
7243         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
7244         case PTR_TO_SOCKET:
7245         case PTR_TO_SOCKET_OR_NULL:
7246         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
7247         case PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL:
7248         case PTR_TO_TCP_SOCK:
7249         case PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL:
7250         case PTR_TO_XDP_SOCK:
7251                 /* Only valid matches are exact, which memcmp() above
7252                  * would have accepted
7253                  */
7254         default:
7255                 /* Don't know what's going on, just say it's not safe */
7256                 return false;
7257         }
7258
7259         /* Shouldn't get here; if we do, say it's not safe */
7260         WARN_ON_ONCE(1);
7261         return false;
7262 }
7263
7264 static bool stacksafe(struct bpf_func_state *old,
7265                       struct bpf_func_state *cur,
7266                       struct idpair *idmap)
7267 {
7268         int i, spi;
7269
7270         /* walk slots of the explored stack and ignore any additional
7271          * slots in the current stack, since explored(safe) state
7272          * didn't use them
7273          */
7274         for (i = 0; i < old->allocated_stack; i++) {
7275                 spi = i / BPF_REG_SIZE;
7276
7277                 if (!(old->stack[spi].spilled_ptr.live & REG_LIVE_READ)) {
7278                         i += BPF_REG_SIZE - 1;
7279                         /* explored state didn't use this */
7280                         continue;
7281                 }
7282
7283                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_INVALID)
7284                         continue;
7285
7286                 /* explored stack has more populated slots than current stack
7287                  * and these slots were used
7288                  */
7289                 if (i >= cur->allocated_stack)
7290                         return false;
7291
7292                 /* if old state was safe with misc data in the stack
7293                  * it will be safe with zero-initialized stack.
7294                  * The opposite is not true
7295                  */
7296                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC &&
7297                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_ZERO)
7298                         continue;
7299                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] !=
7300                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE])
7301                         /* Ex: old explored (safe) state has STACK_SPILL in
7302                          * this stack slot, but current has has STACK_MISC ->
7303                          * this verifier states are not equivalent,
7304                          * return false to continue verification of this path
7305                          */
7306                         return false;
7307                 if (i % BPF_REG_SIZE)
7308                         continue;
7309                 if (old->stack[spi].slot_type[0] != STACK_SPILL)
7310                         continue;
7311                 if (!regsafe(&old->stack[spi].spilled_ptr,
7312                              &cur->stack[spi].spilled_ptr,
7313                              idmap))
7314                         /* when explored and current stack slot are both storing
7315                          * spilled registers, check that stored pointers types
7316                          * are the same as well.
7317                          * Ex: explored safe path could have stored
7318                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -8}
7319                          * but current path has stored:
7320                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -16}
7321                          * such verifier states are not equivalent.
7322                          * return false to continue verification of this path
7323                          */
7324                         return false;
7325         }
7326         return true;
7327 }
7328
7329 static bool refsafe(struct bpf_func_state *old, struct bpf_func_state *cur)
7330 {
7331         if (old->acquired_refs != cur->acquired_refs)
7332                 return false;
7333         return !memcmp(old->refs, cur->refs,
7334                        sizeof(*old->refs) * old->acquired_refs);
7335 }
7336
7337 /* compare two verifier states
7338  *
7339  * all states stored in state_list are known to be valid, since
7340  * verifier reached 'bpf_exit' instruction through them
7341  *
7342  * this function is called when verifier exploring different branches of
7343  * execution popped from the state stack. If it sees an old state that has
7344  * more strict register state and more strict stack state then this execution
7345  * branch doesn't need to be explored further, since verifier already
7346  * concluded that more strict state leads to valid finish.
7347  *
7348  * Therefore two states are equivalent if register state is more conservative
7349  * and explored stack state is more conservative than the current one.
7350  * Example:
7351  *       explored                   current
7352  * (slot1=INV slot2=MISC) == (slot1=MISC slot2=MISC)
7353  * (slot1=MISC slot2=MISC) != (slot1=INV slot2=MISC)
7354  *
7355  * In other words if current stack state (one being explored) has more
7356  * valid slots than old one that already passed validation, it means
7357  * the verifier can stop exploring and conclude that current state is valid too
7358  *
7359  * Similarly with registers. If explored state has register type as invalid
7360  * whereas register type in current state is meaningful, it means that
7361  * the current state will reach 'bpf_exit' instruction safely
7362  */
7363 static bool func_states_equal(struct bpf_func_state *old,
7364                               struct bpf_func_state *cur)
7365 {
7366         struct idpair *idmap;
7367         bool ret = false;
7368         int i;
7369
7370         idmap = kcalloc(ID_MAP_SIZE, sizeof(struct idpair), GFP_KERNEL);
7371         /* If we failed to allocate the idmap, just say it's not safe */
7372         if (!idmap)
7373                 return false;
7374
7375         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
7376                 if (!regsafe(&old->regs[i], &cur->regs[i], idmap))
7377                         goto out_free;
7378         }
7379
7380         if (!stacksafe(old, cur, idmap))
7381                 goto out_free;
7382
7383         if (!refsafe(old, cur))
7384                 goto out_free;
7385         ret = true;
7386 out_free:
7387         kfree(idmap);
7388         return ret;
7389 }
7390
7391 static bool states_equal(struct bpf_verifier_env *env,
7392                          struct bpf_verifier_state *old,
7393                          struct bpf_verifier_state *cur)
7394 {
7395         int i;
7396
7397         if (old->curframe != cur->curframe)
7398                 return false;
7399
7400         /* Verification state from speculative execution simulation
7401          * must never prune a non-speculative execution one.
7402          */
7403         if (old->speculative && !cur->speculative)
7404                 return false;
7405
7406         if (old->active_spin_lock != cur->active_spin_lock)
7407                 return false;
7408
7409         /* for states to be equal callsites have to be the same
7410          * and all frame states need to be equivalent
7411          */
7412         for (i = 0; i <= old->curframe; i++) {
7413                 if (old->frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
7414                         return false;
7415                 if (!func_states_equal(old->frame[i], cur->frame[i]))
7416                         return false;
7417         }
7418         return true;
7419 }
7420
7421 /* Return 0 if no propagation happened. Return negative error code if error
7422  * happened. Otherwise, return the propagated bit.
7423  */
7424 static int propagate_liveness_reg(struct bpf_verifier_env *env,
7425                                   struct bpf_reg_state *reg,
7426                                   struct bpf_reg_state *parent_reg)
7427 {
7428         u8 parent_flag = parent_reg->live & REG_LIVE_READ;
7429         u8 flag = reg->live & REG_LIVE_READ;
7430         int err;
7431
7432         /* When comes here, read flags of PARENT_REG or REG could be any of
7433          * REG_LIVE_READ64, REG_LIVE_READ32, REG_LIVE_NONE. There is no need
7434          * of propagation if PARENT_REG has strongest REG_LIVE_READ64.
7435          */
7436         if (parent_flag == REG_LIVE_READ64 ||
7437             /* Or if there is no read flag from REG. */
7438             !flag ||
7439             /* Or if the read flag from REG is the same as PARENT_REG. */
7440             parent_flag == flag)
7441                 return 0;
7442
7443         err = mark_reg_read(env, reg, parent_reg, flag);
7444         if (err)
7445                 return err;
7446
7447         return flag;
7448 }
7449
7450 /* A write screens off any subsequent reads; but write marks come from the
7451  * straight-line code between a state and its parent.  When we arrive at an
7452  * equivalent state (jump target or such) we didn't arrive by the straight-line
7453  * code, so read marks in the state must propagate to the parent regardless
7454  * of the state's write marks. That's what 'parent == state->parent' comparison
7455  * in mark_reg_read() is for.
7456  */
7457 static int propagate_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
7458                               const struct bpf_verifier_state *vstate,
7459                               struct bpf_verifier_state *vparent)
7460 {
7461         struct bpf_reg_state *state_reg, *parent_reg;
7462         struct bpf_func_state *state, *parent;
7463         int i, frame, err = 0;
7464
7465         if (vparent->curframe != vstate->curframe) {
7466                 WARN(1, "propagate_live: parent frame %d current frame %d\n",
7467                      vparent->curframe, vstate->curframe);
7468                 return -EFAULT;
7469         }
7470         /* Propagate read liveness of registers... */
7471         BUILD_BUG_ON(BPF_REG_FP + 1 != MAX_BPF_REG);
7472         for (frame = 0; frame <= vstate->curframe; frame++) {
7473                 parent = vparent->frame[frame];
7474                 state = vstate->frame[frame];
7475                 parent_reg = parent->regs;
7476                 state_reg = state->regs;
7477                 /* We don't need to worry about FP liveness, it's read-only */
7478                 for (i = frame < vstate->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
7479                         err = propagate_liveness_reg(env, &state_reg[i],
7480                                                      &parent_reg[i]);
7481                         if (err < 0)
7482                                 return err;
7483                         if (err == REG_LIVE_READ64)
7484                                 mark_insn_zext(env, &parent_reg[i]);
7485                 }
7486
7487                 /* Propagate stack slots. */
7488                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE &&
7489                             i < parent->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
7490                         parent_reg = &parent->stack[i].spilled_ptr;
7491                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
7492                         err = propagate_liveness_reg(env, state_reg,
7493                                                      parent_reg);
7494                         if (err < 0)
7495                                 return err;
7496                 }
7497         }
7498         return 0;
7499 }
7500
7501 /* find precise scalars in the previous equivalent state and
7502  * propagate them into the current state
7503  */
7504 static int propagate_precision(struct bpf_verifier_env *env,
7505                                const struct bpf_verifier_state *old)
7506 {
7507         struct bpf_reg_state *state_reg;
7508         struct bpf_func_state *state;
7509         int i, err = 0;
7510
7511         state = old->frame[old->curframe];
7512         state_reg = state->regs;
7513         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++, state_reg++) {
7514                 if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
7515                     !state_reg->precise)
7516                         continue;
7517                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
7518                         verbose(env, "propagating r%d\n", i);
7519                 err = mark_chain_precision(env, i);
7520                 if (err < 0)
7521                         return err;
7522         }
7523
7524         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
7525                 if (state->stack[i].slot_type[0] != STACK_SPILL)
7526                         continue;
7527                 state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
7528                 if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
7529                     !state_reg->precise)
7530                         continue;
7531                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
7532                         verbose(env, "propagating fp%d\n",
7533                                 (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
7534                 err = mark_chain_precision_stack(env, i);
7535                 if (err < 0)
7536                         return err;
7537         }
7538         return 0;
7539 }
7540
7541 static bool states_maybe_looping(struct bpf_verifier_state *old,
7542                                  struct bpf_verifier_state *cur)
7543 {
7544         struct bpf_func_state *fold, *fcur;
7545         int i, fr = cur->curframe;
7546
7547         if (old->curframe != fr)
7548                 return false;
7549
7550         fold = old->frame[fr];
7551         fcur = cur->frame[fr];
7552         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
7553                 if (memcmp(&fold->regs[i], &fcur->regs[i],
7554                            offsetof(struct bpf_reg_state, parent)))
7555                         return false;
7556         return true;
7557 }
7558
7559
7560 static int is_state_visited(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
7561 {
7562         struct bpf_verifier_state_list *new_sl;
7563         struct bpf_verifier_state_list *sl, **pprev;
7564         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state, *new;
7565         int i, j, err, states_cnt = 0;
7566         bool add_new_state = env->test_state_freq ? true : false;
7567
7568         cur->last_insn_idx = env->prev_insn_idx;
7569         if (!env->insn_aux_data[insn_idx].prune_point)
7570                 /* this 'insn_idx' instruction wasn't marked, so we will not
7571                  * be doing state search here
7572                  */
7573                 return 0;
7574
7575         /* bpf progs typically have pruning point every 4 instructions
7576          * http://vger.kernel.org/bpfconf2019.html#session-1
7577          * Do not add new state for future pruning if the verifier hasn't seen
7578          * at least 2 jumps and at least 8 instructions.
7579          * This heuristics helps decrease 'total_states' and 'peak_states' metric.
7580          * In tests that amounts to up to 50% reduction into total verifier
7581          * memory consumption and 20% verifier time speedup.
7582          */
7583         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed >= 2 &&
7584             env->insn_processed - env->prev_insn_processed >= 8)
7585                 add_new_state = true;
7586
7587         pprev = explored_state(env, insn_idx);
7588         sl = *pprev;
7589
7590         clean_live_states(env, insn_idx, cur);
7591
7592         while (sl) {
7593                 states_cnt++;
7594                 if (sl->state.insn_idx != insn_idx)
7595                         goto next;
7596                 if (sl->state.branches) {
7597                         if (states_maybe_looping(&sl->state, cur) &&
7598                             states_equal(env, &sl->state, cur)) {
7599                                 verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
7600                                 verbose(env, "infinite loop detected at insn %d\n", insn_idx);
7601                                 return -EINVAL;
7602                         }
7603                         /* if the verifier is processing a loop, avoid adding new state
7604                          * too often, since different loop iterations have distinct
7605                          * states and may not help future pruning.
7606                          * This threshold shouldn't be too low to make sure that
7607                          * a loop with large bound will be rejected quickly.
7608                          * The most abusive loop will be:
7609                          * r1 += 1
7610                          * if r1 < 1000000 goto pc-2
7611                          * 1M insn_procssed limit / 100 == 10k peak states.
7612                          * This threshold shouldn't be too high either, since states
7613                          * at the end of the loop are likely to be useful in pruning.
7614                          */
7615                         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed < 20 &&
7616                             env->insn_processed - env->prev_insn_processed < 100)
7617                                 add_new_state = false;
7618                         goto miss;
7619                 }
7620                 if (states_equal(env, &sl->state, cur)) {
7621                         sl->hit_cnt++;
7622                         /* reached equivalent register/stack state,
7623                          * prune the search.
7624                          * Registers read by the continuation are read by us.
7625                          * If we have any write marks in env->cur_state, they
7626                          * will prevent corresponding reads in the continuation
7627                          * from reaching our parent (an explored_state).  Our
7628                          * own state will get the read marks recorded, but
7629                          * they'll be immediately forgotten as we're pruning
7630                          * this state and will pop a new one.
7631                          */
7632                         err = propagate_liveness(env, &sl->state, cur);
7633
7634                         /* if previous state reached the exit with precision and
7635                          * current state is equivalent to it (except precsion marks)
7636                          * the precision needs to be propagated back in
7637                          * the current state.
7638                          */
7639                         err = err ? : push_jmp_history(env, cur);
7640                         err = err ? : propagate_precision(env, &sl->state);
7641                         if (err)
7642                                 return err;
7643                         return 1;
7644                 }
7645 miss:
7646                 /* when new state is not going to be added do not increase miss count.
7647                  * Otherwise several loop iterations will remove the state
7648                  * recorded earlier. The goal of these heuristics is to have
7649                  * states from some iterations of the loop (some in the beginning
7650                  * and some at the end) to help pruning.
7651                  */
7652                 if (add_new_state)
7653                         sl->miss_cnt++;
7654                 /* heuristic to determine whether this state is beneficial
7655                  * to keep checking from state equivalence point of view.
7656                  * Higher numbers increase max_states_per_insn and verification time,
7657                  * but do not meaningfully decrease insn_processed.
7658                  */
7659                 if (sl->miss_cnt > sl->hit_cnt * 3 + 3) {
7660                         /* the state is unlikely to be useful. Remove it to
7661                          * speed up verification
7662                          */
7663                         *pprev = sl->next;
7664                         if (sl->state.frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE) {
7665                                 u32 br = sl->state.branches;
7666
7667                                 WARN_ONCE(br,
7668                                           "BUG live_done but branches_to_explore %d\n",
7669                                           br);
7670                                 free_verifier_state(&sl->state, false);
7671                                 kfree(sl);
7672                                 env->peak_states--;
7673                         } else {
7674                                 /* cannot free this state, since parentage chain may
7675                                  * walk it later. Add it for free_list instead to
7676                                  * be freed at the end of verification
7677                                  */
7678                                 sl->next = env->free_list;
7679                                 env->free_list = sl;
7680                         }
7681                         sl = *pprev;
7682                         continue;
7683                 }
7684 next:
7685                 pprev = &sl->next;
7686                 sl = *pprev;
7687         }
7688
7689         if (env->max_states_per_insn < states_cnt)
7690                 env->max_states_per_insn = states_cnt;
7691
7692         if (!env->allow_ptr_leaks && states_cnt > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES)
7693                 return push_jmp_history(env, cur);
7694
7695         if (!add_new_state)
7696                 return push_jmp_history(env, cur);
7697
7698         /* There were no equivalent states, remember the current one.
7699          * Technically the current state is not proven to be safe yet,
7700          * but it will either reach outer most bpf_exit (which means it's safe)
7701          * or it will be rejected. When there are no loops the verifier won't be
7702          * seeing this tuple (frame[0].callsite, frame[1].callsite, .. insn_idx)
7703          * again on the way to bpf_exit.
7704          * When looping the sl->state.branches will be > 0 and this state
7705          * will not be considered for equivalence until branches == 0.
7706          */
7707         new_sl = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state_list), GFP_KERNEL);
7708         if (!new_sl)
7709                 return -ENOMEM;
7710         env->total_states++;
7711         env->peak_states++;
7712         env->prev_jmps_processed = env->jmps_processed;
7713         env->prev_insn_processed = env->insn_processed;
7714
7715         /* add new state to the head of linked list */
7716         new = &new_sl->state;
7717         err = copy_verifier_state(new, cur);
7718         if (err) {
7719                 free_verifier_state(new, false);
7720                 kfree(new_sl);
7721                 return err;
7722         }
7723         new->insn_idx = insn_idx;
7724         WARN_ONCE(new->branches != 1,
7725                   "BUG is_state_visited:branches_to_explore=%d insn %d\n", new->branches, insn_idx);
7726
7727         cur->parent = new;
7728         cur->first_insn_idx = insn_idx;
7729         clear_jmp_history(cur);
7730         new_sl->next = *explored_state(env, insn_idx);
7731         *explored_state(env, insn_idx) = new_sl;
7732         /* connect new state to parentage chain. Current frame needs all
7733          * registers connected. Only r6 - r9 of the callers are alive (pushed
7734          * to the stack implicitly by JITs) so in callers' frames connect just
7735          * r6 - r9 as an optimization. Callers will have r1 - r5 connected to
7736          * the state of the call instruction (with WRITTEN set), and r0 comes
7737          * from callee with its full parentage chain, anyway.
7738          */
7739         /* clear write marks in current state: the writes we did are not writes
7740          * our child did, so they don't screen off its reads from us.
7741          * (There are no read marks in current state, because reads always mark
7742          * their parent and current state never has children yet.  Only
7743          * explored_states can get read marks.)
7744          */
7745         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
7746                 for (i = j < cur->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++)
7747                         cur->frame[j]->regs[i].parent = &new->frame[j]->regs[i];
7748                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++)
7749                         cur->frame[j]->regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
7750         }
7751
7752         /* all stack frames are accessible from callee, clear them all */
7753         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
7754                 struct bpf_func_state *frame = cur->frame[j];
7755                 struct bpf_func_state *newframe = new->frame[j];
7756
7757                 for (i = 0; i < frame->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
7758                         frame->stack[i].spilled_ptr.live = REG_LIVE_NONE;
7759                         frame->stack[i].spilled_ptr.parent =
7760                                                 &newframe->stack[i].spilled_ptr;
7761                 }
7762         }
7763         return 0;
7764 }
7765
7766 /* Return true if it's OK to have the same insn return a different type. */
7767 static bool reg_type_mismatch_ok(enum bpf_reg_type type)
7768 {
7769         switch (type) {
7770         case PTR_TO_CTX:
7771         case PTR_TO_SOCKET:
7772         case PTR_TO_SOCKET_OR_NULL:
7773         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
7774         case PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL:
7775         case PTR_TO_TCP_SOCK:
7776         case PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL:
7777         case PTR_TO_XDP_SOCK:
7778         case PTR_TO_BTF_ID:
7779                 return false;
7780         default:
7781                 return true;
7782         }
7783 }
7784
7785 /* If an instruction was previously used with particular pointer types, then we
7786  * need to be careful to avoid cases such as the below, where it may be ok
7787  * for one branch accessing the pointer, but not ok for the other branch:
7788  *
7789  * R1 = sock_ptr
7790  * goto X;
7791  * ...
7792  * R1 = some_other_valid_ptr;
7793  * goto X;
7794  * ...
7795  * R2 = *(u32 *)(R1 + 0);
7796  */
7797 static bool reg_type_mismatch(enum bpf_reg_type src, enum bpf_reg_type prev)
7798 {
7799         return src != prev && (!reg_type_mismatch_ok(src) ||
7800                                !reg_type_mismatch_ok(prev));
7801 }
7802
7803 static int do_check(struct bpf_verifier_env *env)
7804 {
7805         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
7806         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
7807         struct bpf_reg_state *regs;
7808         int insn_cnt = env->prog->len;
7809         bool do_print_state = false;
7810         int prev_insn_idx = -1;
7811
7812         for (;;) {
7813                 struct bpf_insn *insn;
7814                 u8 class;
7815                 int err;
7816
7817                 env->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
7818                 if (env->insn_idx >= insn_cnt) {
7819                         verbose(env, "invalid insn idx %d insn_cnt %d\n",
7820                                 env->insn_idx, insn_cnt);
7821                         return -EFAULT;
7822                 }
7823
7824                 insn = &insns[env->insn_idx];
7825                 class = BPF_CLASS(insn->code);
7826
7827                 if (++env->insn_processed > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS) {
7828                         verbose(env,
7829                                 "BPF program is too large. Processed %d insn\n",
7830                                 env->insn_processed);
7831                         return -E2BIG;
7832                 }
7833
7834                 err = is_state_visited(env, env->insn_idx);
7835                 if (err < 0)
7836                         return err;
7837                 if (err == 1) {
7838                         /* found equivalent state, can prune the search */
7839                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
7840                                 if (do_print_state)
7841                                         verbose(env, "\nfrom %d to %d%s: safe\n",
7842                                                 env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
7843                                                 env->cur_state->speculative ?
7844                                                 " (speculative execution)" : "");
7845                                 else
7846                                         verbose(env, "%d: safe\n", env->insn_idx);
7847                         }
7848                         goto process_bpf_exit;
7849                 }
7850
7851                 if (signal_pending(current))
7852                         return -EAGAIN;
7853
7854                 if (need_resched())
7855                         cond_resched();
7856
7857                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2 ||
7858                     (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL && do_print_state)) {
7859                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
7860                                 verbose(env, "%d:", env->insn_idx);
7861                         else
7862                                 verbose(env, "\nfrom %d to %d%s:",
7863                                         env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
7864                                         env->cur_state->speculative ?
7865                                         " (speculative execution)" : "");
7866                         print_verifier_state(env, state->frame[state->curframe]);
7867                         do_print_state = false;
7868                 }
7869
7870                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
7871                         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
7872                                 .cb_print       = verbose,
7873                                 .private_data   = env,
7874                         };
7875
7876                         verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
7877                         verbose(env, "%d: ", env->insn_idx);
7878                         print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
7879                 }
7880
7881                 if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
7882                         err = bpf_prog_offload_verify_insn(env, env->insn_idx,
7883                                                            env->prev_insn_idx);
7884                         if (err)
7885                                 return err;
7886                 }
7887
7888                 regs = cur_regs(env);
7889                 env->insn_aux_data[env->insn_idx].seen = env->pass_cnt;
7890                 prev_insn_idx = env->insn_idx;
7891
7892                 if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
7893                         err = check_alu_op(env, insn);
7894                         if (err)
7895                                 return err;
7896
7897                 } else if (class == BPF_LDX) {
7898                         enum bpf_reg_type *prev_src_type, src_reg_type;
7899
7900                         /* check for reserved fields is already done */
7901
7902                         /* check src operand */
7903                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
7904                         if (err)
7905                                 return err;
7906
7907                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
7908                         if (err)
7909                                 return err;
7910
7911                         src_reg_type = regs[insn->src_reg].type;
7912
7913                         /* check that memory (src_reg + off) is readable,
7914                          * the state of dst_reg will be updated by this func
7915                          */
7916                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->src_reg,
7917                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
7918                                                BPF_READ, insn->dst_reg, false);
7919                         if (err)
7920                                 return err;
7921
7922                         prev_src_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
7923
7924                         if (*prev_src_type == NOT_INIT) {
7925                                 /* saw a valid insn
7926                                  * dst_reg = *(u32 *)(src_reg + off)
7927                                  * save type to validate intersecting paths
7928                                  */
7929                                 *prev_src_type = src_reg_type;
7930
7931                         } else if (reg_type_mismatch(src_reg_type, *prev_src_type)) {
7932                                 /* ABuser program is trying to use the same insn
7933                                  * dst_reg = *(u32*) (src_reg + off)
7934                                  * with different pointer types:
7935                                  * src_reg == ctx in one branch and
7936                                  * src_reg == stack|map in some other branch.
7937                                  * Reject it.
7938                                  */
7939                                 verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
7940                                 return -EINVAL;
7941                         }
7942
7943                 } else if (class == BPF_STX) {
7944                         enum bpf_reg_type *prev_dst_type, dst_reg_type;
7945
7946                         if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_XADD) {
7947                                 err = check_xadd(env, env->insn_idx, insn);
7948                                 if (err)
7949                                         return err;
7950                                 env->insn_idx++;
7951                                 continue;
7952                         }
7953
7954                         /* check src1 operand */
7955                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
7956                         if (err)
7957                                 return err;
7958                         /* check src2 operand */
7959                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
7960                         if (err)
7961                                 return err;
7962
7963                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
7964
7965                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
7966                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
7967                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
7968                                                BPF_WRITE, insn->src_reg, false);
7969                         if (err)
7970                                 return err;
7971
7972                         prev_dst_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
7973
7974                         if (*prev_dst_type == NOT_INIT) {
7975                                 *prev_dst_type = dst_reg_type;
7976                         } else if (reg_type_mismatch(dst_reg_type, *prev_dst_type)) {
7977                                 verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
7978                                 return -EINVAL;
7979                         }
7980
7981                 } else if (class == BPF_ST) {
7982                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM ||
7983                             insn->src_reg != BPF_REG_0) {
7984                                 verbose(env, "BPF_ST uses reserved fields\n");
7985                                 return -EINVAL;
7986                         }
7987                         /* check src operand */
7988                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
7989                         if (err)
7990                                 return err;
7991
7992                         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg)) {
7993                                 verbose(env, "BPF_ST stores into R%d %s is not allowed\n",
7994                                         insn->dst_reg,
7995                                         reg_type_str[reg_state(env, insn->dst_reg)->type]);
7996                                 return -EACCES;
7997                         }
7998
7999                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
8000                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
8001                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
8002                                                BPF_WRITE, -1, false);
8003                         if (err)
8004                                 return err;
8005
8006                 } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
8007                         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
8008
8009                         env->jmps_processed++;
8010                         if (opcode == BPF_CALL) {
8011                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
8012                                     insn->off != 0 ||
8013                                     (insn->src_reg != BPF_REG_0 &&
8014                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL) ||
8015                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
8016                                     class == BPF_JMP32) {
8017                                         verbose(env, "BPF_CALL uses reserved fields\n");
8018                                         return -EINVAL;
8019                                 }
8020
8021                                 if (env->cur_state->active_spin_lock &&
8022                                     (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL ||
8023                                      insn->imm != BPF_FUNC_spin_unlock)) {
8024                                         verbose(env, "function calls are not allowed while holding a lock\n");
8025                                         return -EINVAL;
8026                                 }
8027                                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
8028                                         err = check_func_call(env, insn, &env->insn_idx);
8029                                 else
8030                                         err = check_helper_call(env, insn->imm, env->insn_idx);
8031                                 if (err)
8032                                         return err;
8033
8034                         } else if (opcode == BPF_JA) {
8035                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
8036                                     insn->imm != 0 ||
8037                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
8038                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
8039                                     class == BPF_JMP32) {
8040                                         verbose(env, "BPF_JA uses reserved fields\n");
8041                                         return -EINVAL;
8042                                 }
8043
8044                                 env->insn_idx += insn->off + 1;
8045                                 continue;
8046
8047                         } else if (opcode == BPF_EXIT) {
8048                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
8049                                     insn->imm != 0 ||
8050                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
8051                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
8052                                     class == BPF_JMP32) {
8053                                         verbose(env, "BPF_EXIT uses reserved fields\n");
8054                                         return -EINVAL;
8055                                 }
8056
8057                                 if (env->cur_state->active_spin_lock) {
8058                                         verbose(env, "bpf_spin_unlock is missing\n");
8059                                         return -EINVAL;
8060                                 }
8061
8062                                 if (state->curframe) {
8063                                         /* exit from nested function */
8064                                         err = prepare_func_exit(env, &env->insn_idx);
8065                                         if (err)
8066                                                 return err;
8067                                         do_print_state = true;
8068                                         continue;
8069                                 }
8070
8071                                 err = check_reference_leak(env);
8072                                 if (err)
8073                                         return err;
8074
8075                                 err = check_return_code(env);
8076                                 if (err)
8077                                         return err;
8078 process_bpf_exit:
8079                                 update_branch_counts(env, env->cur_state);
8080                                 err = pop_stack(env, &prev_insn_idx,
8081                                                 &env->insn_idx);
8082                                 if (err < 0) {
8083                                         if (err != -ENOENT)
8084                                                 return err;
8085                                         break;
8086                                 } else {
8087                                         do_print_state = true;
8088                                         continue;
8089                                 }
8090                         } else {
8091                                 err = check_cond_jmp_op(env, insn, &env->insn_idx);
8092                                 if (err)
8093                                         return err;
8094                         }
8095                 } else if (class == BPF_LD) {
8096                         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
8097
8098                         if (mode == BPF_ABS || mode == BPF_IND) {
8099                                 err = check_ld_abs(env, insn);
8100                                 if (err)
8101                                         return err;
8102
8103                         } else if (mode == BPF_IMM) {
8104                                 err = check_ld_imm(env, insn);
8105                                 if (err)
8106                                         return err;
8107
8108                                 env->insn_idx++;
8109                                 env->insn_aux_data[env->insn_idx].seen = env->pass_cnt;
8110                         } else {
8111                                 verbose(env, "invalid BPF_LD mode\n");
8112                                 return -EINVAL;
8113                         }
8114                 } else {
8115                         verbose(env, "unknown insn class %d\n", class);
8116                         return -EINVAL;
8117                 }
8118
8119                 env->insn_idx++;
8120         }
8121
8122         return 0;
8123 }
8124
8125 static int check_map_prealloc(struct bpf_map *map)
8126 {
8127         return (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_HASH &&
8128                 map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH &&
8129                 map->map_type != BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS) ||
8130                 !(map->map_flags & BPF_F_NO_PREALLOC);
8131 }
8132
8133 static bool is_tracing_prog_type(enum bpf_prog_type type)
8134 {
8135         switch (type) {
8136         case BPF_PROG_TYPE_KPROBE:
8137         case BPF_PROG_TYPE_TRACEPOINT:
8138         case BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT:
8139         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
8140                 return true;
8141         default:
8142                 return false;
8143         }
8144 }
8145
8146 static bool is_preallocated_map(struct bpf_map *map)
8147 {
8148         if (!check_map_prealloc(map))
8149                 return false;
8150         if (map->inner_map_meta && !check_map_prealloc(map->inner_map_meta))
8151                 return false;
8152         return true;
8153 }
8154
8155 static int check_map_prog_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
8156                                         struct bpf_map *map,
8157                                         struct bpf_prog *prog)
8158
8159 {
8160         /*
8161          * Validate that trace type programs use preallocated hash maps.
8162          *
8163          * For programs attached to PERF events this is mandatory as the
8164          * perf NMI can hit any arbitrary code sequence.
8165          *
8166          * All other trace types using preallocated hash maps are unsafe as
8167          * well because tracepoint or kprobes can be inside locked regions
8168          * of the memory allocator or at a place where a recursion into the
8169          * memory allocator would see inconsistent state.
8170          *
8171          * On RT enabled kernels run-time allocation of all trace type
8172          * programs is strictly prohibited due to lock type constraints. On
8173          * !RT kernels it is allowed for backwards compatibility reasons for
8174          * now, but warnings are emitted so developers are made aware of
8175          * the unsafety and can fix their programs before this is enforced.
8176          */
8177         if (is_tracing_prog_type(prog->type) && !is_preallocated_map(map)) {
8178                 if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT) {
8179                         verbose(env, "perf_event programs can only use preallocated hash map\n");
8180                         return -EINVAL;
8181                 }
8182                 if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT)) {
8183                         verbose(env, "trace type programs can only use preallocated hash map\n");
8184                         return -EINVAL;
8185                 }
8186                 WARN_ONCE(1, "trace type BPF program uses run-time allocation\n");
8187                 verbose(env, "trace type programs with run-time allocated hash maps are unsafe. Switch to preallocated hash maps.\n");
8188         }
8189
8190         if ((is_tracing_prog_type(prog->type) ||
8191              prog->type == BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER) &&
8192             map_value_has_spin_lock(map)) {
8193                 verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
8194                 return -EINVAL;
8195         }
8196
8197         if ((bpf_prog_is_dev_bound(prog->aux) || bpf_map_is_dev_bound(map)) &&
8198             !bpf_offload_prog_map_match(prog, map)) {
8199                 verbose(env, "offload device mismatch between prog and map\n");
8200                 return -EINVAL;
8201         }
8202
8203         if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_STRUCT_OPS) {
8204                 verbose(env, "bpf_struct_ops map cannot be used in prog\n");
8205                 return -EINVAL;
8206         }
8207
8208         return 0;
8209 }
8210
8211 static bool bpf_map_is_cgroup_storage(struct bpf_map *map)
8212 {
8213         return (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE ||
8214                 map->map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE);
8215 }
8216
8217 /* look for pseudo eBPF instructions that access map FDs and
8218  * replace them with actual map pointers
8219  */
8220 static int replace_map_fd_with_map_ptr(struct bpf_verifier_env *env)
8221 {
8222         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
8223         int insn_cnt = env->prog->len;
8224         int i, j, err;
8225
8226         err = bpf_prog_calc_tag(env->prog);
8227         if (err)
8228                 return err;
8229
8230         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
8231                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
8232                     (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0)) {
8233                         verbose(env, "BPF_LDX uses reserved fields\n");
8234                         return -EINVAL;
8235                 }
8236
8237                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX &&
8238                     ((BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM &&
8239                       BPF_MODE(insn->code) != BPF_XADD) || insn->imm != 0)) {
8240                         verbose(env, "BPF_STX uses reserved fields\n");
8241                         return -EINVAL;
8242                 }
8243
8244                 if (insn[0].code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW)) {
8245                         struct bpf_insn_aux_data *aux;
8246                         struct bpf_map *map;
8247                         struct fd f;
8248                         u64 addr;
8249
8250                         if (i == insn_cnt - 1 || insn[1].code != 0 ||
8251                             insn[1].dst_reg != 0 || insn[1].src_reg != 0 ||
8252                             insn[1].off != 0) {
8253                                 verbose(env, "invalid bpf_ld_imm64 insn\n");
8254                                 return -EINVAL;
8255                         }
8256
8257                         if (insn[0].src_reg == 0)
8258                                 /* valid generic load 64-bit imm */
8259                                 goto next_insn;
8260
8261                         /* In final convert_pseudo_ld_imm64() step, this is
8262                          * converted into regular 64-bit imm load insn.
8263                          */
8264                         if ((insn[0].src_reg != BPF_PSEUDO_MAP_FD &&
8265                              insn[0].src_reg != BPF_PSEUDO_MAP_VALUE) ||
8266                             (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD &&
8267                              insn[1].imm != 0)) {
8268                                 verbose(env,
8269                                         "unrecognized bpf_ld_imm64 insn\n");
8270                                 return -EINVAL;
8271                         }
8272
8273                         f = fdget(insn[0].imm);
8274                         map = __bpf_map_get(f);
8275                         if (IS_ERR(map)) {
8276                                 verbose(env, "fd %d is not pointing to valid bpf_map\n",
8277                                         insn[0].imm);
8278                                 return PTR_ERR(map);
8279                         }
8280
8281                         err = check_map_prog_compatibility(env, map, env->prog);
8282                         if (err) {
8283                                 fdput(f);
8284                                 return err;
8285                         }
8286
8287                         aux = &env->insn_aux_data[i];
8288                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD) {
8289                                 addr = (unsigned long)map;
8290                         } else {
8291                                 u32 off = insn[1].imm;
8292
8293                                 if (off >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
8294                                         verbose(env, "direct value offset of %u is not allowed\n", off);
8295                                         fdput(f);
8296                                         return -EINVAL;
8297                                 }
8298
8299                                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
8300                                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
8301                                         fdput(f);
8302                                         return -EINVAL;
8303                                 }
8304
8305                                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
8306                                 if (err) {
8307                                         verbose(env, "invalid access to map value pointer, value_size=%u off=%u\n",
8308                                                 map->value_size, off);
8309                                         fdput(f);
8310                                         return err;
8311                                 }
8312
8313                                 aux->map_off = off;
8314                                 addr += off;
8315                         }
8316
8317                         insn[0].imm = (u32)addr;
8318                         insn[1].imm = addr >> 32;
8319
8320                         /* check whether we recorded this map already */
8321                         for (j = 0; j < env->used_map_cnt; j++) {
8322                                 if (env->used_maps[j] == map) {
8323                                         aux->map_index = j;
8324                                         fdput(f);
8325                                         goto next_insn;
8326                                 }
8327                         }
8328
8329                         if (env->used_map_cnt >= MAX_USED_MAPS) {
8330                                 fdput(f);
8331                                 return -E2BIG;
8332                         }
8333
8334                         /* hold the map. If the program is rejected by verifier,
8335                          * the map will be released by release_maps() or it
8336                          * will be used by the valid program until it's unloaded
8337                          * and all maps are released in free_used_maps()
8338                          */
8339                         bpf_map_inc(map);
8340
8341                         aux->map_index = env->used_map_cnt;
8342                         env->used_maps[env->used_map_cnt++] = map;
8343
8344                         if (bpf_map_is_cgroup_storage(map) &&
8345                             bpf_cgroup_storage_assign(env->prog->aux, map)) {
8346                                 verbose(env, "only one cgroup storage of each type is allowed\n");
8347                                 fdput(f);
8348                                 return -EBUSY;
8349                         }
8350
8351                         fdput(f);
8352 next_insn:
8353                         insn++;
8354                         i++;
8355                         continue;
8356                 }
8357
8358                 /* Basic sanity check before we invest more work here. */
8359                 if (!bpf_opcode_in_insntable(insn->code)) {
8360                         verbose(env, "unknown opcode %02x\n", insn->code);
8361                         return -EINVAL;
8362                 }
8363         }
8364
8365         /* now all pseudo BPF_LD_IMM64 instructions load valid
8366          * 'struct bpf_map *' into a register instead of user map_fd.
8367          * These pointers will be used later by verifier to validate map access.
8368          */
8369         return 0;
8370 }
8371
8372 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
8373 static void release_maps(struct bpf_verifier_env *env)
8374 {
8375         __bpf_free_used_maps(env->prog->aux, env->used_maps,
8376                              env->used_map_cnt);
8377 }
8378
8379 /* convert pseudo BPF_LD_IMM64 into generic BPF_LD_IMM64 */
8380 static void convert_pseudo_ld_imm64(struct bpf_verifier_env *env)
8381 {
8382         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
8383         int insn_cnt = env->prog->len;
8384         int i;
8385
8386         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++)
8387                 if (insn->code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW))
8388                         insn->src_reg = 0;
8389 }
8390
8391 /* single env->prog->insni[off] instruction was replaced with the range
8392  * insni[off, off + cnt).  Adjust corresponding insn_aux_data by copying
8393  * [0, off) and [off, end) to new locations, so the patched range stays zero
8394  */
8395 static int adjust_insn_aux_data(struct bpf_verifier_env *env,
8396                                 struct bpf_prog *new_prog, u32 off, u32 cnt)
8397 {
8398         struct bpf_insn_aux_data *new_data, *old_data = env->insn_aux_data;
8399         struct bpf_insn *insn = new_prog->insnsi;
8400         u32 prog_len;
8401         int i;
8402
8403         /* aux info at OFF always needs adjustment, no matter fast path
8404          * (cnt == 1) is taken or not. There is no guarantee INSN at OFF is the
8405          * original insn at old prog.
8406          */
8407         old_data[off].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + off + cnt - 1);
8408
8409         if (cnt == 1)
8410                 return 0;
8411         prog_len = new_prog->len;
8412         new_data = vzalloc(array_size(prog_len,
8413                                       sizeof(struct bpf_insn_aux_data)));
8414         if (!new_data)
8415                 return -ENOMEM;
8416         memcpy(new_data, old_data, sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * off);
8417         memcpy(new_data + off + cnt - 1, old_data + off,
8418                sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * (prog_len - off - cnt + 1));
8419         for (i = off; i < off + cnt - 1; i++) {
8420                 new_data[i].seen = env->pass_cnt;
8421                 new_data[i].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + i);
8422         }
8423         env->insn_aux_data = new_data;
8424         vfree(old_data);
8425         return 0;
8426 }
8427
8428 static void adjust_subprog_starts(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 len)
8429 {
8430         int i;
8431
8432         if (len == 1)
8433                 return;
8434         /* NOTE: fake 'exit' subprog should be updated as well. */
8435         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++) {
8436                 if (env->subprog_info[i].start <= off)
8437                         continue;
8438                 env->subprog_info[i].start += len - 1;
8439         }
8440 }
8441
8442 static struct bpf_prog *bpf_patch_insn_data(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
8443                                             const struct bpf_insn *patch, u32 len)
8444 {
8445         struct bpf_prog *new_prog;
8446
8447         new_prog = bpf_patch_insn_single(env->prog, off, patch, len);
8448         if (IS_ERR(new_prog)) {
8449                 if (PTR_ERR(new_prog) == -ERANGE)
8450                         verbose(env,
8451                                 "insn %d cannot be patched due to 16-bit range\n",
8452                                 env->insn_aux_data[off].orig_idx);
8453                 return NULL;
8454         }
8455         if (adjust_insn_aux_data(env, new_prog, off, len))
8456                 return NULL;
8457         adjust_subprog_starts(env, off, len);
8458         return new_prog;
8459 }
8460
8461 static int adjust_subprog_starts_after_remove(struct bpf_verifier_env *env,
8462                                               u32 off, u32 cnt)
8463 {
8464         int i, j;
8465
8466         /* find first prog starting at or after off (first to remove) */
8467         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
8468                 if (env->subprog_info[i].start >= off)
8469                         break;
8470         /* find first prog starting at or after off + cnt (first to stay) */
8471         for (j = i; j < env->subprog_cnt; j++)
8472                 if (env->subprog_info[j].start >= off + cnt)
8473                         break;
8474         /* if j doesn't start exactly at off + cnt, we are just removing
8475          * the front of previous prog
8476          */
8477         if (env->subprog_info[j].start != off + cnt)
8478                 j--;
8479
8480         if (j > i) {
8481                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
8482                 int move;
8483
8484                 /* move fake 'exit' subprog as well */
8485                 move = env->subprog_cnt + 1 - j;
8486
8487                 memmove(env->subprog_info + i,
8488                         env->subprog_info + j,
8489                         sizeof(*env->subprog_info) * move);
8490                 env->subprog_cnt -= j - i;
8491
8492                 /* remove func_info */
8493                 if (aux->func_info) {
8494                         move = aux->func_info_cnt - j;
8495
8496                         memmove(aux->func_info + i,
8497                                 aux->func_info + j,
8498                                 sizeof(*aux->func_info) * move);
8499                         aux->func_info_cnt -= j - i;
8500                         /* func_info->insn_off is set after all code rewrites,
8501                          * in adjust_btf_func() - no need to adjust
8502                          */
8503                 }
8504         } else {
8505                 /* convert i from "first prog to remove" to "first to adjust" */
8506                 if (env->subprog_info[i].start == off)
8507                         i++;
8508         }
8509
8510         /* update fake 'exit' subprog as well */
8511         for (; i <= env->subprog_cnt; i++)
8512                 env->subprog_info[i].start -= cnt;
8513
8514         return 0;
8515 }
8516
8517 static int bpf_adj_linfo_after_remove(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
8518                                       u32 cnt)
8519 {
8520         struct bpf_prog *prog = env->prog;
8521         u32 i, l_off, l_cnt, nr_linfo;
8522         struct bpf_line_info *linfo;
8523
8524         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
8525         if (!nr_linfo)
8526                 return 0;
8527
8528         linfo = prog->aux->linfo;
8529
8530         /* find first line info to remove, count lines to be removed */
8531         for (i = 0; i < nr_linfo; i++)
8532                 if (linfo[i].insn_off >= off)
8533                         break;
8534
8535         l_off = i;
8536         l_cnt = 0;
8537         for (; i < nr_linfo; i++)
8538                 if (linfo[i].insn_off < off + cnt)
8539                         l_cnt++;
8540                 else
8541                         break;
8542
8543         /* First live insn doesn't match first live linfo, it needs to "inherit"
8544          * last removed linfo.  prog is already modified, so prog->len == off
8545          * means no live instructions after (tail of the program was removed).
8546          */
8547         if (prog->len != off && l_cnt &&
8548             (i == nr_linfo || linfo[i].insn_off != off + cnt)) {
8549                 l_cnt--;
8550                 linfo[--i].insn_off = off + cnt;
8551         }
8552
8553         /* remove the line info which refer to the removed instructions */
8554         if (l_cnt) {
8555                 memmove(linfo + l_off, linfo + i,
8556                         sizeof(*linfo) * (nr_linfo - i));
8557
8558                 prog->aux->nr_linfo -= l_cnt;
8559                 nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
8560         }
8561
8562         /* pull all linfo[i].insn_off >= off + cnt in by cnt */
8563         for (i = l_off; i < nr_linfo; i++)
8564                 linfo[i].insn_off -= cnt;
8565
8566         /* fix up all subprogs (incl. 'exit') which start >= off */
8567         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++)
8568                 if (env->subprog_info[i].linfo_idx > l_off) {
8569                         /* program may have started in the removed region but
8570                          * may not be fully removed
8571                          */
8572                         if (env->subprog_info[i].linfo_idx >= l_off + l_cnt)
8573                                 env->subprog_info[i].linfo_idx -= l_cnt;
8574                         else
8575                                 env->subprog_info[i].linfo_idx = l_off;
8576                 }
8577
8578         return 0;
8579 }
8580
8581 static int verifier_remove_insns(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 cnt)
8582 {
8583         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
8584         unsigned int orig_prog_len = env->prog->len;
8585         int err;
8586
8587         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
8588                 bpf_prog_offload_remove_insns(env, off, cnt);
8589
8590         err = bpf_remove_insns(env->prog, off, cnt);
8591         if (err)
8592                 return err;
8593
8594         err = adjust_subprog_starts_after_remove(env, off, cnt);
8595         if (err)
8596                 return err;
8597
8598         err = bpf_adj_linfo_after_remove(env, off, cnt);
8599         if (err)
8600                 return err;
8601
8602         memmove(aux_data + off, aux_data + off + cnt,
8603                 sizeof(*aux_data) * (orig_prog_len - off - cnt));
8604
8605         return 0;
8606 }
8607
8608 /* The verifier does more data flow analysis than llvm and will not
8609  * explore branches that are dead at run time. Malicious programs can
8610  * have dead code too. Therefore replace all dead at-run-time code
8611  * with 'ja -1'.
8612  *
8613  * Just nops are not optimal, e.g. if they would sit at the end of the
8614  * program and through another bug we would manage to jump there, then
8615  * we'd execute beyond program memory otherwise. Returning exception
8616  * code also wouldn't work since we can have subprogs where the dead
8617  * code could be located.
8618  */
8619 static void sanitize_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
8620 {
8621         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
8622         struct bpf_insn trap = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, -1);
8623         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
8624         const int insn_cnt = env->prog->len;
8625         int i;
8626
8627         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
8628                 if (aux_data[i].seen)
8629                         continue;
8630                 memcpy(insn + i, &trap, sizeof(trap));
8631         }
8632 }
8633
8634 static bool insn_is_cond_jump(u8 code)
8635 {
8636         u8 op;
8637
8638         if (BPF_CLASS(code) == BPF_JMP32)
8639                 return true;
8640
8641         if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP)
8642                 return false;
8643
8644         op = BPF_OP(code);
8645         return op != BPF_JA && op != BPF_EXIT && op != BPF_CALL;
8646 }
8647
8648 static void opt_hard_wire_dead_code_branches(struct bpf_verifier_env *env)
8649 {
8650         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
8651         struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
8652         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
8653         const int insn_cnt = env->prog->len;
8654         int i;
8655
8656         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
8657                 if (!insn_is_cond_jump(insn->code))
8658                         continue;
8659
8660                 if (!aux_data[i + 1].seen)
8661                         ja.off = insn->off;
8662                 else if (!aux_data[i + 1 + insn->off].seen)
8663                         ja.off = 0;
8664                 else
8665                         continue;
8666
8667                 if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
8668                         bpf_prog_offload_replace_insn(env, i, &ja);
8669
8670                 memcpy(insn, &ja, sizeof(ja));
8671         }
8672 }
8673
8674 static int opt_remove_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
8675 {
8676         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
8677         int insn_cnt = env->prog->len;
8678         int i, err;
8679
8680         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
8681                 int j;
8682
8683                 j = 0;
8684                 while (i + j < insn_cnt && !aux_data[i + j].seen)
8685                         j++;
8686                 if (!j)
8687                         continue;
8688
8689                 err = verifier_remove_insns(env, i, j);
8690                 if (err)
8691                         return err;
8692                 insn_cnt = env->prog->len;
8693         }
8694
8695         return 0;
8696 }
8697
8698 static int opt_remove_nops(struct bpf_verifier_env *env)
8699 {
8700         const struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
8701         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
8702         int insn_cnt = env->prog->len;
8703         int i, err;
8704
8705         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
8706                 if (memcmp(&insn[i], &ja, sizeof(ja)))
8707                         continue;
8708
8709                 err = verifier_remove_insns(env, i, 1);
8710                 if (err)
8711                         return err;
8712                 insn_cnt--;
8713                 i--;
8714         }
8715
8716         return 0;
8717 }
8718
8719 static int opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(struct bpf_verifier_env *env,
8720                                          const union bpf_attr *attr)
8721 {
8722         struct bpf_insn *patch, zext_patch[2], rnd_hi32_patch[4];
8723         struct bpf_insn_aux_data *aux = env->insn_aux_data;
8724         int i, patch_len, delta = 0, len = env->prog->len;
8725         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
8726         struct bpf_prog *new_prog;
8727         bool rnd_hi32;
8728
8729         rnd_hi32 = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_RND_HI32;
8730         zext_patch[1] = BPF_ZEXT_REG(0);
8731         rnd_hi32_patch[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, 0);
8732         rnd_hi32_patch[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_AX, 32);
8733         rnd_hi32_patch[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, 0, BPF_REG_AX);
8734         for (i = 0; i < len; i++) {
8735                 int adj_idx = i + delta;
8736                 struct bpf_insn insn;
8737
8738                 insn = insns[adj_idx];
8739                 if (!aux[adj_idx].zext_dst) {
8740                         u8 code, class;
8741                         u32 imm_rnd;
8742
8743                         if (!rnd_hi32)
8744                                 continue;
8745
8746                         code = insn.code;
8747                         class = BPF_CLASS(code);
8748                         if (insn_no_def(&insn))
8749                                 continue;
8750
8751                         /* NOTE: arg "reg" (the fourth one) is only used for
8752                          *       BPF_STX which has been ruled out in above
8753                          *       check, it is safe to pass NULL here.
8754                          */
8755                         if (is_reg64(env, &insn, insn.dst_reg, NULL, DST_OP)) {
8756                                 if (class == BPF_LD &&
8757                                     BPF_MODE(code) == BPF_IMM)
8758                                         i++;
8759                                 continue;
8760                         }
8761
8762                         /* ctx load could be transformed into wider load. */
8763                         if (class == BPF_LDX &&
8764                             aux[adj_idx].ptr_type == PTR_TO_CTX)
8765                                 continue;
8766
8767                         imm_rnd = get_random_int();
8768                         rnd_hi32_patch[0] = insn;
8769                         rnd_hi32_patch[1].imm = imm_rnd;
8770                         rnd_hi32_patch[3].dst_reg = insn.dst_reg;
8771                         patch = rnd_hi32_patch;
8772                         patch_len = 4;
8773                         goto apply_patch_buffer;
8774                 }
8775
8776                 if (!bpf_jit_needs_zext())
8777                         continue;
8778
8779                 zext_patch[0] = insn;
8780                 zext_patch[1].dst_reg = insn.dst_reg;
8781                 zext_patch[1].src_reg = insn.dst_reg;
8782                 patch = zext_patch;
8783                 patch_len = 2;
8784 apply_patch_buffer:
8785                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, adj_idx, patch, patch_len);
8786                 if (!new_prog)
8787                         return -ENOMEM;
8788                 env->prog = new_prog;
8789                 insns = new_prog->insnsi;
8790                 aux = env->insn_aux_data;
8791                 delta += patch_len - 1;
8792         }
8793
8794         return 0;
8795 }
8796
8797 /* convert load instructions that access fields of a context type into a
8798  * sequence of instructions that access fields of the underlying structure:
8799  *     struct __sk_buff    -> struct sk_buff
8800  *     struct bpf_sock_ops -> struct sock
8801  */
8802 static int convert_ctx_accesses(struct bpf_verifier_env *env)
8803 {
8804         const struct bpf_verifier_ops *ops = env->ops;
8805         int i, cnt, size, ctx_field_size, delta = 0;
8806         const int insn_cnt = env->prog->len;
8807         struct bpf_insn insn_buf[16], *insn;
8808         u32 target_size, size_default, off;
8809         struct bpf_prog *new_prog;
8810         enum bpf_access_type type;
8811         bool is_narrower_load;
8812
8813         if (ops->gen_prologue || env->seen_direct_write) {
8814                 if (!ops->gen_prologue) {
8815                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
8816                         return -EINVAL;
8817                 }
8818                 cnt = ops->gen_prologue(insn_buf, env->seen_direct_write,
8819                                         env->prog);
8820                 if (cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
8821                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
8822                         return -EINVAL;
8823                 } else if (cnt) {
8824                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, 0, insn_buf, cnt);
8825                         if (!new_prog)
8826                                 return -ENOMEM;
8827
8828                         env->prog = new_prog;
8829                         delta += cnt - 1;
8830                 }
8831         }
8832
8833         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
8834                 return 0;
8835
8836         insn = env->prog->insnsi + delta;
8837
8838         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
8839                 bpf_convert_ctx_access_t convert_ctx_access;
8840
8841                 if (insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B) ||
8842                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H) ||
8843                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W) ||
8844                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW))
8845                         type = BPF_READ;
8846                 else if (insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B) ||
8847                          insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H) ||
8848                          insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W) ||
8849                          insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW))
8850                         type = BPF_WRITE;
8851                 else
8852                         continue;
8853
8854                 if (type == BPF_WRITE &&
8855                     env->insn_aux_data[i + delta].sanitize_stack_off) {
8856                         struct bpf_insn patch[] = {
8857                                 /* Sanitize suspicious stack slot with zero.
8858                                  * There are no memory dependencies for this store,
8859                                  * since it's only using frame pointer and immediate
8860                                  * constant of zero
8861                                  */
8862                                 BPF_ST_MEM(BPF_DW, BPF_REG_FP,
8863                                            env->insn_aux_data[i + delta].sanitize_stack_off,
8864                                            0),
8865                                 /* the original STX instruction will immediately
8866                                  * overwrite the same stack slot with appropriate value
8867                                  */
8868                                 *insn,
8869                         };
8870
8871                         cnt = ARRAY_SIZE(patch);
8872                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patch, cnt);
8873                         if (!new_prog)
8874                                 return -ENOMEM;
8875
8876                         delta    += cnt - 1;
8877                         env->prog = new_prog;
8878                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
8879                         continue;
8880                 }
8881
8882                 switch (env->insn_aux_data[i + delta].ptr_type) {
8883                 case PTR_TO_CTX:
8884                         if (!ops->convert_ctx_access)
8885                                 continue;
8886                         convert_ctx_access = ops->convert_ctx_access;
8887                         break;
8888                 case PTR_TO_SOCKET:
8889                 case PTR_TO_SOCK_COMMON:
8890                         convert_ctx_access = bpf_sock_convert_ctx_access;
8891                         break;
8892                 case PTR_TO_TCP_SOCK:
8893                         convert_ctx_access = bpf_tcp_sock_convert_ctx_access;
8894                         break;
8895                 case PTR_TO_XDP_SOCK:
8896                         convert_ctx_access = bpf_xdp_sock_convert_ctx_access;
8897                         break;
8898                 case PTR_TO_BTF_ID:
8899                         if (type == BPF_READ) {
8900                                 insn->code = BPF_LDX | BPF_PROBE_MEM |
8901                                         BPF_SIZE((insn)->code);
8902                                 env->prog->aux->num_exentries++;
8903                         } else if (env->prog->type != BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS) {
8904                                 verbose(env, "Writes through BTF pointers are not allowed\n");
8905                                 return -EINVAL;
8906                         }
8907                         continue;
8908                 default:
8909                         continue;
8910                 }
8911
8912                 ctx_field_size = env->insn_aux_data[i + delta].ctx_field_size;
8913                 size = BPF_LDST_BYTES(insn);
8914
8915                 /* If the read access is a narrower load of the field,
8916                  * convert to a 4/8-byte load, to minimum program type specific
8917                  * convert_ctx_access changes. If conversion is successful,
8918                  * we will apply proper mask to the result.
8919                  */
8920                 is_narrower_load = size < ctx_field_size;
8921                 size_default = bpf_ctx_off_adjust_machine(ctx_field_size);
8922                 off = insn->off;
8923                 if (is_narrower_load) {
8924                         u8 size_code;
8925
8926                         if (type == BPF_WRITE) {
8927                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx access misconfigured\n");
8928                                 return -EINVAL;
8929                         }
8930
8931                         size_code = BPF_H;
8932                         if (ctx_field_size == 4)
8933                                 size_code = BPF_W;
8934                         else if (ctx_field_size == 8)
8935                                 size_code = BPF_DW;
8936
8937                         insn->off = off & ~(size_default - 1);
8938                         insn->code = BPF_LDX | BPF_MEM | size_code;
8939                 }
8940
8941                 target_size = 0;
8942                 cnt = convert_ctx_access(type, insn, insn_buf, env->prog,
8943                                          &target_size);
8944                 if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf) ||
8945                     (ctx_field_size && !target_size)) {
8946                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
8947                         return -EINVAL;
8948                 }
8949
8950                 if (is_narrower_load && size < target_size) {
8951                         u8 shift = bpf_ctx_narrow_access_offset(
8952                                 off, size, size_default) * 8;
8953                         if (ctx_field_size <= 4) {
8954                                 if (shift)
8955                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_RSH,
8956                                                                         insn->dst_reg,
8957                                                                         shift);
8958                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
8959                                                                 (1 << size * 8) - 1);
8960                         } else {
8961                                 if (shift)
8962                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_RSH,
8963                                                                         insn->dst_reg,
8964                                                                         shift);
8965                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
8966                                                                 (1ULL << size * 8) - 1);
8967                         }
8968                 }
8969
8970                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
8971                 if (!new_prog)
8972                         return -ENOMEM;
8973
8974                 delta += cnt - 1;
8975
8976                 /* keep walking new program and skip insns we just inserted */
8977                 env->prog = new_prog;
8978                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
8979         }
8980
8981         return 0;
8982 }
8983
8984 static int jit_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
8985 {
8986         struct bpf_prog *prog = env->prog, **func, *tmp;
8987         int i, j, subprog_start, subprog_end = 0, len, subprog;
8988         struct bpf_insn *insn;
8989         void *old_bpf_func;
8990         int err;
8991
8992         if (env->subprog_cnt <= 1)
8993                 return 0;
8994
8995         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
8996                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
8997                     insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
8998                         continue;
8999                 /* Upon error here we cannot fall back to interpreter but
9000                  * need a hard reject of the program. Thus -EFAULT is
9001                  * propagated in any case.
9002                  */
9003                 subprog = find_subprog(env, i + insn->imm + 1);
9004                 if (subprog < 0) {
9005                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
9006                                   i + insn->imm + 1);
9007                         return -EFAULT;
9008                 }
9009                 /* temporarily remember subprog id inside insn instead of
9010                  * aux_data, since next loop will split up all insns into funcs
9011                  */
9012                 insn->off = subprog;
9013                 /* remember original imm in case JIT fails and fallback
9014                  * to interpreter will be needed
9015                  */
9016                 env->insn_aux_data[i].call_imm = insn->imm;
9017                 /* point imm to __bpf_call_base+1 from JITs point of view */
9018                 insn->imm = 1;
9019         }
9020
9021         err = bpf_prog_alloc_jited_linfo(prog);
9022         if (err)
9023                 goto out_undo_insn;
9024
9025         err = -ENOMEM;
9026         func = kcalloc(env->subprog_cnt, sizeof(prog), GFP_KERNEL);
9027         if (!func)
9028                 goto out_undo_insn;
9029
9030         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
9031                 subprog_start = subprog_end;
9032                 subprog_end = env->subprog_info[i + 1].start;
9033
9034                 len = subprog_end - subprog_start;
9035                 /* BPF_PROG_RUN doesn't call subprogs directly,
9036                  * hence main prog stats include the runtime of subprogs.
9037                  * subprogs don't have IDs and not reachable via prog_get_next_id
9038                  * func[i]->aux->stats will never be accessed and stays NULL
9039                  */
9040                 func[i] = bpf_prog_alloc_no_stats(bpf_prog_size(len), GFP_USER);
9041                 if (!func[i])
9042                         goto out_free;
9043                 memcpy(func[i]->insnsi, &prog->insnsi[subprog_start],
9044                        len * sizeof(struct bpf_insn));
9045                 func[i]->type = prog->type;
9046                 func[i]->len = len;
9047                 if (bpf_prog_calc_tag(func[i]))
9048                         goto out_free;
9049                 func[i]->is_func = 1;
9050                 func[i]->aux->func_idx = i;
9051                 /* the btf and func_info will be freed only at prog->aux */
9052                 func[i]->aux->btf = prog->aux->btf;
9053                 func[i]->aux->func_info = prog->aux->func_info;
9054
9055                 /* Use bpf_prog_F_tag to indicate functions in stack traces.
9056                  * Long term would need debug info to populate names
9057                  */
9058                 func[i]->aux->name[0] = 'F';
9059                 func[i]->aux->stack_depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
9060                 func[i]->jit_requested = 1;
9061                 func[i]->aux->linfo = prog->aux->linfo;
9062                 func[i]->aux->nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
9063                 func[i]->aux->jited_linfo = prog->aux->jited_linfo;
9064                 func[i]->aux->linfo_idx = env->subprog_info[i].linfo_idx;
9065                 func[i] = bpf_int_jit_compile(func[i]);
9066                 if (!func[i]->jited) {
9067                         err = -ENOTSUPP;
9068                         goto out_free;
9069                 }
9070                 cond_resched();
9071         }
9072         /* at this point all bpf functions were successfully JITed
9073          * now populate all bpf_calls with correct addresses and
9074          * run last pass of JIT
9075          */
9076         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
9077                 insn = func[i]->insnsi;
9078                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
9079                         if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
9080                             insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
9081                                 continue;
9082                         subprog = insn->off;
9083                         insn->imm = BPF_CAST_CALL(func[subprog]->bpf_func) -
9084                                     __bpf_call_base;
9085                 }
9086
9087                 /* we use the aux data to keep a list of the start addresses
9088                  * of the JITed images for each function in the program
9089                  *
9090                  * for some architectures, such as powerpc64, the imm field
9091                  * might not be large enough to hold the offset of the start
9092                  * address of the callee's JITed image from __bpf_call_base
9093                  *
9094                  * in such cases, we can lookup the start address of a callee
9095                  * by using its subprog id, available from the off field of
9096                  * the call instruction, as an index for this list
9097                  */
9098                 func[i]->aux->func = func;
9099                 func[i]->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
9100         }
9101         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
9102                 old_bpf_func = func[i]->bpf_func;
9103                 tmp = bpf_int_jit_compile(func[i]);
9104                 if (tmp != func[i] || func[i]->bpf_func != old_bpf_func) {
9105                         verbose(env, "JIT doesn't support bpf-to-bpf calls\n");
9106                         err = -ENOTSUPP;
9107                         goto out_free;
9108                 }
9109                 cond_resched();
9110         }
9111
9112         /* finally lock prog and jit images for all functions and
9113          * populate kallsysm
9114          */
9115         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
9116                 bpf_prog_lock_ro(func[i]);
9117                 bpf_prog_kallsyms_add(func[i]);
9118         }
9119
9120         /* Last step: make now unused interpreter insns from main
9121          * prog consistent for later dump requests, so they can
9122          * later look the same as if they were interpreted only.
9123          */
9124         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
9125                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
9126                     insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
9127                         continue;
9128                 insn->off = env->insn_aux_data[i].call_imm;
9129                 subprog = find_subprog(env, i + insn->off + 1);
9130                 insn->imm = subprog;
9131         }
9132
9133         prog->jited = 1;
9134         prog->bpf_func = func[0]->bpf_func;
9135         prog->aux->func = func;
9136         prog->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
9137         bpf_prog_free_unused_jited_linfo(prog);
9138         return 0;
9139 out_free:
9140         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
9141                 if (func[i])
9142                         bpf_jit_free(func[i]);
9143         kfree(func);
9144 out_undo_insn:
9145         /* cleanup main prog to be interpreted */
9146         prog->jit_requested = 0;
9147         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
9148                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
9149                     insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
9150                         continue;
9151                 insn->off = 0;
9152                 insn->imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
9153         }
9154         bpf_prog_free_jited_linfo(prog);
9155         return err;
9156 }
9157
9158 static int fixup_call_args(struct bpf_verifier_env *env)
9159 {
9160 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
9161         struct bpf_prog *prog = env->prog;
9162         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
9163         int i, depth;
9164 #endif
9165         int err = 0;
9166
9167         if (env->prog->jit_requested &&
9168             !bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
9169                 err = jit_subprogs(env);
9170                 if (err == 0)
9171                         return 0;
9172                 if (err == -EFAULT)
9173                         return err;
9174         }
9175 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
9176         for (i = 0; i < prog->len; i++, insn++) {
9177                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
9178                     insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
9179                         continue;
9180                 depth = get_callee_stack_depth(env, insn, i);
9181                 if (depth < 0)
9182                         return depth;
9183                 bpf_patch_call_args(insn, depth);
9184         }
9185         err = 0;
9186 #endif
9187         return err;
9188 }
9189
9190 /* fixup insn->imm field of bpf_call instructions
9191  * and inline eligible helpers as explicit sequence of BPF instructions
9192  *
9193  * this function is called after eBPF program passed verification
9194  */
9195 static int fixup_bpf_calls(struct bpf_verifier_env *env)
9196 {
9197         struct bpf_prog *prog = env->prog;
9198         bool expect_blinding = bpf_jit_blinding_enabled(prog);
9199         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
9200         const struct bpf_func_proto *fn;
9201         const int insn_cnt = prog->len;
9202         const struct bpf_map_ops *ops;
9203         struct bpf_insn_aux_data *aux;
9204         struct bpf_insn insn_buf[16];
9205         struct bpf_prog *new_prog;
9206         struct bpf_map *map_ptr;
9207         int i, ret, cnt, delta = 0;
9208
9209         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
9210                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X) ||
9211                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
9212                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X) ||
9213                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
9214                         bool is64 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64;
9215                         struct bpf_insn mask_and_div[] = {
9216                                 BPF_MOV32_REG(insn->src_reg, insn->src_reg),
9217                                 /* Rx div 0 -> 0 */
9218                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JNE, insn->src_reg, 0, 2),
9219                                 BPF_ALU32_REG(BPF_XOR, insn->dst_reg, insn->dst_reg),
9220                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
9221                                 *insn,
9222                         };
9223                         struct bpf_insn mask_and_mod[] = {
9224                                 BPF_MOV32_REG(insn->src_reg, insn->src_reg),
9225                                 /* Rx mod 0 -> Rx */
9226                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, insn->src_reg, 0, 1),
9227                                 *insn,
9228                         };
9229                         struct bpf_insn *patchlet;
9230
9231                         if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
9232                             insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
9233                                 patchlet = mask_and_div + (is64 ? 1 : 0);
9234                                 cnt = ARRAY_SIZE(mask_and_div) - (is64 ? 1 : 0);
9235                         } else {
9236                                 patchlet = mask_and_mod + (is64 ? 1 : 0);
9237                                 cnt = ARRAY_SIZE(mask_and_mod) - (is64 ? 1 : 0);
9238                         }
9239
9240                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patchlet, cnt);
9241                         if (!new_prog)
9242                                 return -ENOMEM;
9243
9244                         delta    += cnt - 1;
9245                         env->prog = prog = new_prog;
9246                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
9247                         continue;
9248                 }
9249
9250                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LD &&
9251                     (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS ||
9252                      BPF_MODE(insn->code) == BPF_IND)) {
9253                         cnt = env->ops->gen_ld_abs(insn, insn_buf);
9254                         if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
9255                                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
9256                                 return -EINVAL;
9257                         }
9258
9259                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
9260                         if (!new_prog)
9261                                 return -ENOMEM;
9262
9263                         delta    += cnt - 1;
9264                         env->prog = prog = new_prog;
9265                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
9266                         continue;
9267                 }
9268
9269                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X) ||
9270                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X)) {
9271                         const u8 code_add = BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X;
9272                         const u8 code_sub = BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X;
9273                         struct bpf_insn insn_buf[16];
9274                         struct bpf_insn *patch = &insn_buf[0];
9275                         bool issrc, isneg;
9276                         u32 off_reg;
9277
9278                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
9279                         if (!aux->alu_state ||
9280                             aux->alu_state == BPF_ALU_NON_POINTER)
9281                                 continue;
9282
9283                         isneg = aux->alu_state & BPF_ALU_NEG_VALUE;
9284                         issrc = (aux->alu_state & BPF_ALU_SANITIZE) ==
9285                                 BPF_ALU_SANITIZE_SRC;
9286
9287                         off_reg = issrc ? insn->src_reg : insn->dst_reg;
9288                         if (isneg)
9289                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
9290                         *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit - 1);
9291                         *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_SUB, BPF_REG_AX, off_reg);
9292                         *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, BPF_REG_AX, off_reg);
9293                         *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_NEG, BPF_REG_AX, 0);
9294                         *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ARSH, BPF_REG_AX, 63);
9295                         if (issrc) {
9296                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_AND, BPF_REG_AX,
9297                                                          off_reg);
9298                                 insn->src_reg = BPF_REG_AX;
9299                         } else {
9300                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_AND, off_reg,
9301                                                          BPF_REG_AX);
9302                         }
9303                         if (isneg)
9304                                 insn->code = insn->code == code_add ?
9305                                              code_sub : code_add;
9306                         *patch++ = *insn;
9307                         if (issrc && isneg)
9308                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
9309                         cnt = patch - insn_buf;
9310
9311                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
9312                         if (!new_prog)
9313                                 return -ENOMEM;
9314
9315                         delta    += cnt - 1;
9316                         env->prog = prog = new_prog;
9317                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
9318                         continue;
9319                 }
9320
9321                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
9322                         continue;
9323                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
9324                         continue;
9325
9326                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_route_realm)
9327                         prog->dst_needed = 1;
9328                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_prandom_u32)
9329                         bpf_user_rnd_init_once();
9330                 if (insn->imm == BPF_FUNC_override_return)
9331                         prog->kprobe_override = 1;
9332                 if (insn->imm == BPF_FUNC_tail_call) {
9333                         /* If we tail call into other programs, we
9334                          * cannot make any assumptions since they can
9335                          * be replaced dynamically during runtime in
9336                          * the program array.
9337                          */
9338                         prog->cb_access = 1;
9339                         env->prog->aux->stack_depth = MAX_BPF_STACK;
9340                         env->prog->aux->max_pkt_offset = MAX_PACKET_OFF;
9341
9342                         /* mark bpf_tail_call as different opcode to avoid
9343                          * conditional branch in the interpeter for every normal
9344                          * call and to prevent accidental JITing by JIT compiler
9345                          * that doesn't support bpf_tail_call yet
9346                          */
9347                         insn->imm = 0;
9348                         insn->code = BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL;
9349
9350                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
9351                         if (env->allow_ptr_leaks && !expect_blinding &&
9352                             prog->jit_requested &&
9353                             !bpf_map_key_poisoned(aux) &&
9354                             !bpf_map_ptr_poisoned(aux) &&
9355                             !bpf_map_ptr_unpriv(aux)) {
9356                                 struct bpf_jit_poke_descriptor desc = {
9357                                         .reason = BPF_POKE_REASON_TAIL_CALL,
9358                                         .tail_call.map = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state),
9359                                         .tail_call.key = bpf_map_key_immediate(aux),
9360                                 };
9361
9362                                 ret = bpf_jit_add_poke_descriptor(prog, &desc);
9363                                 if (ret < 0) {
9364                                         verbose(env, "adding tail call poke descriptor failed\n");
9365                                         return ret;
9366                                 }
9367
9368                                 insn->imm = ret + 1;
9369                                 continue;
9370                         }
9371
9372                         if (!bpf_map_ptr_unpriv(aux))
9373                                 continue;
9374
9375                         /* instead of changing every JIT dealing with tail_call
9376                          * emit two extra insns:
9377                          * if (index >= max_entries) goto out;
9378                          * index &= array->index_mask;
9379                          * to avoid out-of-bounds cpu speculation
9380                          */
9381                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux)) {
9382                                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
9383                                 return -EINVAL;
9384                         }
9385
9386                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
9387                         insn_buf[0] = BPF_JMP_IMM(BPF_JGE, BPF_REG_3,
9388                                                   map_ptr->max_entries, 2);
9389                         insn_buf[1] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, BPF_REG_3,
9390                                                     container_of(map_ptr,
9391                                                                  struct bpf_array,
9392                                                                  map)->index_mask);
9393                         insn_buf[2] = *insn;
9394                         cnt = 3;
9395                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
9396                         if (!new_prog)
9397                                 return -ENOMEM;
9398
9399                         delta    += cnt - 1;
9400                         env->prog = prog = new_prog;
9401                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
9402                         continue;
9403                 }
9404
9405                 /* BPF_EMIT_CALL() assumptions in some of the map_gen_lookup
9406                  * and other inlining handlers are currently limited to 64 bit
9407                  * only.
9408                  */
9409                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
9410                     (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem ||
9411                      insn->imm == BPF_FUNC_map_update_elem ||
9412                      insn->imm == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
9413                      insn->imm == BPF_FUNC_map_push_elem   ||
9414                      insn->imm == BPF_FUNC_map_pop_elem    ||
9415                      insn->imm == BPF_FUNC_map_peek_elem)) {
9416                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
9417                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux))
9418                                 goto patch_call_imm;
9419
9420                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
9421                         ops = map_ptr->ops;
9422                         if (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
9423                             ops->map_gen_lookup) {
9424                                 cnt = ops->map_gen_lookup(map_ptr, insn_buf);
9425                                 if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
9426                                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
9427                                         return -EINVAL;
9428                                 }
9429
9430                                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta,
9431                                                                insn_buf, cnt);
9432                                 if (!new_prog)
9433                                         return -ENOMEM;
9434
9435                                 delta    += cnt - 1;
9436                                 env->prog = prog = new_prog;
9437                                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
9438                                 continue;
9439                         }
9440
9441                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_elem,
9442                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
9443                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_delete_elem,
9444                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
9445                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_update_elem,
9446                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
9447                                               u64 flags))NULL));
9448                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_push_elem,
9449                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value,
9450                                               u64 flags))NULL));
9451                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_pop_elem,
9452                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
9453                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_peek_elem,
9454                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
9455
9456                         switch (insn->imm) {
9457                         case BPF_FUNC_map_lookup_elem:
9458                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_lookup_elem) -
9459                                             __bpf_call_base;
9460                                 continue;
9461                         case BPF_FUNC_map_update_elem:
9462                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_update_elem) -
9463                                             __bpf_call_base;
9464                                 continue;
9465                         case BPF_FUNC_map_delete_elem:
9466                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_delete_elem) -
9467                                             __bpf_call_base;
9468                                 continue;
9469                         case BPF_FUNC_map_push_elem:
9470                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_push_elem) -
9471                                             __bpf_call_base;
9472                                 continue;
9473                         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
9474                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_pop_elem) -
9475                                             __bpf_call_base;
9476                                 continue;
9477                         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
9478                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_peek_elem) -
9479                                             __bpf_call_base;
9480                                 continue;
9481                         }
9482
9483                         goto patch_call_imm;
9484                 }
9485
9486                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
9487                     insn->imm == BPF_FUNC_jiffies64) {
9488                         struct bpf_insn ld_jiffies_addr[2] = {
9489                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_0,
9490                                              (unsigned long)&jiffies),
9491                         };
9492
9493                         insn_buf[0] = ld_jiffies_addr[0];
9494                         insn_buf[1] = ld_jiffies_addr[1];
9495                         insn_buf[2] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0,
9496                                                   BPF_REG_0, 0);
9497                         cnt = 3;
9498
9499                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf,
9500                                                        cnt);
9501                         if (!new_prog)
9502                                 return -ENOMEM;
9503
9504                         delta    += cnt - 1;
9505                         env->prog = prog = new_prog;
9506                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
9507                         continue;
9508                 }
9509
9510 patch_call_imm:
9511                 fn = env->ops->get_func_proto(insn->imm, env->prog);
9512                 /* all functions that have prototype and verifier allowed
9513                  * programs to call them, must be real in-kernel functions
9514                  */
9515                 if (!fn->func) {
9516                         verbose(env,
9517                                 "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
9518                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
9519                         return -EFAULT;
9520                 }
9521                 insn->imm = fn->func - __bpf_call_base;
9522         }
9523
9524         /* Since poke tab is now finalized, publish aux to tracker. */
9525         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
9526                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
9527                 if (!map_ptr->ops->map_poke_track ||
9528                     !map_ptr->ops->map_poke_untrack ||
9529                     !map_ptr->ops->map_poke_run) {
9530                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
9531                         return -EINVAL;
9532                 }
9533
9534                 ret = map_ptr->ops->map_poke_track(map_ptr, prog->aux);
9535                 if (ret < 0) {
9536                         verbose(env, "tracking tail call prog failed\n");
9537                         return ret;
9538                 }
9539         }
9540
9541         return 0;
9542 }
9543
9544 static void free_states(struct bpf_verifier_env *env)
9545 {
9546         struct bpf_verifier_state_list *sl, *sln;
9547         int i;
9548
9549         sl = env->free_list;
9550         while (sl) {
9551                 sln = sl->next;
9552                 free_verifier_state(&sl->state, false);
9553                 kfree(sl);
9554                 sl = sln;
9555         }
9556         env->free_list = NULL;
9557
9558         if (!env->explored_states)
9559                 return;
9560
9561         for (i = 0; i < state_htab_size(env); i++) {
9562                 sl = env->explored_states[i];
9563
9564                 while (sl) {
9565                         sln = sl->next;
9566                         free_verifier_state(&sl->state, false);
9567                         kfree(sl);
9568                         sl = sln;
9569                 }
9570                 env->explored_states[i] = NULL;
9571         }
9572 }
9573
9574 /* The verifier is using insn_aux_data[] to store temporary data during
9575  * verification and to store information for passes that run after the
9576  * verification like dead code sanitization. do_check_common() for subprogram N
9577  * may analyze many other subprograms. sanitize_insn_aux_data() clears all
9578  * temporary data after do_check_common() finds that subprogram N cannot be
9579  * verified independently. pass_cnt counts the number of times
9580  * do_check_common() was run and insn->aux->seen tells the pass number
9581  * insn_aux_data was touched. These variables are compared to clear temporary
9582  * data from failed pass. For testing and experiments do_check_common() can be
9583  * run multiple times even when prior attempt to verify is unsuccessful.
9584  */
9585 static void sanitize_insn_aux_data(struct bpf_verifier_env *env)
9586 {
9587         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
9588         struct bpf_insn_aux_data *aux;
9589         int i, class;
9590
9591         for (i = 0; i < env->prog->len; i++) {
9592                 class = BPF_CLASS(insn[i].code);
9593                 if (class != BPF_LDX && class != BPF_STX)
9594                         continue;
9595                 aux = &env->insn_aux_data[i];
9596                 if (aux->seen != env->pass_cnt)
9597                         continue;
9598                 memset(aux, 0, offsetof(typeof(*aux), orig_idx));
9599         }
9600 }
9601
9602 static int do_check_common(struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
9603 {
9604         struct bpf_verifier_state *state;
9605         struct bpf_reg_state *regs;
9606         int ret, i;
9607
9608         env->prev_linfo = NULL;
9609         env->pass_cnt++;
9610
9611         state = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state), GFP_KERNEL);
9612         if (!state)
9613                 return -ENOMEM;
9614         state->curframe = 0;
9615         state->speculative = false;
9616         state->branches = 1;
9617         state->frame[0] = kzalloc(sizeof(struct bpf_func_state), GFP_KERNEL);
9618         if (!state->frame[0]) {
9619                 kfree(state);
9620                 return -ENOMEM;
9621         }
9622         env->cur_state = state;
9623         init_func_state(env, state->frame[0],
9624                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
9625                         0 /* frameno */,
9626                         subprog);
9627
9628         regs = state->frame[state->curframe]->regs;
9629         if (subprog || env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
9630                 ret = btf_prepare_func_args(env, subprog, regs);
9631                 if (ret)
9632                         goto out;
9633                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++) {
9634                         if (regs[i].type == PTR_TO_CTX)
9635                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
9636                         else if (regs[i].type == SCALAR_VALUE)
9637                                 mark_reg_unknown(env, regs, i);
9638                 }
9639         } else {
9640                 /* 1st arg to a function */
9641                 regs[BPF_REG_1].type = PTR_TO_CTX;
9642                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_1);
9643                 ret = btf_check_func_arg_match(env, subprog, regs);
9644                 if (ret == -EFAULT)
9645                         /* unlikely verifier bug. abort.
9646                          * ret == 0 and ret < 0 are sadly acceptable for
9647                          * main() function due to backward compatibility.
9648                          * Like socket filter program may be written as:
9649                          * int bpf_prog(struct pt_regs *ctx)
9650                          * and never dereference that ctx in the program.
9651                          * 'struct pt_regs' is a type mismatch for socket
9652                          * filter that should be using 'struct __sk_buff'.
9653                          */
9654                         goto out;
9655         }
9656
9657         ret = do_check(env);
9658 out:
9659         /* check for NULL is necessary, since cur_state can be freed inside
9660          * do_check() under memory pressure.
9661          */
9662         if (env->cur_state) {
9663                 free_verifier_state(env->cur_state, true);
9664                 env->cur_state = NULL;
9665         }
9666         while (!pop_stack(env, NULL, NULL));
9667         free_states(env);
9668         if (ret)
9669                 /* clean aux data in case subprog was rejected */
9670                 sanitize_insn_aux_data(env);
9671         return ret;
9672 }
9673
9674 /* Verify all global functions in a BPF program one by one based on their BTF.
9675  * All global functions must pass verification. Otherwise the whole program is rejected.
9676  * Consider:
9677  * int bar(int);
9678  * int foo(int f)
9679  * {
9680  *    return bar(f);
9681  * }
9682  * int bar(int b)
9683  * {
9684  *    ...
9685  * }
9686  * foo() will be verified first for R1=any_scalar_value. During verification it
9687  * will be assumed that bar() already verified successfully and call to bar()
9688  * from foo() will be checked for type match only. Later bar() will be verified
9689  * independently to check that it's safe for R1=any_scalar_value.
9690  */
9691 static int do_check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
9692 {
9693         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
9694         int i, ret;
9695
9696         if (!aux->func_info)
9697                 return 0;
9698
9699         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
9700                 if (aux->func_info_aux[i].linkage != BTF_FUNC_GLOBAL)
9701                         continue;
9702                 env->insn_idx = env->subprog_info[i].start;
9703                 WARN_ON_ONCE(env->insn_idx == 0);
9704                 ret = do_check_common(env, i);
9705                 if (ret) {
9706                         return ret;
9707                 } else if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
9708                         verbose(env,
9709                                 "Func#%d is safe for any args that match its prototype\n",
9710                                 i);
9711                 }
9712         }
9713         return 0;
9714 }
9715
9716 static int do_check_main(struct bpf_verifier_env *env)
9717 {
9718         int ret;
9719
9720         env->insn_idx = 0;
9721         ret = do_check_common(env, 0);
9722         if (!ret)
9723                 env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
9724         return ret;
9725 }
9726
9727
9728 static void print_verification_stats(struct bpf_verifier_env *env)
9729 {
9730         int i;
9731
9732         if (env->log.level & BPF_LOG_STATS) {
9733                 verbose(env, "verification time %lld usec\n",
9734                         div_u64(env->verification_time, 1000));
9735                 verbose(env, "stack depth ");
9736                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
9737                         u32 depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
9738
9739                         verbose(env, "%d", depth);
9740                         if (i + 1 < env->subprog_cnt)
9741                                 verbose(env, "+");
9742                 }
9743                 verbose(env, "\n");
9744         }
9745         verbose(env, "processed %d insns (limit %d) max_states_per_insn %d "
9746                 "total_states %d peak_states %d mark_read %d\n",
9747                 env->insn_processed, BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS,
9748                 env->max_states_per_insn, env->total_states,
9749                 env->peak_states, env->longest_mark_read_walk);
9750 }
9751
9752 static int check_struct_ops_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
9753 {
9754         const struct btf_type *t, *func_proto;
9755         const struct bpf_struct_ops *st_ops;
9756         const struct btf_member *member;
9757         struct bpf_prog *prog = env->prog;
9758         u32 btf_id, member_idx;
9759         const char *mname;
9760
9761         btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
9762         st_ops = bpf_struct_ops_find(btf_id);
9763         if (!st_ops) {
9764                 verbose(env, "attach_btf_id %u is not a supported struct\n",
9765                         btf_id);
9766                 return -ENOTSUPP;
9767         }
9768
9769         t = st_ops->type;
9770         member_idx = prog->expected_attach_type;
9771         if (member_idx >= btf_type_vlen(t)) {
9772                 verbose(env, "attach to invalid member idx %u of struct %s\n",
9773                         member_idx, st_ops->name);
9774                 return -EINVAL;
9775         }
9776
9777         member = &btf_type_member(t)[member_idx];
9778         mname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, member->name_off);
9779         func_proto = btf_type_resolve_func_ptr(btf_vmlinux, member->type,
9780                                                NULL);
9781         if (!func_proto) {
9782                 verbose(env, "attach to invalid member %s(@idx %u) of struct %s\n",
9783                         mname, member_idx, st_ops->name);
9784                 return -EINVAL;
9785         }
9786
9787         if (st_ops->check_member) {
9788                 int err = st_ops->check_member(t, member);
9789
9790                 if (err) {
9791                         verbose(env, "attach to unsupported member %s of struct %s\n",
9792                                 mname, st_ops->name);
9793                         return err;
9794                 }
9795         }
9796
9797         prog->aux->attach_func_proto = func_proto;
9798         prog->aux->attach_func_name = mname;
9799         env->ops = st_ops->verifier_ops;
9800
9801         return 0;
9802 }
9803
9804 static int check_attach_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
9805 {
9806         struct bpf_prog *prog = env->prog;
9807         bool prog_extension = prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT;
9808         struct bpf_prog *tgt_prog = prog->aux->linked_prog;
9809         u32 btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
9810         const char prefix[] = "btf_trace_";
9811         int ret = 0, subprog = -1, i;
9812         struct bpf_trampoline *tr;
9813         const struct btf_type *t;
9814         bool conservative = true;
9815         const char *tname;
9816         struct btf *btf;
9817         long addr;
9818         u64 key;
9819
9820         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS)
9821                 return check_struct_ops_btf_id(env);
9822
9823         if (prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING && !prog_extension)
9824                 return 0;
9825
9826         if (!btf_id) {
9827                 verbose(env, "Tracing programs must provide btf_id\n");
9828                 return -EINVAL;
9829         }
9830         btf = bpf_prog_get_target_btf(prog);
9831         if (!btf) {
9832                 verbose(env,
9833                         "FENTRY/FEXIT program can only be attached to another program annotated with BTF\n");
9834                 return -EINVAL;
9835         }
9836         t = btf_type_by_id(btf, btf_id);
9837         if (!t) {
9838                 verbose(env, "attach_btf_id %u is invalid\n", btf_id);
9839                 return -EINVAL;
9840         }
9841         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
9842         if (!tname) {
9843                 verbose(env, "attach_btf_id %u doesn't have a name\n", btf_id);
9844                 return -EINVAL;
9845         }
9846         if (tgt_prog) {
9847                 struct bpf_prog_aux *aux = tgt_prog->aux;
9848
9849                 for (i = 0; i < aux->func_info_cnt; i++)
9850                         if (aux->func_info[i].type_id == btf_id) {
9851                                 subprog = i;
9852                                 break;
9853                         }
9854                 if (subprog == -1) {
9855                         verbose(env, "Subprog %s doesn't exist\n", tname);
9856                         return -EINVAL;
9857                 }
9858                 conservative = aux->func_info_aux[subprog].unreliable;
9859                 if (prog_extension) {
9860                         if (conservative) {
9861                                 verbose(env,
9862                                         "Cannot replace static functions\n");
9863                                 return -EINVAL;
9864                         }
9865                         if (!prog->jit_requested) {
9866                                 verbose(env,
9867                                         "Extension programs should be JITed\n");
9868                                 return -EINVAL;
9869                         }
9870                         env->ops = bpf_verifier_ops[tgt_prog->type];
9871                 }
9872                 if (!tgt_prog->jited) {
9873                         verbose(env, "Can attach to only JITed progs\n");
9874                         return -EINVAL;
9875                 }
9876                 if (tgt_prog->type == prog->type) {
9877                         /* Cannot fentry/fexit another fentry/fexit program.
9878                          * Cannot attach program extension to another extension.
9879                          * It's ok to attach fentry/fexit to extension program.
9880                          */
9881                         verbose(env, "Cannot recursively attach\n");
9882                         return -EINVAL;
9883                 }
9884                 if (tgt_prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
9885                     prog_extension &&
9886                     (tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FENTRY ||
9887                      tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FEXIT)) {
9888                         /* Program extensions can extend all program types
9889                          * except fentry/fexit. The reason is the following.
9890                          * The fentry/fexit programs are used for performance
9891                          * analysis, stats and can be attached to any program
9892                          * type except themselves. When extension program is
9893                          * replacing XDP function it is necessary to allow
9894                          * performance analysis of all functions. Both original
9895                          * XDP program and its program extension. Hence
9896                          * attaching fentry/fexit to BPF_PROG_TYPE_EXT is
9897                          * allowed. If extending of fentry/fexit was allowed it
9898                          * would be possible to create long call chain
9899                          * fentry->extension->fentry->extension beyond
9900                          * reasonable stack size. Hence extending fentry is not
9901                          * allowed.
9902                          */
9903                         verbose(env, "Cannot extend fentry/fexit\n");
9904                         return -EINVAL;
9905                 }
9906                 key = ((u64)aux->id) << 32 | btf_id;
9907         } else {
9908                 if (prog_extension) {
9909                         verbose(env, "Cannot replace kernel functions\n");
9910                         return -EINVAL;
9911                 }
9912                 key = btf_id;
9913         }
9914
9915         switch (prog->expected_attach_type) {
9916         case BPF_TRACE_RAW_TP:
9917                 if (tgt_prog) {
9918                         verbose(env,
9919                                 "Only FENTRY/FEXIT progs are attachable to another BPF prog\n");
9920                         return -EINVAL;
9921                 }
9922                 if (!btf_type_is_typedef(t)) {
9923                         verbose(env, "attach_btf_id %u is not a typedef\n",
9924                                 btf_id);
9925                         return -EINVAL;
9926                 }
9927                 if (strncmp(prefix, tname, sizeof(prefix) - 1)) {
9928                         verbose(env, "attach_btf_id %u points to wrong type name %s\n",
9929                                 btf_id, tname);
9930                         return -EINVAL;
9931                 }
9932                 tname += sizeof(prefix) - 1;
9933                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
9934                 if (!btf_type_is_ptr(t))
9935                         /* should never happen in valid vmlinux build */
9936                         return -EINVAL;
9937                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
9938                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
9939                         /* should never happen in valid vmlinux build */
9940                         return -EINVAL;
9941
9942                 /* remember two read only pointers that are valid for
9943                  * the life time of the kernel
9944                  */
9945                 prog->aux->attach_func_name = tname;
9946                 prog->aux->attach_func_proto = t;
9947                 prog->aux->attach_btf_trace = true;
9948                 return 0;
9949         default:
9950                 if (!prog_extension)
9951                         return -EINVAL;
9952                 /* fallthrough */
9953         case BPF_TRACE_FENTRY:
9954         case BPF_TRACE_FEXIT:
9955                 if (!btf_type_is_func(t)) {
9956                         verbose(env, "attach_btf_id %u is not a function\n",
9957                                 btf_id);
9958                         return -EINVAL;
9959                 }
9960                 if (prog_extension &&
9961                     btf_check_type_match(env, prog, btf, t))
9962                         return -EINVAL;
9963                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
9964                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
9965                         return -EINVAL;
9966                 tr = bpf_trampoline_lookup(key);
9967                 if (!tr)
9968                         return -ENOMEM;
9969                 prog->aux->attach_func_name = tname;
9970                 /* t is either vmlinux type or another program's type */
9971                 prog->aux->attach_func_proto = t;
9972                 mutex_lock(&tr->mutex);
9973                 if (tr->func.addr) {
9974                         prog->aux->trampoline = tr;
9975                         goto out;
9976                 }
9977                 if (tgt_prog && conservative) {
9978                         prog->aux->attach_func_proto = NULL;
9979                         t = NULL;
9980                 }
9981                 ret = btf_distill_func_proto(&env->log, btf, t,
9982                                              tname, &tr->func.model);
9983                 if (ret < 0)
9984                         goto out;
9985                 if (tgt_prog) {
9986                         if (subprog == 0)
9987                                 addr = (long) tgt_prog->bpf_func;
9988                         else
9989                                 addr = (long) tgt_prog->aux->func[subprog]->bpf_func;
9990                 } else {
9991                         addr = kallsyms_lookup_name(tname);
9992                         if (!addr) {
9993                                 verbose(env,
9994                                         "The address of function %s cannot be found\n",
9995                                         tname);
9996                                 ret = -ENOENT;
9997                                 goto out;
9998                         }
9999                 }
10000                 tr->func.addr = (void *)addr;
10001                 prog->aux->trampoline = tr;
10002 out:
10003                 mutex_unlock(&tr->mutex);
10004                 if (ret)
10005                         bpf_trampoline_put(tr);
10006                 return ret;
10007         }
10008 }
10009
10010 int bpf_check(struct bpf_prog **prog, union bpf_attr *attr,
10011               union bpf_attr __user *uattr)
10012 {
10013         u64 start_time = ktime_get_ns();
10014         struct bpf_verifier_env *env;
10015         struct bpf_verifier_log *log;
10016         int i, len, ret = -EINVAL;
10017         bool is_priv;
10018
10019         /* no program is valid */
10020         if (ARRAY_SIZE(bpf_verifier_ops) == 0)
10021                 return -EINVAL;
10022
10023         /* 'struct bpf_verifier_env' can be global, but since it's not small,
10024          * allocate/free it every time bpf_check() is called
10025          */
10026         env = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_env), GFP_KERNEL);
10027         if (!env)
10028                 return -ENOMEM;
10029         log = &env->log;
10030
10031         len = (*prog)->len;
10032         env->insn_aux_data =
10033                 vzalloc(array_size(sizeof(struct bpf_insn_aux_data), len));
10034         ret = -ENOMEM;
10035         if (!env->insn_aux_data)
10036                 goto err_free_env;
10037         for (i = 0; i < len; i++)
10038                 env->insn_aux_data[i].orig_idx = i;
10039         env->prog = *prog;
10040         env->ops = bpf_verifier_ops[env->prog->type];
10041         is_priv = capable(CAP_SYS_ADMIN);
10042
10043         if (!btf_vmlinux && IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_INFO_BTF)) {
10044                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
10045                 if (!btf_vmlinux)
10046                         btf_vmlinux = btf_parse_vmlinux();
10047                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
10048         }
10049
10050         /* grab the mutex to protect few globals used by verifier */
10051         if (!is_priv)
10052                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
10053
10054         if (attr->log_level || attr->log_buf || attr->log_size) {
10055                 /* user requested verbose verifier output
10056                  * and supplied buffer to store the verification trace
10057                  */
10058                 log->level = attr->log_level;
10059                 log->ubuf = (char __user *) (unsigned long) attr->log_buf;
10060                 log->len_total = attr->log_size;
10061
10062                 ret = -EINVAL;
10063                 /* log attributes have to be sane */
10064                 if (log->len_total < 128 || log->len_total > UINT_MAX >> 2 ||
10065                     !log->level || !log->ubuf || log->level & ~BPF_LOG_MASK)
10066                         goto err_unlock;
10067         }
10068
10069         if (IS_ERR(btf_vmlinux)) {
10070                 /* Either gcc or pahole or kernel are broken. */
10071                 verbose(env, "in-kernel BTF is malformed\n");
10072                 ret = PTR_ERR(btf_vmlinux);
10073                 goto skip_full_check;
10074         }
10075
10076         env->strict_alignment = !!(attr->prog_flags & BPF_F_STRICT_ALIGNMENT);
10077         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS))
10078                 env->strict_alignment = true;
10079         if (attr->prog_flags & BPF_F_ANY_ALIGNMENT)
10080                 env->strict_alignment = false;
10081
10082         env->allow_ptr_leaks = is_priv;
10083
10084         if (is_priv)
10085                 env->test_state_freq = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_STATE_FREQ;
10086
10087         ret = replace_map_fd_with_map_ptr(env);
10088         if (ret < 0)
10089                 goto skip_full_check;
10090
10091         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
10092                 ret = bpf_prog_offload_verifier_prep(env->prog);
10093                 if (ret)
10094                         goto skip_full_check;
10095         }
10096
10097         env->explored_states = kvcalloc(state_htab_size(env),
10098                                        sizeof(struct bpf_verifier_state_list *),
10099                                        GFP_USER);
10100         ret = -ENOMEM;
10101         if (!env->explored_states)
10102                 goto skip_full_check;
10103
10104         ret = check_subprogs(env);
10105         if (ret < 0)
10106                 goto skip_full_check;
10107
10108         ret = check_btf_info(env, attr, uattr);
10109         if (ret < 0)
10110                 goto skip_full_check;
10111
10112         ret = check_attach_btf_id(env);
10113         if (ret)
10114                 goto skip_full_check;
10115
10116         ret = check_cfg(env);
10117         if (ret < 0)
10118                 goto skip_full_check;
10119
10120         ret = do_check_subprogs(env);
10121         ret = ret ?: do_check_main(env);
10122
10123         if (ret == 0 && bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
10124                 ret = bpf_prog_offload_finalize(env);
10125
10126 skip_full_check:
10127         kvfree(env->explored_states);
10128
10129         if (ret == 0)
10130                 ret = check_max_stack_depth(env);
10131
10132         /* instruction rewrites happen after this point */
10133         if (is_priv) {
10134                 if (ret == 0)
10135                         opt_hard_wire_dead_code_branches(env);
10136                 if (ret == 0)
10137                         ret = opt_remove_dead_code(env);
10138                 if (ret == 0)
10139                         ret = opt_remove_nops(env);
10140         } else {
10141                 if (ret == 0)
10142                         sanitize_dead_code(env);
10143         }
10144
10145         if (ret == 0)
10146                 /* program is valid, convert *(u32*)(ctx + off) accesses */
10147                 ret = convert_ctx_accesses(env);
10148
10149         if (ret == 0)
10150                 ret = fixup_bpf_calls(env);
10151
10152         /* do 32-bit optimization after insn patching has done so those patched
10153          * insns could be handled correctly.
10154          */
10155         if (ret == 0 && !bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
10156                 ret = opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(env, attr);
10157                 env->prog->aux->verifier_zext = bpf_jit_needs_zext() ? !ret
10158                                                                      : false;
10159         }
10160
10161         if (ret == 0)
10162                 ret = fixup_call_args(env);
10163
10164         env->verification_time = ktime_get_ns() - start_time;
10165         print_verification_stats(env);
10166
10167         if (log->level && bpf_verifier_log_full(log))
10168                 ret = -ENOSPC;
10169         if (log->level && !log->ubuf) {
10170                 ret = -EFAULT;
10171                 goto err_release_maps;
10172         }
10173
10174         if (ret == 0 && env->used_map_cnt) {
10175                 /* if program passed verifier, update used_maps in bpf_prog_info */
10176                 env->prog->aux->used_maps = kmalloc_array(env->used_map_cnt,
10177                                                           sizeof(env->used_maps[0]),
10178                                                           GFP_KERNEL);
10179
10180                 if (!env->prog->aux->used_maps) {
10181                         ret = -ENOMEM;
10182                         goto err_release_maps;
10183                 }
10184
10185                 memcpy(env->prog->aux->used_maps, env->used_maps,
10186                        sizeof(env->used_maps[0]) * env->used_map_cnt);
10187                 env->prog->aux->used_map_cnt = env->used_map_cnt;
10188
10189                 /* program is valid. Convert pseudo bpf_ld_imm64 into generic
10190                  * bpf_ld_imm64 instructions
10191                  */
10192                 convert_pseudo_ld_imm64(env);
10193         }
10194
10195         if (ret == 0)
10196                 adjust_btf_func(env);
10197
10198 err_release_maps:
10199         if (!env->prog->aux->used_maps)
10200                 /* if we didn't copy map pointers into bpf_prog_info, release
10201                  * them now. Otherwise free_used_maps() will release them.
10202                  */
10203                 release_maps(env);
10204         *prog = env->prog;
10205 err_unlock:
10206         if (!is_priv)
10207                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
10208         vfree(env->insn_aux_data);
10209 err_free_env:
10210         kfree(env);
10211         return ret;
10212 }