asm-generic/irqstat: Add optional __nmi_count member
[linux-2.6-microblaze.git] / kernel / bpf / verifier.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /* Copyright (c) 2011-2014 PLUMgrid, http://plumgrid.com
3  * Copyright (c) 2016 Facebook
4  * Copyright (c) 2018 Covalent IO, Inc. http://covalent.io
5  */
6 #include <uapi/linux/btf.h>
7 #include <linux/kernel.h>
8 #include <linux/types.h>
9 #include <linux/slab.h>
10 #include <linux/bpf.h>
11 #include <linux/btf.h>
12 #include <linux/bpf_verifier.h>
13 #include <linux/filter.h>
14 #include <net/netlink.h>
15 #include <linux/file.h>
16 #include <linux/vmalloc.h>
17 #include <linux/stringify.h>
18 #include <linux/bsearch.h>
19 #include <linux/sort.h>
20 #include <linux/perf_event.h>
21 #include <linux/ctype.h>
22 #include <linux/error-injection.h>
23 #include <linux/bpf_lsm.h>
24 #include <linux/btf_ids.h>
25
26 #include "disasm.h"
27
28 static const struct bpf_verifier_ops * const bpf_verifier_ops[] = {
29 #define BPF_PROG_TYPE(_id, _name, prog_ctx_type, kern_ctx_type) \
30         [_id] = & _name ## _verifier_ops,
31 #define BPF_MAP_TYPE(_id, _ops)
32 #define BPF_LINK_TYPE(_id, _name)
33 #include <linux/bpf_types.h>
34 #undef BPF_PROG_TYPE
35 #undef BPF_MAP_TYPE
36 #undef BPF_LINK_TYPE
37 };
38
39 /* bpf_check() is a static code analyzer that walks eBPF program
40  * instruction by instruction and updates register/stack state.
41  * All paths of conditional branches are analyzed until 'bpf_exit' insn.
42  *
43  * The first pass is depth-first-search to check that the program is a DAG.
44  * It rejects the following programs:
45  * - larger than BPF_MAXINSNS insns
46  * - if loop is present (detected via back-edge)
47  * - unreachable insns exist (shouldn't be a forest. program = one function)
48  * - out of bounds or malformed jumps
49  * The second pass is all possible path descent from the 1st insn.
50  * Since it's analyzing all pathes through the program, the length of the
51  * analysis is limited to 64k insn, which may be hit even if total number of
52  * insn is less then 4K, but there are too many branches that change stack/regs.
53  * Number of 'branches to be analyzed' is limited to 1k
54  *
55  * On entry to each instruction, each register has a type, and the instruction
56  * changes the types of the registers depending on instruction semantics.
57  * If instruction is BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_5), then type of R5 is
58  * copied to R1.
59  *
60  * All registers are 64-bit.
61  * R0 - return register
62  * R1-R5 argument passing registers
63  * R6-R9 callee saved registers
64  * R10 - frame pointer read-only
65  *
66  * At the start of BPF program the register R1 contains a pointer to bpf_context
67  * and has type PTR_TO_CTX.
68  *
69  * Verifier tracks arithmetic operations on pointers in case:
70  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_10),
71  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_1, -20),
72  * 1st insn copies R10 (which has FRAME_PTR) type into R1
73  * and 2nd arithmetic instruction is pattern matched to recognize
74  * that it wants to construct a pointer to some element within stack.
75  * So after 2nd insn, the register R1 has type PTR_TO_STACK
76  * (and -20 constant is saved for further stack bounds checking).
77  * Meaning that this reg is a pointer to stack plus known immediate constant.
78  *
79  * Most of the time the registers have SCALAR_VALUE type, which
80  * means the register has some value, but it's not a valid pointer.
81  * (like pointer plus pointer becomes SCALAR_VALUE type)
82  *
83  * When verifier sees load or store instructions the type of base register
84  * can be: PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_CTX, PTR_TO_STACK, PTR_TO_SOCKET. These are
85  * four pointer types recognized by check_mem_access() function.
86  *
87  * PTR_TO_MAP_VALUE means that this register is pointing to 'map element value'
88  * and the range of [ptr, ptr + map's value_size) is accessible.
89  *
90  * registers used to pass values to function calls are checked against
91  * function argument constraints.
92  *
93  * ARG_PTR_TO_MAP_KEY is one of such argument constraints.
94  * It means that the register type passed to this function must be
95  * PTR_TO_STACK and it will be used inside the function as
96  * 'pointer to map element key'
97  *
98  * For example the argument constraints for bpf_map_lookup_elem():
99  *   .ret_type = RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL,
100  *   .arg1_type = ARG_CONST_MAP_PTR,
101  *   .arg2_type = ARG_PTR_TO_MAP_KEY,
102  *
103  * ret_type says that this function returns 'pointer to map elem value or null'
104  * function expects 1st argument to be a const pointer to 'struct bpf_map' and
105  * 2nd argument should be a pointer to stack, which will be used inside
106  * the helper function as a pointer to map element key.
107  *
108  * On the kernel side the helper function looks like:
109  * u64 bpf_map_lookup_elem(u64 r1, u64 r2, u64 r3, u64 r4, u64 r5)
110  * {
111  *    struct bpf_map *map = (struct bpf_map *) (unsigned long) r1;
112  *    void *key = (void *) (unsigned long) r2;
113  *    void *value;
114  *
115  *    here kernel can access 'key' and 'map' pointers safely, knowing that
116  *    [key, key + map->key_size) bytes are valid and were initialized on
117  *    the stack of eBPF program.
118  * }
119  *
120  * Corresponding eBPF program may look like:
121  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, BPF_REG_10),  // after this insn R2 type is FRAME_PTR
122  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_2, -4), // after this insn R2 type is PTR_TO_STACK
123  *    BPF_LD_MAP_FD(BPF_REG_1, map_fd),      // after this insn R1 type is CONST_PTR_TO_MAP
124  *    BPF_RAW_INSN(BPF_JMP | BPF_CALL, 0, 0, 0, BPF_FUNC_map_lookup_elem),
125  * here verifier looks at prototype of map_lookup_elem() and sees:
126  * .arg1_type == ARG_CONST_MAP_PTR and R1->type == CONST_PTR_TO_MAP, which is ok,
127  * Now verifier knows that this map has key of R1->map_ptr->key_size bytes
128  *
129  * Then .arg2_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY and R2->type == PTR_TO_STACK, ok so far,
130  * Now verifier checks that [R2, R2 + map's key_size) are within stack limits
131  * and were initialized prior to this call.
132  * If it's ok, then verifier allows this BPF_CALL insn and looks at
133  * .ret_type which is RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, so it sets
134  * R0->type = PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL which means bpf_map_lookup_elem() function
135  * returns ether pointer to map value or NULL.
136  *
137  * When type PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL passes through 'if (reg != 0) goto +off'
138  * insn, the register holding that pointer in the true branch changes state to
139  * PTR_TO_MAP_VALUE and the same register changes state to CONST_IMM in the false
140  * branch. See check_cond_jmp_op().
141  *
142  * After the call R0 is set to return type of the function and registers R1-R5
143  * are set to NOT_INIT to indicate that they are no longer readable.
144  *
145  * The following reference types represent a potential reference to a kernel
146  * resource which, after first being allocated, must be checked and freed by
147  * the BPF program:
148  * - PTR_TO_SOCKET_OR_NULL, PTR_TO_SOCKET
149  *
150  * When the verifier sees a helper call return a reference type, it allocates a
151  * pointer id for the reference and stores it in the current function state.
152  * Similar to the way that PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL is converted into
153  * PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_SOCKET_OR_NULL becomes PTR_TO_SOCKET when the type
154  * passes through a NULL-check conditional. For the branch wherein the state is
155  * changed to CONST_IMM, the verifier releases the reference.
156  *
157  * For each helper function that allocates a reference, such as
158  * bpf_sk_lookup_tcp(), there is a corresponding release function, such as
159  * bpf_sk_release(). When a reference type passes into the release function,
160  * the verifier also releases the reference. If any unchecked or unreleased
161  * reference remains at the end of the program, the verifier rejects it.
162  */
163
164 /* verifier_state + insn_idx are pushed to stack when branch is encountered */
165 struct bpf_verifier_stack_elem {
166         /* verifer state is 'st'
167          * before processing instruction 'insn_idx'
168          * and after processing instruction 'prev_insn_idx'
169          */
170         struct bpf_verifier_state st;
171         int insn_idx;
172         int prev_insn_idx;
173         struct bpf_verifier_stack_elem *next;
174         /* length of verifier log at the time this state was pushed on stack */
175         u32 log_pos;
176 };
177
178 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ    8192
179 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES     64
180
181 #define BPF_MAP_KEY_POISON      (1ULL << 63)
182 #define BPF_MAP_KEY_SEEN        (1ULL << 62)
183
184 #define BPF_MAP_PTR_UNPRIV      1UL
185 #define BPF_MAP_PTR_POISON      ((void *)((0xeB9FUL << 1) +     \
186                                           POISON_POINTER_DELTA))
187 #define BPF_MAP_PTR(X)          ((struct bpf_map *)((X) & ~BPF_MAP_PTR_UNPRIV))
188
189 static bool bpf_map_ptr_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
190 {
191         return BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) == BPF_MAP_PTR_POISON;
192 }
193
194 static bool bpf_map_ptr_unpriv(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
195 {
196         return aux->map_ptr_state & BPF_MAP_PTR_UNPRIV;
197 }
198
199 static void bpf_map_ptr_store(struct bpf_insn_aux_data *aux,
200                               const struct bpf_map *map, bool unpriv)
201 {
202         BUILD_BUG_ON((unsigned long)BPF_MAP_PTR_POISON & BPF_MAP_PTR_UNPRIV);
203         unpriv |= bpf_map_ptr_unpriv(aux);
204         aux->map_ptr_state = (unsigned long)map |
205                              (unpriv ? BPF_MAP_PTR_UNPRIV : 0UL);
206 }
207
208 static bool bpf_map_key_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
209 {
210         return aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_POISON;
211 }
212
213 static bool bpf_map_key_unseen(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
214 {
215         return !(aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_SEEN);
216 }
217
218 static u64 bpf_map_key_immediate(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
219 {
220         return aux->map_key_state & ~(BPF_MAP_KEY_SEEN | BPF_MAP_KEY_POISON);
221 }
222
223 static void bpf_map_key_store(struct bpf_insn_aux_data *aux, u64 state)
224 {
225         bool poisoned = bpf_map_key_poisoned(aux);
226
227         aux->map_key_state = state | BPF_MAP_KEY_SEEN |
228                              (poisoned ? BPF_MAP_KEY_POISON : 0ULL);
229 }
230
231 struct bpf_call_arg_meta {
232         struct bpf_map *map_ptr;
233         bool raw_mode;
234         bool pkt_access;
235         int regno;
236         int access_size;
237         int mem_size;
238         u64 msize_max_value;
239         int ref_obj_id;
240         int func_id;
241         u32 btf_id;
242         u32 ret_btf_id;
243 };
244
245 struct btf *btf_vmlinux;
246
247 static DEFINE_MUTEX(bpf_verifier_lock);
248
249 static const struct bpf_line_info *
250 find_linfo(const struct bpf_verifier_env *env, u32 insn_off)
251 {
252         const struct bpf_line_info *linfo;
253         const struct bpf_prog *prog;
254         u32 i, nr_linfo;
255
256         prog = env->prog;
257         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
258
259         if (!nr_linfo || insn_off >= prog->len)
260                 return NULL;
261
262         linfo = prog->aux->linfo;
263         for (i = 1; i < nr_linfo; i++)
264                 if (insn_off < linfo[i].insn_off)
265                         break;
266
267         return &linfo[i - 1];
268 }
269
270 void bpf_verifier_vlog(struct bpf_verifier_log *log, const char *fmt,
271                        va_list args)
272 {
273         unsigned int n;
274
275         n = vscnprintf(log->kbuf, BPF_VERIFIER_TMP_LOG_SIZE, fmt, args);
276
277         WARN_ONCE(n >= BPF_VERIFIER_TMP_LOG_SIZE - 1,
278                   "verifier log line truncated - local buffer too short\n");
279
280         n = min(log->len_total - log->len_used - 1, n);
281         log->kbuf[n] = '\0';
282
283         if (log->level == BPF_LOG_KERNEL) {
284                 pr_err("BPF:%s\n", log->kbuf);
285                 return;
286         }
287         if (!copy_to_user(log->ubuf + log->len_used, log->kbuf, n + 1))
288                 log->len_used += n;
289         else
290                 log->ubuf = NULL;
291 }
292
293 static void bpf_vlog_reset(struct bpf_verifier_log *log, u32 new_pos)
294 {
295         char zero = 0;
296
297         if (!bpf_verifier_log_needed(log))
298                 return;
299
300         log->len_used = new_pos;
301         if (put_user(zero, log->ubuf + new_pos))
302                 log->ubuf = NULL;
303 }
304
305 /* log_level controls verbosity level of eBPF verifier.
306  * bpf_verifier_log_write() is used to dump the verification trace to the log,
307  * so the user can figure out what's wrong with the program
308  */
309 __printf(2, 3) void bpf_verifier_log_write(struct bpf_verifier_env *env,
310                                            const char *fmt, ...)
311 {
312         va_list args;
313
314         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
315                 return;
316
317         va_start(args, fmt);
318         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
319         va_end(args);
320 }
321 EXPORT_SYMBOL_GPL(bpf_verifier_log_write);
322
323 __printf(2, 3) static void verbose(void *private_data, const char *fmt, ...)
324 {
325         struct bpf_verifier_env *env = private_data;
326         va_list args;
327
328         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
329                 return;
330
331         va_start(args, fmt);
332         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
333         va_end(args);
334 }
335
336 __printf(2, 3) void bpf_log(struct bpf_verifier_log *log,
337                             const char *fmt, ...)
338 {
339         va_list args;
340
341         if (!bpf_verifier_log_needed(log))
342                 return;
343
344         va_start(args, fmt);
345         bpf_verifier_vlog(log, fmt, args);
346         va_end(args);
347 }
348
349 static const char *ltrim(const char *s)
350 {
351         while (isspace(*s))
352                 s++;
353
354         return s;
355 }
356
357 __printf(3, 4) static void verbose_linfo(struct bpf_verifier_env *env,
358                                          u32 insn_off,
359                                          const char *prefix_fmt, ...)
360 {
361         const struct bpf_line_info *linfo;
362
363         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
364                 return;
365
366         linfo = find_linfo(env, insn_off);
367         if (!linfo || linfo == env->prev_linfo)
368                 return;
369
370         if (prefix_fmt) {
371                 va_list args;
372
373                 va_start(args, prefix_fmt);
374                 bpf_verifier_vlog(&env->log, prefix_fmt, args);
375                 va_end(args);
376         }
377
378         verbose(env, "%s\n",
379                 ltrim(btf_name_by_offset(env->prog->aux->btf,
380                                          linfo->line_off)));
381
382         env->prev_linfo = linfo;
383 }
384
385 static bool type_is_pkt_pointer(enum bpf_reg_type type)
386 {
387         return type == PTR_TO_PACKET ||
388                type == PTR_TO_PACKET_META;
389 }
390
391 static bool type_is_sk_pointer(enum bpf_reg_type type)
392 {
393         return type == PTR_TO_SOCKET ||
394                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON ||
395                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
396                 type == PTR_TO_XDP_SOCK;
397 }
398
399 static bool reg_type_not_null(enum bpf_reg_type type)
400 {
401         return type == PTR_TO_SOCKET ||
402                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
403                 type == PTR_TO_MAP_VALUE ||
404                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON;
405 }
406
407 static bool reg_type_may_be_null(enum bpf_reg_type type)
408 {
409         return type == PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL ||
410                type == PTR_TO_SOCKET_OR_NULL ||
411                type == PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL ||
412                type == PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL ||
413                type == PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL ||
414                type == PTR_TO_MEM_OR_NULL ||
415                type == PTR_TO_RDONLY_BUF_OR_NULL ||
416                type == PTR_TO_RDWR_BUF_OR_NULL;
417 }
418
419 static bool reg_may_point_to_spin_lock(const struct bpf_reg_state *reg)
420 {
421         return reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE &&
422                 map_value_has_spin_lock(reg->map_ptr);
423 }
424
425 static bool reg_type_may_be_refcounted_or_null(enum bpf_reg_type type)
426 {
427         return type == PTR_TO_SOCKET ||
428                 type == PTR_TO_SOCKET_OR_NULL ||
429                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
430                 type == PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL ||
431                 type == PTR_TO_MEM ||
432                 type == PTR_TO_MEM_OR_NULL;
433 }
434
435 static bool arg_type_may_be_refcounted(enum bpf_arg_type type)
436 {
437         return type == ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON;
438 }
439
440 static bool arg_type_may_be_null(enum bpf_arg_type type)
441 {
442         return type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL ||
443                type == ARG_PTR_TO_MEM_OR_NULL ||
444                type == ARG_PTR_TO_CTX_OR_NULL ||
445                type == ARG_PTR_TO_SOCKET_OR_NULL ||
446                type == ARG_PTR_TO_ALLOC_MEM_OR_NULL;
447 }
448
449 /* Determine whether the function releases some resources allocated by another
450  * function call. The first reference type argument will be assumed to be
451  * released by release_reference().
452  */
453 static bool is_release_function(enum bpf_func_id func_id)
454 {
455         return func_id == BPF_FUNC_sk_release ||
456                func_id == BPF_FUNC_ringbuf_submit ||
457                func_id == BPF_FUNC_ringbuf_discard;
458 }
459
460 static bool may_be_acquire_function(enum bpf_func_id func_id)
461 {
462         return func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_tcp ||
463                 func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_udp ||
464                 func_id == BPF_FUNC_skc_lookup_tcp ||
465                 func_id == BPF_FUNC_map_lookup_elem ||
466                 func_id == BPF_FUNC_ringbuf_reserve;
467 }
468
469 static bool is_acquire_function(enum bpf_func_id func_id,
470                                 const struct bpf_map *map)
471 {
472         enum bpf_map_type map_type = map ? map->map_type : BPF_MAP_TYPE_UNSPEC;
473
474         if (func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_tcp ||
475             func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_udp ||
476             func_id == BPF_FUNC_skc_lookup_tcp ||
477             func_id == BPF_FUNC_ringbuf_reserve)
478                 return true;
479
480         if (func_id == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
481             (map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
482              map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH))
483                 return true;
484
485         return false;
486 }
487
488 static bool is_ptr_cast_function(enum bpf_func_id func_id)
489 {
490         return func_id == BPF_FUNC_tcp_sock ||
491                 func_id == BPF_FUNC_sk_fullsock ||
492                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_sock ||
493                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp6_sock ||
494                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_udp6_sock ||
495                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_timewait_sock ||
496                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_request_sock;
497 }
498
499 /* string representation of 'enum bpf_reg_type' */
500 static const char * const reg_type_str[] = {
501         [NOT_INIT]              = "?",
502         [SCALAR_VALUE]          = "inv",
503         [PTR_TO_CTX]            = "ctx",
504         [CONST_PTR_TO_MAP]      = "map_ptr",
505         [PTR_TO_MAP_VALUE]      = "map_value",
506         [PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL] = "map_value_or_null",
507         [PTR_TO_STACK]          = "fp",
508         [PTR_TO_PACKET]         = "pkt",
509         [PTR_TO_PACKET_META]    = "pkt_meta",
510         [PTR_TO_PACKET_END]     = "pkt_end",
511         [PTR_TO_FLOW_KEYS]      = "flow_keys",
512         [PTR_TO_SOCKET]         = "sock",
513         [PTR_TO_SOCKET_OR_NULL] = "sock_or_null",
514         [PTR_TO_SOCK_COMMON]    = "sock_common",
515         [PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL] = "sock_common_or_null",
516         [PTR_TO_TCP_SOCK]       = "tcp_sock",
517         [PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL] = "tcp_sock_or_null",
518         [PTR_TO_TP_BUFFER]      = "tp_buffer",
519         [PTR_TO_XDP_SOCK]       = "xdp_sock",
520         [PTR_TO_BTF_ID]         = "ptr_",
521         [PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL] = "ptr_or_null_",
522         [PTR_TO_PERCPU_BTF_ID]  = "percpu_ptr_",
523         [PTR_TO_MEM]            = "mem",
524         [PTR_TO_MEM_OR_NULL]    = "mem_or_null",
525         [PTR_TO_RDONLY_BUF]     = "rdonly_buf",
526         [PTR_TO_RDONLY_BUF_OR_NULL] = "rdonly_buf_or_null",
527         [PTR_TO_RDWR_BUF]       = "rdwr_buf",
528         [PTR_TO_RDWR_BUF_OR_NULL] = "rdwr_buf_or_null",
529 };
530
531 static char slot_type_char[] = {
532         [STACK_INVALID] = '?',
533         [STACK_SPILL]   = 'r',
534         [STACK_MISC]    = 'm',
535         [STACK_ZERO]    = '0',
536 };
537
538 static void print_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
539                            enum bpf_reg_liveness live)
540 {
541         if (live & (REG_LIVE_READ | REG_LIVE_WRITTEN | REG_LIVE_DONE))
542             verbose(env, "_");
543         if (live & REG_LIVE_READ)
544                 verbose(env, "r");
545         if (live & REG_LIVE_WRITTEN)
546                 verbose(env, "w");
547         if (live & REG_LIVE_DONE)
548                 verbose(env, "D");
549 }
550
551 static struct bpf_func_state *func(struct bpf_verifier_env *env,
552                                    const struct bpf_reg_state *reg)
553 {
554         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
555
556         return cur->frame[reg->frameno];
557 }
558
559 const char *kernel_type_name(u32 id)
560 {
561         return btf_name_by_offset(btf_vmlinux,
562                                   btf_type_by_id(btf_vmlinux, id)->name_off);
563 }
564
565 static void print_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
566                                  const struct bpf_func_state *state)
567 {
568         const struct bpf_reg_state *reg;
569         enum bpf_reg_type t;
570         int i;
571
572         if (state->frameno)
573                 verbose(env, " frame%d:", state->frameno);
574         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
575                 reg = &state->regs[i];
576                 t = reg->type;
577                 if (t == NOT_INIT)
578                         continue;
579                 verbose(env, " R%d", i);
580                 print_liveness(env, reg->live);
581                 verbose(env, "=%s", reg_type_str[t]);
582                 if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
583                         verbose(env, "P");
584                 if ((t == SCALAR_VALUE || t == PTR_TO_STACK) &&
585                     tnum_is_const(reg->var_off)) {
586                         /* reg->off should be 0 for SCALAR_VALUE */
587                         verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
588                 } else {
589                         if (t == PTR_TO_BTF_ID ||
590                             t == PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL ||
591                             t == PTR_TO_PERCPU_BTF_ID)
592                                 verbose(env, "%s", kernel_type_name(reg->btf_id));
593                         verbose(env, "(id=%d", reg->id);
594                         if (reg_type_may_be_refcounted_or_null(t))
595                                 verbose(env, ",ref_obj_id=%d", reg->ref_obj_id);
596                         if (t != SCALAR_VALUE)
597                                 verbose(env, ",off=%d", reg->off);
598                         if (type_is_pkt_pointer(t))
599                                 verbose(env, ",r=%d", reg->range);
600                         else if (t == CONST_PTR_TO_MAP ||
601                                  t == PTR_TO_MAP_VALUE ||
602                                  t == PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL)
603                                 verbose(env, ",ks=%d,vs=%d",
604                                         reg->map_ptr->key_size,
605                                         reg->map_ptr->value_size);
606                         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
607                                 /* Typically an immediate SCALAR_VALUE, but
608                                  * could be a pointer whose offset is too big
609                                  * for reg->off
610                                  */
611                                 verbose(env, ",imm=%llx", reg->var_off.value);
612                         } else {
613                                 if (reg->smin_value != reg->umin_value &&
614                                     reg->smin_value != S64_MIN)
615                                         verbose(env, ",smin_value=%lld",
616                                                 (long long)reg->smin_value);
617                                 if (reg->smax_value != reg->umax_value &&
618                                     reg->smax_value != S64_MAX)
619                                         verbose(env, ",smax_value=%lld",
620                                                 (long long)reg->smax_value);
621                                 if (reg->umin_value != 0)
622                                         verbose(env, ",umin_value=%llu",
623                                                 (unsigned long long)reg->umin_value);
624                                 if (reg->umax_value != U64_MAX)
625                                         verbose(env, ",umax_value=%llu",
626                                                 (unsigned long long)reg->umax_value);
627                                 if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
628                                         char tn_buf[48];
629
630                                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
631                                         verbose(env, ",var_off=%s", tn_buf);
632                                 }
633                                 if (reg->s32_min_value != reg->smin_value &&
634                                     reg->s32_min_value != S32_MIN)
635                                         verbose(env, ",s32_min_value=%d",
636                                                 (int)(reg->s32_min_value));
637                                 if (reg->s32_max_value != reg->smax_value &&
638                                     reg->s32_max_value != S32_MAX)
639                                         verbose(env, ",s32_max_value=%d",
640                                                 (int)(reg->s32_max_value));
641                                 if (reg->u32_min_value != reg->umin_value &&
642                                     reg->u32_min_value != U32_MIN)
643                                         verbose(env, ",u32_min_value=%d",
644                                                 (int)(reg->u32_min_value));
645                                 if (reg->u32_max_value != reg->umax_value &&
646                                     reg->u32_max_value != U32_MAX)
647                                         verbose(env, ",u32_max_value=%d",
648                                                 (int)(reg->u32_max_value));
649                         }
650                         verbose(env, ")");
651                 }
652         }
653         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
654                 char types_buf[BPF_REG_SIZE + 1];
655                 bool valid = false;
656                 int j;
657
658                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++) {
659                         if (state->stack[i].slot_type[j] != STACK_INVALID)
660                                 valid = true;
661                         types_buf[j] = slot_type_char[
662                                         state->stack[i].slot_type[j]];
663                 }
664                 types_buf[BPF_REG_SIZE] = 0;
665                 if (!valid)
666                         continue;
667                 verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
668                 print_liveness(env, state->stack[i].spilled_ptr.live);
669                 if (state->stack[i].slot_type[0] == STACK_SPILL) {
670                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
671                         t = reg->type;
672                         verbose(env, "=%s", reg_type_str[t]);
673                         if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
674                                 verbose(env, "P");
675                         if (t == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off))
676                                 verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
677                 } else {
678                         verbose(env, "=%s", types_buf);
679                 }
680         }
681         if (state->acquired_refs && state->refs[0].id) {
682                 verbose(env, " refs=%d", state->refs[0].id);
683                 for (i = 1; i < state->acquired_refs; i++)
684                         if (state->refs[i].id)
685                                 verbose(env, ",%d", state->refs[i].id);
686         }
687         verbose(env, "\n");
688 }
689
690 #define COPY_STATE_FN(NAME, COUNT, FIELD, SIZE)                         \
691 static int copy_##NAME##_state(struct bpf_func_state *dst,              \
692                                const struct bpf_func_state *src)        \
693 {                                                                       \
694         if (!src->FIELD)                                                \
695                 return 0;                                               \
696         if (WARN_ON_ONCE(dst->COUNT < src->COUNT)) {                    \
697                 /* internal bug, make state invalid to reject the program */ \
698                 memset(dst, 0, sizeof(*dst));                           \
699                 return -EFAULT;                                         \
700         }                                                               \
701         memcpy(dst->FIELD, src->FIELD,                                  \
702                sizeof(*src->FIELD) * (src->COUNT / SIZE));              \
703         return 0;                                                       \
704 }
705 /* copy_reference_state() */
706 COPY_STATE_FN(reference, acquired_refs, refs, 1)
707 /* copy_stack_state() */
708 COPY_STATE_FN(stack, allocated_stack, stack, BPF_REG_SIZE)
709 #undef COPY_STATE_FN
710
711 #define REALLOC_STATE_FN(NAME, COUNT, FIELD, SIZE)                      \
712 static int realloc_##NAME##_state(struct bpf_func_state *state, int size, \
713                                   bool copy_old)                        \
714 {                                                                       \
715         u32 old_size = state->COUNT;                                    \
716         struct bpf_##NAME##_state *new_##FIELD;                         \
717         int slot = size / SIZE;                                         \
718                                                                         \
719         if (size <= old_size || !size) {                                \
720                 if (copy_old)                                           \
721                         return 0;                                       \
722                 state->COUNT = slot * SIZE;                             \
723                 if (!size && old_size) {                                \
724                         kfree(state->FIELD);                            \
725                         state->FIELD = NULL;                            \
726                 }                                                       \
727                 return 0;                                               \
728         }                                                               \
729         new_##FIELD = kmalloc_array(slot, sizeof(struct bpf_##NAME##_state), \
730                                     GFP_KERNEL);                        \
731         if (!new_##FIELD)                                               \
732                 return -ENOMEM;                                         \
733         if (copy_old) {                                                 \
734                 if (state->FIELD)                                       \
735                         memcpy(new_##FIELD, state->FIELD,               \
736                                sizeof(*new_##FIELD) * (old_size / SIZE)); \
737                 memset(new_##FIELD + old_size / SIZE, 0,                \
738                        sizeof(*new_##FIELD) * (size - old_size) / SIZE); \
739         }                                                               \
740         state->COUNT = slot * SIZE;                                     \
741         kfree(state->FIELD);                                            \
742         state->FIELD = new_##FIELD;                                     \
743         return 0;                                                       \
744 }
745 /* realloc_reference_state() */
746 REALLOC_STATE_FN(reference, acquired_refs, refs, 1)
747 /* realloc_stack_state() */
748 REALLOC_STATE_FN(stack, allocated_stack, stack, BPF_REG_SIZE)
749 #undef REALLOC_STATE_FN
750
751 /* do_check() starts with zero-sized stack in struct bpf_verifier_state to
752  * make it consume minimal amount of memory. check_stack_write() access from
753  * the program calls into realloc_func_state() to grow the stack size.
754  * Note there is a non-zero 'parent' pointer inside bpf_verifier_state
755  * which realloc_stack_state() copies over. It points to previous
756  * bpf_verifier_state which is never reallocated.
757  */
758 static int realloc_func_state(struct bpf_func_state *state, int stack_size,
759                               int refs_size, bool copy_old)
760 {
761         int err = realloc_reference_state(state, refs_size, copy_old);
762         if (err)
763                 return err;
764         return realloc_stack_state(state, stack_size, copy_old);
765 }
766
767 /* Acquire a pointer id from the env and update the state->refs to include
768  * this new pointer reference.
769  * On success, returns a valid pointer id to associate with the register
770  * On failure, returns a negative errno.
771  */
772 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
773 {
774         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
775         int new_ofs = state->acquired_refs;
776         int id, err;
777
778         err = realloc_reference_state(state, state->acquired_refs + 1, true);
779         if (err)
780                 return err;
781         id = ++env->id_gen;
782         state->refs[new_ofs].id = id;
783         state->refs[new_ofs].insn_idx = insn_idx;
784
785         return id;
786 }
787
788 /* release function corresponding to acquire_reference_state(). Idempotent. */
789 static int release_reference_state(struct bpf_func_state *state, int ptr_id)
790 {
791         int i, last_idx;
792
793         last_idx = state->acquired_refs - 1;
794         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
795                 if (state->refs[i].id == ptr_id) {
796                         if (last_idx && i != last_idx)
797                                 memcpy(&state->refs[i], &state->refs[last_idx],
798                                        sizeof(*state->refs));
799                         memset(&state->refs[last_idx], 0, sizeof(*state->refs));
800                         state->acquired_refs--;
801                         return 0;
802                 }
803         }
804         return -EINVAL;
805 }
806
807 static int transfer_reference_state(struct bpf_func_state *dst,
808                                     struct bpf_func_state *src)
809 {
810         int err = realloc_reference_state(dst, src->acquired_refs, false);
811         if (err)
812                 return err;
813         err = copy_reference_state(dst, src);
814         if (err)
815                 return err;
816         return 0;
817 }
818
819 static void free_func_state(struct bpf_func_state *state)
820 {
821         if (!state)
822                 return;
823         kfree(state->refs);
824         kfree(state->stack);
825         kfree(state);
826 }
827
828 static void clear_jmp_history(struct bpf_verifier_state *state)
829 {
830         kfree(state->jmp_history);
831         state->jmp_history = NULL;
832         state->jmp_history_cnt = 0;
833 }
834
835 static void free_verifier_state(struct bpf_verifier_state *state,
836                                 bool free_self)
837 {
838         int i;
839
840         for (i = 0; i <= state->curframe; i++) {
841                 free_func_state(state->frame[i]);
842                 state->frame[i] = NULL;
843         }
844         clear_jmp_history(state);
845         if (free_self)
846                 kfree(state);
847 }
848
849 /* copy verifier state from src to dst growing dst stack space
850  * when necessary to accommodate larger src stack
851  */
852 static int copy_func_state(struct bpf_func_state *dst,
853                            const struct bpf_func_state *src)
854 {
855         int err;
856
857         err = realloc_func_state(dst, src->allocated_stack, src->acquired_refs,
858                                  false);
859         if (err)
860                 return err;
861         memcpy(dst, src, offsetof(struct bpf_func_state, acquired_refs));
862         err = copy_reference_state(dst, src);
863         if (err)
864                 return err;
865         return copy_stack_state(dst, src);
866 }
867
868 static int copy_verifier_state(struct bpf_verifier_state *dst_state,
869                                const struct bpf_verifier_state *src)
870 {
871         struct bpf_func_state *dst;
872         u32 jmp_sz = sizeof(struct bpf_idx_pair) * src->jmp_history_cnt;
873         int i, err;
874
875         if (dst_state->jmp_history_cnt < src->jmp_history_cnt) {
876                 kfree(dst_state->jmp_history);
877                 dst_state->jmp_history = kmalloc(jmp_sz, GFP_USER);
878                 if (!dst_state->jmp_history)
879                         return -ENOMEM;
880         }
881         memcpy(dst_state->jmp_history, src->jmp_history, jmp_sz);
882         dst_state->jmp_history_cnt = src->jmp_history_cnt;
883
884         /* if dst has more stack frames then src frame, free them */
885         for (i = src->curframe + 1; i <= dst_state->curframe; i++) {
886                 free_func_state(dst_state->frame[i]);
887                 dst_state->frame[i] = NULL;
888         }
889         dst_state->speculative = src->speculative;
890         dst_state->curframe = src->curframe;
891         dst_state->active_spin_lock = src->active_spin_lock;
892         dst_state->branches = src->branches;
893         dst_state->parent = src->parent;
894         dst_state->first_insn_idx = src->first_insn_idx;
895         dst_state->last_insn_idx = src->last_insn_idx;
896         for (i = 0; i <= src->curframe; i++) {
897                 dst = dst_state->frame[i];
898                 if (!dst) {
899                         dst = kzalloc(sizeof(*dst), GFP_KERNEL);
900                         if (!dst)
901                                 return -ENOMEM;
902                         dst_state->frame[i] = dst;
903                 }
904                 err = copy_func_state(dst, src->frame[i]);
905                 if (err)
906                         return err;
907         }
908         return 0;
909 }
910
911 static void update_branch_counts(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
912 {
913         while (st) {
914                 u32 br = --st->branches;
915
916                 /* WARN_ON(br > 1) technically makes sense here,
917                  * but see comment in push_stack(), hence:
918                  */
919                 WARN_ONCE((int)br < 0,
920                           "BUG update_branch_counts:branches_to_explore=%d\n",
921                           br);
922                 if (br)
923                         break;
924                 st = st->parent;
925         }
926 }
927
928 static int pop_stack(struct bpf_verifier_env *env, int *prev_insn_idx,
929                      int *insn_idx, bool pop_log)
930 {
931         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
932         struct bpf_verifier_stack_elem *elem, *head = env->head;
933         int err;
934
935         if (env->head == NULL)
936                 return -ENOENT;
937
938         if (cur) {
939                 err = copy_verifier_state(cur, &head->st);
940                 if (err)
941                         return err;
942         }
943         if (pop_log)
944                 bpf_vlog_reset(&env->log, head->log_pos);
945         if (insn_idx)
946                 *insn_idx = head->insn_idx;
947         if (prev_insn_idx)
948                 *prev_insn_idx = head->prev_insn_idx;
949         elem = head->next;
950         free_verifier_state(&head->st, false);
951         kfree(head);
952         env->head = elem;
953         env->stack_size--;
954         return 0;
955 }
956
957 static struct bpf_verifier_state *push_stack(struct bpf_verifier_env *env,
958                                              int insn_idx, int prev_insn_idx,
959                                              bool speculative)
960 {
961         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
962         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
963         int err;
964
965         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
966         if (!elem)
967                 goto err;
968
969         elem->insn_idx = insn_idx;
970         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
971         elem->next = env->head;
972         elem->log_pos = env->log.len_used;
973         env->head = elem;
974         env->stack_size++;
975         err = copy_verifier_state(&elem->st, cur);
976         if (err)
977                 goto err;
978         elem->st.speculative |= speculative;
979         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
980                 verbose(env, "The sequence of %d jumps is too complex.\n",
981                         env->stack_size);
982                 goto err;
983         }
984         if (elem->st.parent) {
985                 ++elem->st.parent->branches;
986                 /* WARN_ON(branches > 2) technically makes sense here,
987                  * but
988                  * 1. speculative states will bump 'branches' for non-branch
989                  * instructions
990                  * 2. is_state_visited() heuristics may decide not to create
991                  * a new state for a sequence of branches and all such current
992                  * and cloned states will be pointing to a single parent state
993                  * which might have large 'branches' count.
994                  */
995         }
996         return &elem->st;
997 err:
998         free_verifier_state(env->cur_state, true);
999         env->cur_state = NULL;
1000         /* pop all elements and return */
1001         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
1002         return NULL;
1003 }
1004
1005 #define CALLER_SAVED_REGS 6
1006 static const int caller_saved[CALLER_SAVED_REGS] = {
1007         BPF_REG_0, BPF_REG_1, BPF_REG_2, BPF_REG_3, BPF_REG_4, BPF_REG_5
1008 };
1009
1010 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
1011                                 struct bpf_reg_state *reg);
1012
1013 /* This helper doesn't clear reg->id */
1014 static void ___mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1015 {
1016         reg->var_off = tnum_const(imm);
1017         reg->smin_value = (s64)imm;
1018         reg->smax_value = (s64)imm;
1019         reg->umin_value = imm;
1020         reg->umax_value = imm;
1021
1022         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1023         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1024         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1025         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1026 }
1027
1028 /* Mark the unknown part of a register (variable offset or scalar value) as
1029  * known to have the value @imm.
1030  */
1031 static void __mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1032 {
1033         /* Clear id, off, and union(map_ptr, range) */
1034         memset(((u8 *)reg) + sizeof(reg->type), 0,
1035                offsetof(struct bpf_reg_state, var_off) - sizeof(reg->type));
1036         ___mark_reg_known(reg, imm);
1037 }
1038
1039 static void __mark_reg32_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1040 {
1041         reg->var_off = tnum_const_subreg(reg->var_off, imm);
1042         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1043         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1044         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1045         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1046 }
1047
1048 /* Mark the 'variable offset' part of a register as zero.  This should be
1049  * used only on registers holding a pointer type.
1050  */
1051 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1052 {
1053         __mark_reg_known(reg, 0);
1054 }
1055
1056 static void __mark_reg_const_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1057 {
1058         __mark_reg_known(reg, 0);
1059         reg->type = SCALAR_VALUE;
1060 }
1061
1062 static void mark_reg_known_zero(struct bpf_verifier_env *env,
1063                                 struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1064 {
1065         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1066                 verbose(env, "mark_reg_known_zero(regs, %u)\n", regno);
1067                 /* Something bad happened, let's kill all regs */
1068                 for (regno = 0; regno < MAX_BPF_REG; regno++)
1069                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1070                 return;
1071         }
1072         __mark_reg_known_zero(regs + regno);
1073 }
1074
1075 static bool reg_is_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg)
1076 {
1077         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
1078 }
1079
1080 static bool reg_is_pkt_pointer_any(const struct bpf_reg_state *reg)
1081 {
1082         return reg_is_pkt_pointer(reg) ||
1083                reg->type == PTR_TO_PACKET_END;
1084 }
1085
1086 /* Unmodified PTR_TO_PACKET[_META,_END] register from ctx access. */
1087 static bool reg_is_init_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg,
1088                                     enum bpf_reg_type which)
1089 {
1090         /* The register can already have a range from prior markings.
1091          * This is fine as long as it hasn't been advanced from its
1092          * origin.
1093          */
1094         return reg->type == which &&
1095                reg->id == 0 &&
1096                reg->off == 0 &&
1097                tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
1098 }
1099
1100 /* Reset the min/max bounds of a register */
1101 static void __mark_reg_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1102 {
1103         reg->smin_value = S64_MIN;
1104         reg->smax_value = S64_MAX;
1105         reg->umin_value = 0;
1106         reg->umax_value = U64_MAX;
1107
1108         reg->s32_min_value = S32_MIN;
1109         reg->s32_max_value = S32_MAX;
1110         reg->u32_min_value = 0;
1111         reg->u32_max_value = U32_MAX;
1112 }
1113
1114 static void __mark_reg64_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1115 {
1116         reg->smin_value = S64_MIN;
1117         reg->smax_value = S64_MAX;
1118         reg->umin_value = 0;
1119         reg->umax_value = U64_MAX;
1120 }
1121
1122 static void __mark_reg32_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1123 {
1124         reg->s32_min_value = S32_MIN;
1125         reg->s32_max_value = S32_MAX;
1126         reg->u32_min_value = 0;
1127         reg->u32_max_value = U32_MAX;
1128 }
1129
1130 static void __update_reg32_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1131 {
1132         struct tnum var32_off = tnum_subreg(reg->var_off);
1133
1134         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
1135         reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value,
1136                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MIN));
1137         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
1138         reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value,
1139                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MAX));
1140         reg->u32_min_value = max_t(u32, reg->u32_min_value, (u32)var32_off.value);
1141         reg->u32_max_value = min(reg->u32_max_value,
1142                                  (u32)(var32_off.value | var32_off.mask));
1143 }
1144
1145 static void __update_reg64_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1146 {
1147         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
1148         reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value,
1149                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MIN));
1150         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
1151         reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value,
1152                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MAX));
1153         reg->umin_value = max(reg->umin_value, reg->var_off.value);
1154         reg->umax_value = min(reg->umax_value,
1155                               reg->var_off.value | reg->var_off.mask);
1156 }
1157
1158 static void __update_reg_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1159 {
1160         __update_reg32_bounds(reg);
1161         __update_reg64_bounds(reg);
1162 }
1163
1164 /* Uses signed min/max values to inform unsigned, and vice-versa */
1165 static void __reg32_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1166 {
1167         /* Learn sign from signed bounds.
1168          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
1169          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
1170          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
1171          */
1172         if (reg->s32_min_value >= 0 || reg->s32_max_value < 0) {
1173                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
1174                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
1175                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
1176                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
1177                 return;
1178         }
1179         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
1180          * boundary, so we must be careful.
1181          */
1182         if ((s32)reg->u32_max_value >= 0) {
1183                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
1184                  * is positive, hence safe.
1185                  */
1186                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value;
1187                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
1188                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
1189         } else if ((s32)reg->u32_min_value < 0) {
1190                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
1191                  * is negative, hence safe.
1192                  */
1193                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
1194                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
1195                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value;
1196         }
1197 }
1198
1199 static void __reg64_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1200 {
1201         /* Learn sign from signed bounds.
1202          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
1203          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
1204          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
1205          */
1206         if (reg->smin_value >= 0 || reg->smax_value < 0) {
1207                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
1208                                                           reg->umin_value);
1209                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
1210                                                           reg->umax_value);
1211                 return;
1212         }
1213         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
1214          * boundary, so we must be careful.
1215          */
1216         if ((s64)reg->umax_value >= 0) {
1217                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
1218                  * is positive, hence safe.
1219                  */
1220                 reg->smin_value = reg->umin_value;
1221                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
1222                                                           reg->umax_value);
1223         } else if ((s64)reg->umin_value < 0) {
1224                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
1225                  * is negative, hence safe.
1226                  */
1227                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
1228                                                           reg->umin_value);
1229                 reg->smax_value = reg->umax_value;
1230         }
1231 }
1232
1233 static void __reg_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1234 {
1235         __reg32_deduce_bounds(reg);
1236         __reg64_deduce_bounds(reg);
1237 }
1238
1239 /* Attempts to improve var_off based on unsigned min/max information */
1240 static void __reg_bound_offset(struct bpf_reg_state *reg)
1241 {
1242         struct tnum var64_off = tnum_intersect(reg->var_off,
1243                                                tnum_range(reg->umin_value,
1244                                                           reg->umax_value));
1245         struct tnum var32_off = tnum_intersect(tnum_subreg(reg->var_off),
1246                                                 tnum_range(reg->u32_min_value,
1247                                                            reg->u32_max_value));
1248
1249         reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(var64_off), var32_off);
1250 }
1251
1252 static void __reg_assign_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
1253 {
1254         reg->umin_value = reg->u32_min_value;
1255         reg->umax_value = reg->u32_max_value;
1256         /* Attempt to pull 32-bit signed bounds into 64-bit bounds
1257          * but must be positive otherwise set to worse case bounds
1258          * and refine later from tnum.
1259          */
1260         if (reg->s32_min_value >= 0 && reg->s32_max_value >= 0)
1261                 reg->smax_value = reg->s32_max_value;
1262         else
1263                 reg->smax_value = U32_MAX;
1264         if (reg->s32_min_value >= 0)
1265                 reg->smin_value = reg->s32_min_value;
1266         else
1267                 reg->smin_value = 0;
1268 }
1269
1270 static void __reg_combine_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
1271 {
1272         /* special case when 64-bit register has upper 32-bit register
1273          * zeroed. Typically happens after zext or <<32, >>32 sequence
1274          * allowing us to use 32-bit bounds directly,
1275          */
1276         if (tnum_equals_const(tnum_clear_subreg(reg->var_off), 0)) {
1277                 __reg_assign_32_into_64(reg);
1278         } else {
1279                 /* Otherwise the best we can do is push lower 32bit known and
1280                  * unknown bits into register (var_off set from jmp logic)
1281                  * then learn as much as possible from the 64-bit tnum
1282                  * known and unknown bits. The previous smin/smax bounds are
1283                  * invalid here because of jmp32 compare so mark them unknown
1284                  * so they do not impact tnum bounds calculation.
1285                  */
1286                 __mark_reg64_unbounded(reg);
1287                 __update_reg_bounds(reg);
1288         }
1289
1290         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
1291          * slightly.  e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
1292          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
1293          */
1294         __reg_deduce_bounds(reg);
1295         __reg_bound_offset(reg);
1296         __update_reg_bounds(reg);
1297 }
1298
1299 static bool __reg64_bound_s32(s64 a)
1300 {
1301         if (a > S32_MIN && a < S32_MAX)
1302                 return true;
1303         return false;
1304 }
1305
1306 static bool __reg64_bound_u32(u64 a)
1307 {
1308         if (a > U32_MIN && a < U32_MAX)
1309                 return true;
1310         return false;
1311 }
1312
1313 static void __reg_combine_64_into_32(struct bpf_reg_state *reg)
1314 {
1315         __mark_reg32_unbounded(reg);
1316
1317         if (__reg64_bound_s32(reg->smin_value))
1318                 reg->s32_min_value = (s32)reg->smin_value;
1319         if (__reg64_bound_s32(reg->smax_value))
1320                 reg->s32_max_value = (s32)reg->smax_value;
1321         if (__reg64_bound_u32(reg->umin_value))
1322                 reg->u32_min_value = (u32)reg->umin_value;
1323         if (__reg64_bound_u32(reg->umax_value))
1324                 reg->u32_max_value = (u32)reg->umax_value;
1325
1326         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
1327          * slightly.  e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
1328          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
1329          */
1330         __reg_deduce_bounds(reg);
1331         __reg_bound_offset(reg);
1332         __update_reg_bounds(reg);
1333 }
1334
1335 /* Mark a register as having a completely unknown (scalar) value. */
1336 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
1337                                struct bpf_reg_state *reg)
1338 {
1339         /*
1340          * Clear type, id, off, and union(map_ptr, range) and
1341          * padding between 'type' and union
1342          */
1343         memset(reg, 0, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off));
1344         reg->type = SCALAR_VALUE;
1345         reg->var_off = tnum_unknown;
1346         reg->frameno = 0;
1347         reg->precise = env->subprog_cnt > 1 || !env->bpf_capable;
1348         __mark_reg_unbounded(reg);
1349 }
1350
1351 static void mark_reg_unknown(struct bpf_verifier_env *env,
1352                              struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1353 {
1354         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1355                 verbose(env, "mark_reg_unknown(regs, %u)\n", regno);
1356                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
1357                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
1358                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1359                 return;
1360         }
1361         __mark_reg_unknown(env, regs + regno);
1362 }
1363
1364 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
1365                                 struct bpf_reg_state *reg)
1366 {
1367         __mark_reg_unknown(env, reg);
1368         reg->type = NOT_INIT;
1369 }
1370
1371 static void mark_reg_not_init(struct bpf_verifier_env *env,
1372                               struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1373 {
1374         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1375                 verbose(env, "mark_reg_not_init(regs, %u)\n", regno);
1376                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
1377                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
1378                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1379                 return;
1380         }
1381         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1382 }
1383
1384 static void mark_btf_ld_reg(struct bpf_verifier_env *env,
1385                             struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
1386                             enum bpf_reg_type reg_type, u32 btf_id)
1387 {
1388         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
1389                 mark_reg_unknown(env, regs, regno);
1390                 return;
1391         }
1392         mark_reg_known_zero(env, regs, regno);
1393         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID;
1394         regs[regno].btf_id = btf_id;
1395 }
1396
1397 #define DEF_NOT_SUBREG  (0)
1398 static void init_reg_state(struct bpf_verifier_env *env,
1399                            struct bpf_func_state *state)
1400 {
1401         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
1402         int i;
1403
1404         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
1405                 mark_reg_not_init(env, regs, i);
1406                 regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
1407                 regs[i].parent = NULL;
1408                 regs[i].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
1409         }
1410
1411         /* frame pointer */
1412         regs[BPF_REG_FP].type = PTR_TO_STACK;
1413         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_FP);
1414         regs[BPF_REG_FP].frameno = state->frameno;
1415 }
1416
1417 #define BPF_MAIN_FUNC (-1)
1418 static void init_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
1419                             struct bpf_func_state *state,
1420                             int callsite, int frameno, int subprogno)
1421 {
1422         state->callsite = callsite;
1423         state->frameno = frameno;
1424         state->subprogno = subprogno;
1425         init_reg_state(env, state);
1426 }
1427
1428 enum reg_arg_type {
1429         SRC_OP,         /* register is used as source operand */
1430         DST_OP,         /* register is used as destination operand */
1431         DST_OP_NO_MARK  /* same as above, check only, don't mark */
1432 };
1433
1434 static int cmp_subprogs(const void *a, const void *b)
1435 {
1436         return ((struct bpf_subprog_info *)a)->start -
1437                ((struct bpf_subprog_info *)b)->start;
1438 }
1439
1440 static int find_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
1441 {
1442         struct bpf_subprog_info *p;
1443
1444         p = bsearch(&off, env->subprog_info, env->subprog_cnt,
1445                     sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs);
1446         if (!p)
1447                 return -ENOENT;
1448         return p - env->subprog_info;
1449
1450 }
1451
1452 static int add_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
1453 {
1454         int insn_cnt = env->prog->len;
1455         int ret;
1456
1457         if (off >= insn_cnt || off < 0) {
1458                 verbose(env, "call to invalid destination\n");
1459                 return -EINVAL;
1460         }
1461         ret = find_subprog(env, off);
1462         if (ret >= 0)
1463                 return 0;
1464         if (env->subprog_cnt >= BPF_MAX_SUBPROGS) {
1465                 verbose(env, "too many subprograms\n");
1466                 return -E2BIG;
1467         }
1468         env->subprog_info[env->subprog_cnt++].start = off;
1469         sort(env->subprog_info, env->subprog_cnt,
1470              sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs, NULL);
1471         return 0;
1472 }
1473
1474 static int check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
1475 {
1476         int i, ret, subprog_start, subprog_end, off, cur_subprog = 0;
1477         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
1478         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
1479         int insn_cnt = env->prog->len;
1480
1481         /* Add entry function. */
1482         ret = add_subprog(env, 0);
1483         if (ret < 0)
1484                 return ret;
1485
1486         /* determine subprog starts. The end is one before the next starts */
1487         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
1488                 if (insn[i].code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
1489                         continue;
1490                 if (insn[i].src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
1491                         continue;
1492                 if (!env->bpf_capable) {
1493                         verbose(env,
1494                                 "function calls to other bpf functions are allowed for CAP_BPF and CAP_SYS_ADMIN\n");
1495                         return -EPERM;
1496                 }
1497                 ret = add_subprog(env, i + insn[i].imm + 1);
1498                 if (ret < 0)
1499                         return ret;
1500         }
1501
1502         /* Add a fake 'exit' subprog which could simplify subprog iteration
1503          * logic. 'subprog_cnt' should not be increased.
1504          */
1505         subprog[env->subprog_cnt].start = insn_cnt;
1506
1507         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
1508                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
1509                         verbose(env, "func#%d @%d\n", i, subprog[i].start);
1510
1511         /* now check that all jumps are within the same subprog */
1512         subprog_start = subprog[cur_subprog].start;
1513         subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
1514         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
1515                 u8 code = insn[i].code;
1516
1517                 if (code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
1518                     insn[i].imm == BPF_FUNC_tail_call &&
1519                     insn[i].src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
1520                         subprog[cur_subprog].has_tail_call = true;
1521                 if (BPF_CLASS(code) == BPF_LD &&
1522                     (BPF_MODE(code) == BPF_ABS || BPF_MODE(code) == BPF_IND))
1523                         subprog[cur_subprog].has_ld_abs = true;
1524                 if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP && BPF_CLASS(code) != BPF_JMP32)
1525                         goto next;
1526                 if (BPF_OP(code) == BPF_EXIT || BPF_OP(code) == BPF_CALL)
1527                         goto next;
1528                 off = i + insn[i].off + 1;
1529                 if (off < subprog_start || off >= subprog_end) {
1530                         verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", i, off);
1531                         return -EINVAL;
1532                 }
1533 next:
1534                 if (i == subprog_end - 1) {
1535                         /* to avoid fall-through from one subprog into another
1536                          * the last insn of the subprog should be either exit
1537                          * or unconditional jump back
1538                          */
1539                         if (code != (BPF_JMP | BPF_EXIT) &&
1540                             code != (BPF_JMP | BPF_JA)) {
1541                                 verbose(env, "last insn is not an exit or jmp\n");
1542                                 return -EINVAL;
1543                         }
1544                         subprog_start = subprog_end;
1545                         cur_subprog++;
1546                         if (cur_subprog < env->subprog_cnt)
1547                                 subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
1548                 }
1549         }
1550         return 0;
1551 }
1552
1553 /* Parentage chain of this register (or stack slot) should take care of all
1554  * issues like callee-saved registers, stack slot allocation time, etc.
1555  */
1556 static int mark_reg_read(struct bpf_verifier_env *env,
1557                          const struct bpf_reg_state *state,
1558                          struct bpf_reg_state *parent, u8 flag)
1559 {
1560         bool writes = parent == state->parent; /* Observe write marks */
1561         int cnt = 0;
1562
1563         while (parent) {
1564                 /* if read wasn't screened by an earlier write ... */
1565                 if (writes && state->live & REG_LIVE_WRITTEN)
1566                         break;
1567                 if (parent->live & REG_LIVE_DONE) {
1568                         verbose(env, "verifier BUG type %s var_off %lld off %d\n",
1569                                 reg_type_str[parent->type],
1570                                 parent->var_off.value, parent->off);
1571                         return -EFAULT;
1572                 }
1573                 /* The first condition is more likely to be true than the
1574                  * second, checked it first.
1575                  */
1576                 if ((parent->live & REG_LIVE_READ) == flag ||
1577                     parent->live & REG_LIVE_READ64)
1578                         /* The parentage chain never changes and
1579                          * this parent was already marked as LIVE_READ.
1580                          * There is no need to keep walking the chain again and
1581                          * keep re-marking all parents as LIVE_READ.
1582                          * This case happens when the same register is read
1583                          * multiple times without writes into it in-between.
1584                          * Also, if parent has the stronger REG_LIVE_READ64 set,
1585                          * then no need to set the weak REG_LIVE_READ32.
1586                          */
1587                         break;
1588                 /* ... then we depend on parent's value */
1589                 parent->live |= flag;
1590                 /* REG_LIVE_READ64 overrides REG_LIVE_READ32. */
1591                 if (flag == REG_LIVE_READ64)
1592                         parent->live &= ~REG_LIVE_READ32;
1593                 state = parent;
1594                 parent = state->parent;
1595                 writes = true;
1596                 cnt++;
1597         }
1598
1599         if (env->longest_mark_read_walk < cnt)
1600                 env->longest_mark_read_walk = cnt;
1601         return 0;
1602 }
1603
1604 /* This function is supposed to be used by the following 32-bit optimization
1605  * code only. It returns TRUE if the source or destination register operates
1606  * on 64-bit, otherwise return FALSE.
1607  */
1608 static bool is_reg64(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
1609                      u32 regno, struct bpf_reg_state *reg, enum reg_arg_type t)
1610 {
1611         u8 code, class, op;
1612
1613         code = insn->code;
1614         class = BPF_CLASS(code);
1615         op = BPF_OP(code);
1616         if (class == BPF_JMP) {
1617                 /* BPF_EXIT for "main" will reach here. Return TRUE
1618                  * conservatively.
1619                  */
1620                 if (op == BPF_EXIT)
1621                         return true;
1622                 if (op == BPF_CALL) {
1623                         /* BPF to BPF call will reach here because of marking
1624                          * caller saved clobber with DST_OP_NO_MARK for which we
1625                          * don't care the register def because they are anyway
1626                          * marked as NOT_INIT already.
1627                          */
1628                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
1629                                 return false;
1630                         /* Helper call will reach here because of arg type
1631                          * check, conservatively return TRUE.
1632                          */
1633                         if (t == SRC_OP)
1634                                 return true;
1635
1636                         return false;
1637                 }
1638         }
1639
1640         if (class == BPF_ALU64 || class == BPF_JMP ||
1641             /* BPF_END always use BPF_ALU class. */
1642             (class == BPF_ALU && op == BPF_END && insn->imm == 64))
1643                 return true;
1644
1645         if (class == BPF_ALU || class == BPF_JMP32)
1646                 return false;
1647
1648         if (class == BPF_LDX) {
1649                 if (t != SRC_OP)
1650                         return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
1651                 /* LDX source must be ptr. */
1652                 return true;
1653         }
1654
1655         if (class == BPF_STX) {
1656                 if (reg->type != SCALAR_VALUE)
1657                         return true;
1658                 return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
1659         }
1660
1661         if (class == BPF_LD) {
1662                 u8 mode = BPF_MODE(code);
1663
1664                 /* LD_IMM64 */
1665                 if (mode == BPF_IMM)
1666                         return true;
1667
1668                 /* Both LD_IND and LD_ABS return 32-bit data. */
1669                 if (t != SRC_OP)
1670                         return  false;
1671
1672                 /* Implicit ctx ptr. */
1673                 if (regno == BPF_REG_6)
1674                         return true;
1675
1676                 /* Explicit source could be any width. */
1677                 return true;
1678         }
1679
1680         if (class == BPF_ST)
1681                 /* The only source register for BPF_ST is a ptr. */
1682                 return true;
1683
1684         /* Conservatively return true at default. */
1685         return true;
1686 }
1687
1688 /* Return TRUE if INSN doesn't have explicit value define. */
1689 static bool insn_no_def(struct bpf_insn *insn)
1690 {
1691         u8 class = BPF_CLASS(insn->code);
1692
1693         return (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32 ||
1694                 class == BPF_STX || class == BPF_ST);
1695 }
1696
1697 /* Return TRUE if INSN has defined any 32-bit value explicitly. */
1698 static bool insn_has_def32(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
1699 {
1700         if (insn_no_def(insn))
1701                 return false;
1702
1703         return !is_reg64(env, insn, insn->dst_reg, NULL, DST_OP);
1704 }
1705
1706 static void mark_insn_zext(struct bpf_verifier_env *env,
1707                            struct bpf_reg_state *reg)
1708 {
1709         s32 def_idx = reg->subreg_def;
1710
1711         if (def_idx == DEF_NOT_SUBREG)
1712                 return;
1713
1714         env->insn_aux_data[def_idx - 1].zext_dst = true;
1715         /* The dst will be zero extended, so won't be sub-register anymore. */
1716         reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
1717 }
1718
1719 static int check_reg_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
1720                          enum reg_arg_type t)
1721 {
1722         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
1723         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
1724         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + env->insn_idx;
1725         struct bpf_reg_state *reg, *regs = state->regs;
1726         bool rw64;
1727
1728         if (regno >= MAX_BPF_REG) {
1729                 verbose(env, "R%d is invalid\n", regno);
1730                 return -EINVAL;
1731         }
1732
1733         reg = &regs[regno];
1734         rw64 = is_reg64(env, insn, regno, reg, t);
1735         if (t == SRC_OP) {
1736                 /* check whether register used as source operand can be read */
1737                 if (reg->type == NOT_INIT) {
1738                         verbose(env, "R%d !read_ok\n", regno);
1739                         return -EACCES;
1740                 }
1741                 /* We don't need to worry about FP liveness because it's read-only */
1742                 if (regno == BPF_REG_FP)
1743                         return 0;
1744
1745                 if (rw64)
1746                         mark_insn_zext(env, reg);
1747
1748                 return mark_reg_read(env, reg, reg->parent,
1749                                      rw64 ? REG_LIVE_READ64 : REG_LIVE_READ32);
1750         } else {
1751                 /* check whether register used as dest operand can be written to */
1752                 if (regno == BPF_REG_FP) {
1753                         verbose(env, "frame pointer is read only\n");
1754                         return -EACCES;
1755                 }
1756                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1757                 reg->subreg_def = rw64 ? DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
1758                 if (t == DST_OP)
1759                         mark_reg_unknown(env, regs, regno);
1760         }
1761         return 0;
1762 }
1763
1764 /* for any branch, call, exit record the history of jmps in the given state */
1765 static int push_jmp_history(struct bpf_verifier_env *env,
1766                             struct bpf_verifier_state *cur)
1767 {
1768         u32 cnt = cur->jmp_history_cnt;
1769         struct bpf_idx_pair *p;
1770
1771         cnt++;
1772         p = krealloc(cur->jmp_history, cnt * sizeof(*p), GFP_USER);
1773         if (!p)
1774                 return -ENOMEM;
1775         p[cnt - 1].idx = env->insn_idx;
1776         p[cnt - 1].prev_idx = env->prev_insn_idx;
1777         cur->jmp_history = p;
1778         cur->jmp_history_cnt = cnt;
1779         return 0;
1780 }
1781
1782 /* Backtrack one insn at a time. If idx is not at the top of recorded
1783  * history then previous instruction came from straight line execution.
1784  */
1785 static int get_prev_insn_idx(struct bpf_verifier_state *st, int i,
1786                              u32 *history)
1787 {
1788         u32 cnt = *history;
1789
1790         if (cnt && st->jmp_history[cnt - 1].idx == i) {
1791                 i = st->jmp_history[cnt - 1].prev_idx;
1792                 (*history)--;
1793         } else {
1794                 i--;
1795         }
1796         return i;
1797 }
1798
1799 /* For given verifier state backtrack_insn() is called from the last insn to
1800  * the first insn. Its purpose is to compute a bitmask of registers and
1801  * stack slots that needs precision in the parent verifier state.
1802  */
1803 static int backtrack_insn(struct bpf_verifier_env *env, int idx,
1804                           u32 *reg_mask, u64 *stack_mask)
1805 {
1806         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
1807                 .cb_print       = verbose,
1808                 .private_data   = env,
1809         };
1810         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + idx;
1811         u8 class = BPF_CLASS(insn->code);
1812         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
1813         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
1814         u32 dreg = 1u << insn->dst_reg;
1815         u32 sreg = 1u << insn->src_reg;
1816         u32 spi;
1817
1818         if (insn->code == 0)
1819                 return 0;
1820         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
1821                 verbose(env, "regs=%x stack=%llx before ", *reg_mask, *stack_mask);
1822                 verbose(env, "%d: ", idx);
1823                 print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
1824         }
1825
1826         if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
1827                 if (!(*reg_mask & dreg))
1828                         return 0;
1829                 if (opcode == BPF_MOV) {
1830                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
1831                                 /* dreg = sreg
1832                                  * dreg needs precision after this insn
1833                                  * sreg needs precision before this insn
1834                                  */
1835                                 *reg_mask &= ~dreg;
1836                                 *reg_mask |= sreg;
1837                         } else {
1838                                 /* dreg = K
1839                                  * dreg needs precision after this insn.
1840                                  * Corresponding register is already marked
1841                                  * as precise=true in this verifier state.
1842                                  * No further markings in parent are necessary
1843                                  */
1844                                 *reg_mask &= ~dreg;
1845                         }
1846                 } else {
1847                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
1848                                 /* dreg += sreg
1849                                  * both dreg and sreg need precision
1850                                  * before this insn
1851                                  */
1852                                 *reg_mask |= sreg;
1853                         } /* else dreg += K
1854                            * dreg still needs precision before this insn
1855                            */
1856                 }
1857         } else if (class == BPF_LDX) {
1858                 if (!(*reg_mask & dreg))
1859                         return 0;
1860                 *reg_mask &= ~dreg;
1861
1862                 /* scalars can only be spilled into stack w/o losing precision.
1863                  * Load from any other memory can be zero extended.
1864                  * The desire to keep that precision is already indicated
1865                  * by 'precise' mark in corresponding register of this state.
1866                  * No further tracking necessary.
1867                  */
1868                 if (insn->src_reg != BPF_REG_FP)
1869                         return 0;
1870                 if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW)
1871                         return 0;
1872
1873                 /* dreg = *(u64 *)[fp - off] was a fill from the stack.
1874                  * that [fp - off] slot contains scalar that needs to be
1875                  * tracked with precision
1876                  */
1877                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
1878                 if (spi >= 64) {
1879                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
1880                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
1881                         return -EFAULT;
1882                 }
1883                 *stack_mask |= 1ull << spi;
1884         } else if (class == BPF_STX || class == BPF_ST) {
1885                 if (*reg_mask & dreg)
1886                         /* stx & st shouldn't be using _scalar_ dst_reg
1887                          * to access memory. It means backtracking
1888                          * encountered a case of pointer subtraction.
1889                          */
1890                         return -ENOTSUPP;
1891                 /* scalars can only be spilled into stack */
1892                 if (insn->dst_reg != BPF_REG_FP)
1893                         return 0;
1894                 if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW)
1895                         return 0;
1896                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
1897                 if (spi >= 64) {
1898                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
1899                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
1900                         return -EFAULT;
1901                 }
1902                 if (!(*stack_mask & (1ull << spi)))
1903                         return 0;
1904                 *stack_mask &= ~(1ull << spi);
1905                 if (class == BPF_STX)
1906                         *reg_mask |= sreg;
1907         } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
1908                 if (opcode == BPF_CALL) {
1909                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
1910                                 return -ENOTSUPP;
1911                         /* regular helper call sets R0 */
1912                         *reg_mask &= ~1;
1913                         if (*reg_mask & 0x3f) {
1914                                 /* if backtracing was looking for registers R1-R5
1915                                  * they should have been found already.
1916                                  */
1917                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", *reg_mask);
1918                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
1919                                 return -EFAULT;
1920                         }
1921                 } else if (opcode == BPF_EXIT) {
1922                         return -ENOTSUPP;
1923                 }
1924         } else if (class == BPF_LD) {
1925                 if (!(*reg_mask & dreg))
1926                         return 0;
1927                 *reg_mask &= ~dreg;
1928                 /* It's ld_imm64 or ld_abs or ld_ind.
1929                  * For ld_imm64 no further tracking of precision
1930                  * into parent is necessary
1931                  */
1932                 if (mode == BPF_IND || mode == BPF_ABS)
1933                         /* to be analyzed */
1934                         return -ENOTSUPP;
1935         }
1936         return 0;
1937 }
1938
1939 /* the scalar precision tracking algorithm:
1940  * . at the start all registers have precise=false.
1941  * . scalar ranges are tracked as normal through alu and jmp insns.
1942  * . once precise value of the scalar register is used in:
1943  *   .  ptr + scalar alu
1944  *   . if (scalar cond K|scalar)
1945  *   .  helper_call(.., scalar, ...) where ARG_CONST is expected
1946  *   backtrack through the verifier states and mark all registers and
1947  *   stack slots with spilled constants that these scalar regisers
1948  *   should be precise.
1949  * . during state pruning two registers (or spilled stack slots)
1950  *   are equivalent if both are not precise.
1951  *
1952  * Note the verifier cannot simply walk register parentage chain,
1953  * since many different registers and stack slots could have been
1954  * used to compute single precise scalar.
1955  *
1956  * The approach of starting with precise=true for all registers and then
1957  * backtrack to mark a register as not precise when the verifier detects
1958  * that program doesn't care about specific value (e.g., when helper
1959  * takes register as ARG_ANYTHING parameter) is not safe.
1960  *
1961  * It's ok to walk single parentage chain of the verifier states.
1962  * It's possible that this backtracking will go all the way till 1st insn.
1963  * All other branches will be explored for needing precision later.
1964  *
1965  * The backtracking needs to deal with cases like:
1966  *   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)
1967  * r9 -= r8
1968  * r5 = r9
1969  * if r5 > 0x79f goto pc+7
1970  *    R5_w=inv(id=0,umax_value=1951,var_off=(0x0; 0x7ff))
1971  * r5 += 1
1972  * ...
1973  * call bpf_perf_event_output#25
1974  *   where .arg5_type = ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO
1975  *
1976  * and this case:
1977  * r6 = 1
1978  * call foo // uses callee's r6 inside to compute r0
1979  * r0 += r6
1980  * if r0 == 0 goto
1981  *
1982  * to track above reg_mask/stack_mask needs to be independent for each frame.
1983  *
1984  * Also if parent's curframe > frame where backtracking started,
1985  * the verifier need to mark registers in both frames, otherwise callees
1986  * may incorrectly prune callers. This is similar to
1987  * commit 7640ead93924 ("bpf: verifier: make sure callees don't prune with caller differences")
1988  *
1989  * For now backtracking falls back into conservative marking.
1990  */
1991 static void mark_all_scalars_precise(struct bpf_verifier_env *env,
1992                                      struct bpf_verifier_state *st)
1993 {
1994         struct bpf_func_state *func;
1995         struct bpf_reg_state *reg;
1996         int i, j;
1997
1998         /* big hammer: mark all scalars precise in this path.
1999          * pop_stack may still get !precise scalars.
2000          */
2001         for (; st; st = st->parent)
2002                 for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
2003                         func = st->frame[i];
2004                         for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
2005                                 reg = &func->regs[j];
2006                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE)
2007                                         continue;
2008                                 reg->precise = true;
2009                         }
2010                         for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
2011                                 if (func->stack[j].slot_type[0] != STACK_SPILL)
2012                                         continue;
2013                                 reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
2014                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE)
2015                                         continue;
2016                                 reg->precise = true;
2017                         }
2018                 }
2019 }
2020
2021 static int __mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
2022                                   int spi)
2023 {
2024         struct bpf_verifier_state *st = env->cur_state;
2025         int first_idx = st->first_insn_idx;
2026         int last_idx = env->insn_idx;
2027         struct bpf_func_state *func;
2028         struct bpf_reg_state *reg;
2029         u32 reg_mask = regno >= 0 ? 1u << regno : 0;
2030         u64 stack_mask = spi >= 0 ? 1ull << spi : 0;
2031         bool skip_first = true;
2032         bool new_marks = false;
2033         int i, err;
2034
2035         if (!env->bpf_capable)
2036                 return 0;
2037
2038         func = st->frame[st->curframe];
2039         if (regno >= 0) {
2040                 reg = &func->regs[regno];
2041                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2042                         WARN_ONCE(1, "backtracing misuse");
2043                         return -EFAULT;
2044                 }
2045                 if (!reg->precise)
2046                         new_marks = true;
2047                 else
2048                         reg_mask = 0;
2049                 reg->precise = true;
2050         }
2051
2052         while (spi >= 0) {
2053                 if (func->stack[spi].slot_type[0] != STACK_SPILL) {
2054                         stack_mask = 0;
2055                         break;
2056                 }
2057                 reg = &func->stack[spi].spilled_ptr;
2058                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2059                         stack_mask = 0;
2060                         break;
2061                 }
2062                 if (!reg->precise)
2063                         new_marks = true;
2064                 else
2065                         stack_mask = 0;
2066                 reg->precise = true;
2067                 break;
2068         }
2069
2070         if (!new_marks)
2071                 return 0;
2072         if (!reg_mask && !stack_mask)
2073                 return 0;
2074         for (;;) {
2075                 DECLARE_BITMAP(mask, 64);
2076                 u32 history = st->jmp_history_cnt;
2077
2078                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
2079                         verbose(env, "last_idx %d first_idx %d\n", last_idx, first_idx);
2080                 for (i = last_idx;;) {
2081                         if (skip_first) {
2082                                 err = 0;
2083                                 skip_first = false;
2084                         } else {
2085                                 err = backtrack_insn(env, i, &reg_mask, &stack_mask);
2086                         }
2087                         if (err == -ENOTSUPP) {
2088                                 mark_all_scalars_precise(env, st);
2089                                 return 0;
2090                         } else if (err) {
2091                                 return err;
2092                         }
2093                         if (!reg_mask && !stack_mask)
2094                                 /* Found assignment(s) into tracked register in this state.
2095                                  * Since this state is already marked, just return.
2096                                  * Nothing to be tracked further in the parent state.
2097                                  */
2098                                 return 0;
2099                         if (i == first_idx)
2100                                 break;
2101                         i = get_prev_insn_idx(st, i, &history);
2102                         if (i >= env->prog->len) {
2103                                 /* This can happen if backtracking reached insn 0
2104                                  * and there are still reg_mask or stack_mask
2105                                  * to backtrack.
2106                                  * It means the backtracking missed the spot where
2107                                  * particular register was initialized with a constant.
2108                                  */
2109                                 verbose(env, "BUG backtracking idx %d\n", i);
2110                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
2111                                 return -EFAULT;
2112                         }
2113                 }
2114                 st = st->parent;
2115                 if (!st)
2116                         break;
2117
2118                 new_marks = false;
2119                 func = st->frame[st->curframe];
2120                 bitmap_from_u64(mask, reg_mask);
2121                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
2122                         reg = &func->regs[i];
2123                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2124                                 reg_mask &= ~(1u << i);
2125                                 continue;
2126                         }
2127                         if (!reg->precise)
2128                                 new_marks = true;
2129                         reg->precise = true;
2130                 }
2131
2132                 bitmap_from_u64(mask, stack_mask);
2133                 for_each_set_bit(i, mask, 64) {
2134                         if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE) {
2135                                 /* the sequence of instructions:
2136                                  * 2: (bf) r3 = r10
2137                                  * 3: (7b) *(u64 *)(r3 -8) = r0
2138                                  * 4: (79) r4 = *(u64 *)(r10 -8)
2139                                  * doesn't contain jmps. It's backtracked
2140                                  * as a single block.
2141                                  * During backtracking insn 3 is not recognized as
2142                                  * stack access, so at the end of backtracking
2143                                  * stack slot fp-8 is still marked in stack_mask.
2144                                  * However the parent state may not have accessed
2145                                  * fp-8 and it's "unallocated" stack space.
2146                                  * In such case fallback to conservative.
2147                                  */
2148                                 mark_all_scalars_precise(env, st);
2149                                 return 0;
2150                         }
2151
2152                         if (func->stack[i].slot_type[0] != STACK_SPILL) {
2153                                 stack_mask &= ~(1ull << i);
2154                                 continue;
2155                         }
2156                         reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
2157                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2158                                 stack_mask &= ~(1ull << i);
2159                                 continue;
2160                         }
2161                         if (!reg->precise)
2162                                 new_marks = true;
2163                         reg->precise = true;
2164                 }
2165                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
2166                         print_verifier_state(env, func);
2167                         verbose(env, "parent %s regs=%x stack=%llx marks\n",
2168                                 new_marks ? "didn't have" : "already had",
2169                                 reg_mask, stack_mask);
2170                 }
2171
2172                 if (!reg_mask && !stack_mask)
2173                         break;
2174                 if (!new_marks)
2175                         break;
2176
2177                 last_idx = st->last_insn_idx;
2178                 first_idx = st->first_insn_idx;
2179         }
2180         return 0;
2181 }
2182
2183 static int mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2184 {
2185         return __mark_chain_precision(env, regno, -1);
2186 }
2187
2188 static int mark_chain_precision_stack(struct bpf_verifier_env *env, int spi)
2189 {
2190         return __mark_chain_precision(env, -1, spi);
2191 }
2192
2193 static bool is_spillable_regtype(enum bpf_reg_type type)
2194 {
2195         switch (type) {
2196         case PTR_TO_MAP_VALUE:
2197         case PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL:
2198         case PTR_TO_STACK:
2199         case PTR_TO_CTX:
2200         case PTR_TO_PACKET:
2201         case PTR_TO_PACKET_META:
2202         case PTR_TO_PACKET_END:
2203         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
2204         case CONST_PTR_TO_MAP:
2205         case PTR_TO_SOCKET:
2206         case PTR_TO_SOCKET_OR_NULL:
2207         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
2208         case PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL:
2209         case PTR_TO_TCP_SOCK:
2210         case PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL:
2211         case PTR_TO_XDP_SOCK:
2212         case PTR_TO_BTF_ID:
2213         case PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL:
2214         case PTR_TO_RDONLY_BUF:
2215         case PTR_TO_RDONLY_BUF_OR_NULL:
2216         case PTR_TO_RDWR_BUF:
2217         case PTR_TO_RDWR_BUF_OR_NULL:
2218         case PTR_TO_PERCPU_BTF_ID:
2219                 return true;
2220         default:
2221                 return false;
2222         }
2223 }
2224
2225 /* Does this register contain a constant zero? */
2226 static bool register_is_null(struct bpf_reg_state *reg)
2227 {
2228         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
2229 }
2230
2231 static bool register_is_const(struct bpf_reg_state *reg)
2232 {
2233         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off);
2234 }
2235
2236 static bool __is_scalar_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2237 {
2238         return tnum_is_unknown(reg->var_off) &&
2239                reg->smin_value == S64_MIN && reg->smax_value == S64_MAX &&
2240                reg->umin_value == 0 && reg->umax_value == U64_MAX &&
2241                reg->s32_min_value == S32_MIN && reg->s32_max_value == S32_MAX &&
2242                reg->u32_min_value == 0 && reg->u32_max_value == U32_MAX;
2243 }
2244
2245 static bool register_is_bounded(struct bpf_reg_state *reg)
2246 {
2247         return reg->type == SCALAR_VALUE && !__is_scalar_unbounded(reg);
2248 }
2249
2250 static bool __is_pointer_value(bool allow_ptr_leaks,
2251                                const struct bpf_reg_state *reg)
2252 {
2253         if (allow_ptr_leaks)
2254                 return false;
2255
2256         return reg->type != SCALAR_VALUE;
2257 }
2258
2259 static void save_register_state(struct bpf_func_state *state,
2260                                 int spi, struct bpf_reg_state *reg)
2261 {
2262         int i;
2263
2264         state->stack[spi].spilled_ptr = *reg;
2265         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2266
2267         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
2268                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_SPILL;
2269 }
2270
2271 /* check_stack_read/write functions track spill/fill of registers,
2272  * stack boundary and alignment are checked in check_mem_access()
2273  */
2274 static int check_stack_write(struct bpf_verifier_env *env,
2275                              struct bpf_func_state *state, /* func where register points to */
2276                              int off, int size, int value_regno, int insn_idx)
2277 {
2278         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
2279         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE, err;
2280         u32 dst_reg = env->prog->insnsi[insn_idx].dst_reg;
2281         struct bpf_reg_state *reg = NULL;
2282
2283         err = realloc_func_state(state, round_up(slot + 1, BPF_REG_SIZE),
2284                                  state->acquired_refs, true);
2285         if (err)
2286                 return err;
2287         /* caller checked that off % size == 0 and -MAX_BPF_STACK <= off < 0,
2288          * so it's aligned access and [off, off + size) are within stack limits
2289          */
2290         if (!env->allow_ptr_leaks &&
2291             state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
2292             size != BPF_REG_SIZE) {
2293                 verbose(env, "attempt to corrupt spilled pointer on stack\n");
2294                 return -EACCES;
2295         }
2296
2297         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
2298         if (value_regno >= 0)
2299                 reg = &cur->regs[value_regno];
2300
2301         if (reg && size == BPF_REG_SIZE && register_is_bounded(reg) &&
2302             !register_is_null(reg) && env->bpf_capable) {
2303                 if (dst_reg != BPF_REG_FP) {
2304                         /* The backtracking logic can only recognize explicit
2305                          * stack slot address like [fp - 8]. Other spill of
2306                          * scalar via different register has to be conervative.
2307                          * Backtrack from here and mark all registers as precise
2308                          * that contributed into 'reg' being a constant.
2309                          */
2310                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
2311                         if (err)
2312                                 return err;
2313                 }
2314                 save_register_state(state, spi, reg);
2315         } else if (reg && is_spillable_regtype(reg->type)) {
2316                 /* register containing pointer is being spilled into stack */
2317                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
2318                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
2319                         verbose(env, "invalid size of register spill\n");
2320                         return -EACCES;
2321                 }
2322
2323                 if (state != cur && reg->type == PTR_TO_STACK) {
2324                         verbose(env, "cannot spill pointers to stack into stack frame of the caller\n");
2325                         return -EINVAL;
2326                 }
2327
2328                 if (!env->bypass_spec_v4) {
2329                         bool sanitize = false;
2330
2331                         if (state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
2332                             register_is_const(&state->stack[spi].spilled_ptr))
2333                                 sanitize = true;
2334                         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
2335                                 if (state->stack[spi].slot_type[i] == STACK_MISC) {
2336                                         sanitize = true;
2337                                         break;
2338                                 }
2339                         if (sanitize) {
2340                                 int *poff = &env->insn_aux_data[insn_idx].sanitize_stack_off;
2341                                 int soff = (-spi - 1) * BPF_REG_SIZE;
2342
2343                                 /* detected reuse of integer stack slot with a pointer
2344                                  * which means either llvm is reusing stack slot or
2345                                  * an attacker is trying to exploit CVE-2018-3639
2346                                  * (speculative store bypass)
2347                                  * Have to sanitize that slot with preemptive
2348                                  * store of zero.
2349                                  */
2350                                 if (*poff && *poff != soff) {
2351                                         /* disallow programs where single insn stores
2352                                          * into two different stack slots, since verifier
2353                                          * cannot sanitize them
2354                                          */
2355                                         verbose(env,
2356                                                 "insn %d cannot access two stack slots fp%d and fp%d",
2357                                                 insn_idx, *poff, soff);
2358                                         return -EINVAL;
2359                                 }
2360                                 *poff = soff;
2361                         }
2362                 }
2363                 save_register_state(state, spi, reg);
2364         } else {
2365                 u8 type = STACK_MISC;
2366
2367                 /* regular write of data into stack destroys any spilled ptr */
2368                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
2369                 /* Mark slots as STACK_MISC if they belonged to spilled ptr. */
2370                 if (state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL)
2371                         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
2372                                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_MISC;
2373
2374                 /* only mark the slot as written if all 8 bytes were written
2375                  * otherwise read propagation may incorrectly stop too soon
2376                  * when stack slots are partially written.
2377                  * This heuristic means that read propagation will be
2378                  * conservative, since it will add reg_live_read marks
2379                  * to stack slots all the way to first state when programs
2380                  * writes+reads less than 8 bytes
2381                  */
2382                 if (size == BPF_REG_SIZE)
2383                         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2384
2385                 /* when we zero initialize stack slots mark them as such */
2386                 if (reg && register_is_null(reg)) {
2387                         /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
2388                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
2389                         if (err)
2390                                 return err;
2391                         type = STACK_ZERO;
2392                 }
2393
2394                 /* Mark slots affected by this stack write. */
2395                 for (i = 0; i < size; i++)
2396                         state->stack[spi].slot_type[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] =
2397                                 type;
2398         }
2399         return 0;
2400 }
2401
2402 static int check_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
2403                             struct bpf_func_state *reg_state /* func where register points to */,
2404                             int off, int size, int value_regno)
2405 {
2406         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
2407         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
2408         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE;
2409         struct bpf_reg_state *reg;
2410         u8 *stype;
2411
2412         if (reg_state->allocated_stack <= slot) {
2413                 verbose(env, "invalid read from stack off %d+0 size %d\n",
2414                         off, size);
2415                 return -EACCES;
2416         }
2417         stype = reg_state->stack[spi].slot_type;
2418         reg = &reg_state->stack[spi].spilled_ptr;
2419
2420         if (stype[0] == STACK_SPILL) {
2421                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
2422                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2423                                 verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
2424                                 verbose(env, "invalid size of register fill\n");
2425                                 return -EACCES;
2426                         }
2427                         if (value_regno >= 0) {
2428                                 mark_reg_unknown(env, state->regs, value_regno);
2429                                 state->regs[value_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2430                         }
2431                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
2432                         return 0;
2433                 }
2434                 for (i = 1; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
2435                         if (stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] != STACK_SPILL) {
2436                                 verbose(env, "corrupted spill memory\n");
2437                                 return -EACCES;
2438                         }
2439                 }
2440
2441                 if (value_regno >= 0) {
2442                         /* restore register state from stack */
2443                         state->regs[value_regno] = *reg;
2444                         /* mark reg as written since spilled pointer state likely
2445                          * has its liveness marks cleared by is_state_visited()
2446                          * which resets stack/reg liveness for state transitions
2447                          */
2448                         state->regs[value_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2449                 } else if (__is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg)) {
2450                         /* If value_regno==-1, the caller is asking us whether
2451                          * it is acceptable to use this value as a SCALAR_VALUE
2452                          * (e.g. for XADD).
2453                          * We must not allow unprivileged callers to do that
2454                          * with spilled pointers.
2455                          */
2456                         verbose(env, "leaking pointer from stack off %d\n",
2457                                 off);
2458                         return -EACCES;
2459                 }
2460                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
2461         } else {
2462                 int zeros = 0;
2463
2464                 for (i = 0; i < size; i++) {
2465                         if (stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC)
2466                                 continue;
2467                         if (stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] == STACK_ZERO) {
2468                                 zeros++;
2469                                 continue;
2470                         }
2471                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
2472                                 off, i, size);
2473                         return -EACCES;
2474                 }
2475                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
2476                 if (value_regno >= 0) {
2477                         if (zeros == size) {
2478                                 /* any size read into register is zero extended,
2479                                  * so the whole register == const_zero
2480                                  */
2481                                 __mark_reg_const_zero(&state->regs[value_regno]);
2482                                 /* backtracking doesn't support STACK_ZERO yet,
2483                                  * so mark it precise here, so that later
2484                                  * backtracking can stop here.
2485                                  * Backtracking may not need this if this register
2486                                  * doesn't participate in pointer adjustment.
2487                                  * Forward propagation of precise flag is not
2488                                  * necessary either. This mark is only to stop
2489                                  * backtracking. Any register that contributed
2490                                  * to const 0 was marked precise before spill.
2491                                  */
2492                                 state->regs[value_regno].precise = true;
2493                         } else {
2494                                 /* have read misc data from the stack */
2495                                 mark_reg_unknown(env, state->regs, value_regno);
2496                         }
2497                         state->regs[value_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2498                 }
2499         }
2500         return 0;
2501 }
2502
2503 static int check_stack_access(struct bpf_verifier_env *env,
2504                               const struct bpf_reg_state *reg,
2505                               int off, int size)
2506 {
2507         /* Stack accesses must be at a fixed offset, so that we
2508          * can determine what type of data were returned. See
2509          * check_stack_read().
2510          */
2511         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
2512                 char tn_buf[48];
2513
2514                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
2515                 verbose(env, "variable stack access var_off=%s off=%d size=%d\n",
2516                         tn_buf, off, size);
2517                 return -EACCES;
2518         }
2519
2520         if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK) {
2521                 verbose(env, "invalid stack off=%d size=%d\n", off, size);
2522                 return -EACCES;
2523         }
2524
2525         return 0;
2526 }
2527
2528 static int check_map_access_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
2529                                  int off, int size, enum bpf_access_type type)
2530 {
2531         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
2532         struct bpf_map *map = regs[regno].map_ptr;
2533         u32 cap = bpf_map_flags_to_cap(map);
2534
2535         if (type == BPF_WRITE && !(cap & BPF_MAP_CAN_WRITE)) {
2536                 verbose(env, "write into map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
2537                         map->value_size, off, size);
2538                 return -EACCES;
2539         }
2540
2541         if (type == BPF_READ && !(cap & BPF_MAP_CAN_READ)) {
2542                 verbose(env, "read from map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
2543                         map->value_size, off, size);
2544                 return -EACCES;
2545         }
2546
2547         return 0;
2548 }
2549
2550 /* check read/write into memory region (e.g., map value, ringbuf sample, etc) */
2551 static int __check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
2552                               int off, int size, u32 mem_size,
2553                               bool zero_size_allowed)
2554 {
2555         bool size_ok = size > 0 || (size == 0 && zero_size_allowed);
2556         struct bpf_reg_state *reg;
2557
2558         if (off >= 0 && size_ok && (u64)off + size <= mem_size)
2559                 return 0;
2560
2561         reg = &cur_regs(env)[regno];
2562         switch (reg->type) {
2563         case PTR_TO_MAP_VALUE:
2564                 verbose(env, "invalid access to map value, value_size=%d off=%d size=%d\n",
2565                         mem_size, off, size);
2566                 break;
2567         case PTR_TO_PACKET:
2568         case PTR_TO_PACKET_META:
2569         case PTR_TO_PACKET_END:
2570                 verbose(env, "invalid access to packet, off=%d size=%d, R%d(id=%d,off=%d,r=%d)\n",
2571                         off, size, regno, reg->id, off, mem_size);
2572                 break;
2573         case PTR_TO_MEM:
2574         default:
2575                 verbose(env, "invalid access to memory, mem_size=%u off=%d size=%d\n",
2576                         mem_size, off, size);
2577         }
2578
2579         return -EACCES;
2580 }
2581
2582 /* check read/write into a memory region with possible variable offset */
2583 static int check_mem_region_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
2584                                    int off, int size, u32 mem_size,
2585                                    bool zero_size_allowed)
2586 {
2587         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
2588         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
2589         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
2590         int err;
2591
2592         /* We may have adjusted the register pointing to memory region, so we
2593          * need to try adding each of min_value and max_value to off
2594          * to make sure our theoretical access will be safe.
2595          */
2596         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
2597                 print_verifier_state(env, state);
2598
2599         /* The minimum value is only important with signed
2600          * comparisons where we can't assume the floor of a
2601          * value is 0.  If we are using signed variables for our
2602          * index'es we need to make sure that whatever we use
2603          * will have a set floor within our range.
2604          */
2605         if (reg->smin_value < 0 &&
2606             (reg->smin_value == S64_MIN ||
2607              (off + reg->smin_value != (s64)(s32)(off + reg->smin_value)) ||
2608               reg->smin_value + off < 0)) {
2609                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
2610                         regno);
2611                 return -EACCES;
2612         }
2613         err = __check_mem_access(env, regno, reg->smin_value + off, size,
2614                                  mem_size, zero_size_allowed);
2615         if (err) {
2616                 verbose(env, "R%d min value is outside of the allowed memory range\n",
2617                         regno);
2618                 return err;
2619         }
2620
2621         /* If we haven't set a max value then we need to bail since we can't be
2622          * sure we won't do bad things.
2623          * If reg->umax_value + off could overflow, treat that as unbounded too.
2624          */
2625         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
2626                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, make sure to bounds check any such access\n",
2627                         regno);
2628                 return -EACCES;
2629         }
2630         err = __check_mem_access(env, regno, reg->umax_value + off, size,
2631                                  mem_size, zero_size_allowed);
2632         if (err) {
2633                 verbose(env, "R%d max value is outside of the allowed memory range\n",
2634                         regno);
2635                 return err;
2636         }
2637
2638         return 0;
2639 }
2640
2641 /* check read/write into a map element with possible variable offset */
2642 static int check_map_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
2643                             int off, int size, bool zero_size_allowed)
2644 {
2645         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
2646         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
2647         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
2648         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
2649         int err;
2650
2651         err = check_mem_region_access(env, regno, off, size, map->value_size,
2652                                       zero_size_allowed);
2653         if (err)
2654                 return err;
2655
2656         if (map_value_has_spin_lock(map)) {
2657                 u32 lock = map->spin_lock_off;
2658
2659                 /* if any part of struct bpf_spin_lock can be touched by
2660                  * load/store reject this program.
2661                  * To check that [x1, x2) overlaps with [y1, y2)
2662                  * it is sufficient to check x1 < y2 && y1 < x2.
2663                  */
2664                 if (reg->smin_value + off < lock + sizeof(struct bpf_spin_lock) &&
2665                      lock < reg->umax_value + off + size) {
2666                         verbose(env, "bpf_spin_lock cannot be accessed directly by load/store\n");
2667                         return -EACCES;
2668                 }
2669         }
2670         return err;
2671 }
2672
2673 #define MAX_PACKET_OFF 0xffff
2674
2675 static enum bpf_prog_type resolve_prog_type(struct bpf_prog *prog)
2676 {
2677         return prog->aux->dst_prog ? prog->aux->dst_prog->type : prog->type;
2678 }
2679
2680 static bool may_access_direct_pkt_data(struct bpf_verifier_env *env,
2681                                        const struct bpf_call_arg_meta *meta,
2682                                        enum bpf_access_type t)
2683 {
2684         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
2685
2686         switch (prog_type) {
2687         /* Program types only with direct read access go here! */
2688         case BPF_PROG_TYPE_LWT_IN:
2689         case BPF_PROG_TYPE_LWT_OUT:
2690         case BPF_PROG_TYPE_LWT_SEG6LOCAL:
2691         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
2692         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
2693         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
2694                 if (t == BPF_WRITE)
2695                         return false;
2696                 fallthrough;
2697
2698         /* Program types with direct read + write access go here! */
2699         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
2700         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
2701         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
2702         case BPF_PROG_TYPE_LWT_XMIT:
2703         case BPF_PROG_TYPE_SK_SKB:
2704         case BPF_PROG_TYPE_SK_MSG:
2705                 if (meta)
2706                         return meta->pkt_access;
2707
2708                 env->seen_direct_write = true;
2709                 return true;
2710
2711         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
2712                 if (t == BPF_WRITE)
2713                         env->seen_direct_write = true;
2714
2715                 return true;
2716
2717         default:
2718                 return false;
2719         }
2720 }
2721
2722 static int check_packet_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno, int off,
2723                                int size, bool zero_size_allowed)
2724 {
2725         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
2726         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
2727         int err;
2728
2729         /* We may have added a variable offset to the packet pointer; but any
2730          * reg->range we have comes after that.  We are only checking the fixed
2731          * offset.
2732          */
2733
2734         /* We don't allow negative numbers, because we aren't tracking enough
2735          * detail to prove they're safe.
2736          */
2737         if (reg->smin_value < 0) {
2738                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
2739                         regno);
2740                 return -EACCES;
2741         }
2742         err = __check_mem_access(env, regno, off, size, reg->range,
2743                                  zero_size_allowed);
2744         if (err) {
2745                 verbose(env, "R%d offset is outside of the packet\n", regno);
2746                 return err;
2747         }
2748
2749         /* __check_mem_access has made sure "off + size - 1" is within u16.
2750          * reg->umax_value can't be bigger than MAX_PACKET_OFF which is 0xffff,
2751          * otherwise find_good_pkt_pointers would have refused to set range info
2752          * that __check_mem_access would have rejected this pkt access.
2753          * Therefore, "off + reg->umax_value + size - 1" won't overflow u32.
2754          */
2755         env->prog->aux->max_pkt_offset =
2756                 max_t(u32, env->prog->aux->max_pkt_offset,
2757                       off + reg->umax_value + size - 1);
2758
2759         return err;
2760 }
2761
2762 /* check access to 'struct bpf_context' fields.  Supports fixed offsets only */
2763 static int check_ctx_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, int off, int size,
2764                             enum bpf_access_type t, enum bpf_reg_type *reg_type,
2765                             u32 *btf_id)
2766 {
2767         struct bpf_insn_access_aux info = {
2768                 .reg_type = *reg_type,
2769                 .log = &env->log,
2770         };
2771
2772         if (env->ops->is_valid_access &&
2773             env->ops->is_valid_access(off, size, t, env->prog, &info)) {
2774                 /* A non zero info.ctx_field_size indicates that this field is a
2775                  * candidate for later verifier transformation to load the whole
2776                  * field and then apply a mask when accessed with a narrower
2777                  * access than actual ctx access size. A zero info.ctx_field_size
2778                  * will only allow for whole field access and rejects any other
2779                  * type of narrower access.
2780                  */
2781                 *reg_type = info.reg_type;
2782
2783                 if (*reg_type == PTR_TO_BTF_ID || *reg_type == PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL)
2784                         *btf_id = info.btf_id;
2785                 else
2786                         env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size = info.ctx_field_size;
2787                 /* remember the offset of last byte accessed in ctx */
2788                 if (env->prog->aux->max_ctx_offset < off + size)
2789                         env->prog->aux->max_ctx_offset = off + size;
2790                 return 0;
2791         }
2792
2793         verbose(env, "invalid bpf_context access off=%d size=%d\n", off, size);
2794         return -EACCES;
2795 }
2796
2797 static int check_flow_keys_access(struct bpf_verifier_env *env, int off,
2798                                   int size)
2799 {
2800         if (size < 0 || off < 0 ||
2801             (u64)off + size > sizeof(struct bpf_flow_keys)) {
2802                 verbose(env, "invalid access to flow keys off=%d size=%d\n",
2803                         off, size);
2804                 return -EACCES;
2805         }
2806         return 0;
2807 }
2808
2809 static int check_sock_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
2810                              u32 regno, int off, int size,
2811                              enum bpf_access_type t)
2812 {
2813         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
2814         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
2815         struct bpf_insn_access_aux info = {};
2816         bool valid;
2817
2818         if (reg->smin_value < 0) {
2819                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
2820                         regno);
2821                 return -EACCES;
2822         }
2823
2824         switch (reg->type) {
2825         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
2826                 valid = bpf_sock_common_is_valid_access(off, size, t, &info);
2827                 break;
2828         case PTR_TO_SOCKET:
2829                 valid = bpf_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
2830                 break;
2831         case PTR_TO_TCP_SOCK:
2832                 valid = bpf_tcp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
2833                 break;
2834         case PTR_TO_XDP_SOCK:
2835                 valid = bpf_xdp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
2836                 break;
2837         default:
2838                 valid = false;
2839         }
2840
2841
2842         if (valid) {
2843                 env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size =
2844                         info.ctx_field_size;
2845                 return 0;
2846         }
2847
2848         verbose(env, "R%d invalid %s access off=%d size=%d\n",
2849                 regno, reg_type_str[reg->type], off, size);
2850
2851         return -EACCES;
2852 }
2853
2854 static struct bpf_reg_state *reg_state(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2855 {
2856         return cur_regs(env) + regno;
2857 }
2858
2859 static bool is_pointer_value(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2860 {
2861         return __is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg_state(env, regno));
2862 }
2863
2864 static bool is_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2865 {
2866         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
2867
2868         return reg->type == PTR_TO_CTX;
2869 }
2870
2871 static bool is_sk_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2872 {
2873         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
2874
2875         return type_is_sk_pointer(reg->type);
2876 }
2877
2878 static bool is_pkt_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2879 {
2880         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
2881
2882         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
2883 }
2884
2885 static bool is_flow_key_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2886 {
2887         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
2888
2889         /* Separate to is_ctx_reg() since we still want to allow BPF_ST here. */
2890         return reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS;
2891 }
2892
2893 static int check_pkt_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
2894                                    const struct bpf_reg_state *reg,
2895                                    int off, int size, bool strict)
2896 {
2897         struct tnum reg_off;
2898         int ip_align;
2899
2900         /* Byte size accesses are always allowed. */
2901         if (!strict || size == 1)
2902                 return 0;
2903
2904         /* For platforms that do not have a Kconfig enabling
2905          * CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS the value of
2906          * NET_IP_ALIGN is universally set to '2'.  And on platforms
2907          * that do set CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS, we get
2908          * to this code only in strict mode where we want to emulate
2909          * the NET_IP_ALIGN==2 checking.  Therefore use an
2910          * unconditional IP align value of '2'.
2911          */
2912         ip_align = 2;
2913
2914         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(ip_align + reg->off + off));
2915         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
2916                 char tn_buf[48];
2917
2918                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
2919                 verbose(env,
2920                         "misaligned packet access off %d+%s+%d+%d size %d\n",
2921                         ip_align, tn_buf, reg->off, off, size);
2922                 return -EACCES;
2923         }
2924
2925         return 0;
2926 }
2927
2928 static int check_generic_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
2929                                        const struct bpf_reg_state *reg,
2930                                        const char *pointer_desc,
2931                                        int off, int size, bool strict)
2932 {
2933         struct tnum reg_off;
2934
2935         /* Byte size accesses are always allowed. */
2936         if (!strict || size == 1)
2937                 return 0;
2938
2939         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(reg->off + off));
2940         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
2941                 char tn_buf[48];
2942
2943                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
2944                 verbose(env, "misaligned %saccess off %s+%d+%d size %d\n",
2945                         pointer_desc, tn_buf, reg->off, off, size);
2946                 return -EACCES;
2947         }
2948
2949         return 0;
2950 }
2951
2952 static int check_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
2953                                const struct bpf_reg_state *reg, int off,
2954                                int size, bool strict_alignment_once)
2955 {
2956         bool strict = env->strict_alignment || strict_alignment_once;
2957         const char *pointer_desc = "";
2958
2959         switch (reg->type) {
2960         case PTR_TO_PACKET:
2961         case PTR_TO_PACKET_META:
2962                 /* Special case, because of NET_IP_ALIGN. Given metadata sits
2963                  * right in front, treat it the very same way.
2964                  */
2965                 return check_pkt_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict);
2966         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
2967                 pointer_desc = "flow keys ";
2968                 break;
2969         case PTR_TO_MAP_VALUE:
2970                 pointer_desc = "value ";
2971                 break;
2972         case PTR_TO_CTX:
2973                 pointer_desc = "context ";
2974                 break;
2975         case PTR_TO_STACK:
2976                 pointer_desc = "stack ";
2977                 /* The stack spill tracking logic in check_stack_write()
2978                  * and check_stack_read() relies on stack accesses being
2979                  * aligned.
2980                  */
2981                 strict = true;
2982                 break;
2983         case PTR_TO_SOCKET:
2984                 pointer_desc = "sock ";
2985                 break;
2986         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
2987                 pointer_desc = "sock_common ";
2988                 break;
2989         case PTR_TO_TCP_SOCK:
2990                 pointer_desc = "tcp_sock ";
2991                 break;
2992         case PTR_TO_XDP_SOCK:
2993                 pointer_desc = "xdp_sock ";
2994                 break;
2995         default:
2996                 break;
2997         }
2998         return check_generic_ptr_alignment(env, reg, pointer_desc, off, size,
2999                                            strict);
3000 }
3001
3002 static int update_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
3003                               const struct bpf_func_state *func,
3004                               int off)
3005 {
3006         u16 stack = env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth;
3007
3008         if (stack >= -off)
3009                 return 0;
3010
3011         /* update known max for given subprogram */
3012         env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth = -off;
3013         return 0;
3014 }
3015
3016 /* starting from main bpf function walk all instructions of the function
3017  * and recursively walk all callees that given function can call.
3018  * Ignore jump and exit insns.
3019  * Since recursion is prevented by check_cfg() this algorithm
3020  * only needs a local stack of MAX_CALL_FRAMES to remember callsites
3021  */
3022 static int check_max_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env)
3023 {
3024         int depth = 0, frame = 0, idx = 0, i = 0, subprog_end;
3025         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
3026         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
3027         bool tail_call_reachable = false;
3028         int ret_insn[MAX_CALL_FRAMES];
3029         int ret_prog[MAX_CALL_FRAMES];
3030         int j;
3031
3032 process_func:
3033         /* protect against potential stack overflow that might happen when
3034          * bpf2bpf calls get combined with tailcalls. Limit the caller's stack
3035          * depth for such case down to 256 so that the worst case scenario
3036          * would result in 8k stack size (32 which is tailcall limit * 256 =
3037          * 8k).
3038          *
3039          * To get the idea what might happen, see an example:
3040          * func1 -> sub rsp, 128
3041          *  subfunc1 -> sub rsp, 256
3042          *  tailcall1 -> add rsp, 256
3043          *   func2 -> sub rsp, 192 (total stack size = 128 + 192 = 320)
3044          *   subfunc2 -> sub rsp, 64
3045          *   subfunc22 -> sub rsp, 128
3046          *   tailcall2 -> add rsp, 128
3047          *    func3 -> sub rsp, 32 (total stack size 128 + 192 + 64 + 32 = 416)
3048          *
3049          * tailcall will unwind the current stack frame but it will not get rid
3050          * of caller's stack as shown on the example above.
3051          */
3052         if (idx && subprog[idx].has_tail_call && depth >= 256) {
3053                 verbose(env,
3054                         "tail_calls are not allowed when call stack of previous frames is %d bytes. Too large\n",
3055                         depth);
3056                 return -EACCES;
3057         }
3058         /* round up to 32-bytes, since this is granularity
3059          * of interpreter stack size
3060          */
3061         depth += round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
3062         if (depth > MAX_BPF_STACK) {
3063                 verbose(env, "combined stack size of %d calls is %d. Too large\n",
3064                         frame + 1, depth);
3065                 return -EACCES;
3066         }
3067 continue_func:
3068         subprog_end = subprog[idx + 1].start;
3069         for (; i < subprog_end; i++) {
3070                 if (insn[i].code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
3071                         continue;
3072                 if (insn[i].src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
3073                         continue;
3074                 /* remember insn and function to return to */
3075                 ret_insn[frame] = i + 1;
3076                 ret_prog[frame] = idx;
3077
3078                 /* find the callee */
3079                 i = i + insn[i].imm + 1;
3080                 idx = find_subprog(env, i);
3081                 if (idx < 0) {
3082                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
3083                                   i);
3084                         return -EFAULT;
3085                 }
3086
3087                 if (subprog[idx].has_tail_call)
3088                         tail_call_reachable = true;
3089
3090                 frame++;
3091                 if (frame >= MAX_CALL_FRAMES) {
3092                         verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep !\n",
3093                                 frame);
3094                         return -E2BIG;
3095                 }
3096                 goto process_func;
3097         }
3098         /* if tail call got detected across bpf2bpf calls then mark each of the
3099          * currently present subprog frames as tail call reachable subprogs;
3100          * this info will be utilized by JIT so that we will be preserving the
3101          * tail call counter throughout bpf2bpf calls combined with tailcalls
3102          */
3103         if (tail_call_reachable)
3104                 for (j = 0; j < frame; j++)
3105                         subprog[ret_prog[j]].tail_call_reachable = true;
3106
3107         /* end of for() loop means the last insn of the 'subprog'
3108          * was reached. Doesn't matter whether it was JA or EXIT
3109          */
3110         if (frame == 0)
3111                 return 0;
3112         depth -= round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
3113         frame--;
3114         i = ret_insn[frame];
3115         idx = ret_prog[frame];
3116         goto continue_func;
3117 }
3118
3119 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
3120 static int get_callee_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
3121                                   const struct bpf_insn *insn, int idx)
3122 {
3123         int start = idx + insn->imm + 1, subprog;
3124
3125         subprog = find_subprog(env, start);
3126         if (subprog < 0) {
3127                 WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
3128                           start);
3129                 return -EFAULT;
3130         }
3131         return env->subprog_info[subprog].stack_depth;
3132 }
3133 #endif
3134
3135 int check_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env,
3136                   const struct bpf_reg_state *reg, int regno)
3137 {
3138         /* Access to ctx or passing it to a helper is only allowed in
3139          * its original, unmodified form.
3140          */
3141
3142         if (reg->off) {
3143                 verbose(env, "dereference of modified ctx ptr R%d off=%d disallowed\n",
3144                         regno, reg->off);
3145                 return -EACCES;
3146         }
3147
3148         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
3149                 char tn_buf[48];
3150
3151                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3152                 verbose(env, "variable ctx access var_off=%s disallowed\n", tn_buf);
3153                 return -EACCES;
3154         }
3155
3156         return 0;
3157 }
3158
3159 static int __check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
3160                                  const char *buf_info,
3161                                  const struct bpf_reg_state *reg,
3162                                  int regno, int off, int size)
3163 {
3164         if (off < 0) {
3165                 verbose(env,
3166                         "R%d invalid %s buffer access: off=%d, size=%d\n",
3167                         regno, buf_info, off, size);
3168                 return -EACCES;
3169         }
3170         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
3171                 char tn_buf[48];
3172
3173                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3174                 verbose(env,
3175                         "R%d invalid variable buffer offset: off=%d, var_off=%s\n",
3176                         regno, off, tn_buf);
3177                 return -EACCES;
3178         }
3179
3180         return 0;
3181 }
3182
3183 static int check_tp_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
3184                                   const struct bpf_reg_state *reg,
3185                                   int regno, int off, int size)
3186 {
3187         int err;
3188
3189         err = __check_buffer_access(env, "tracepoint", reg, regno, off, size);
3190         if (err)
3191                 return err;
3192
3193         if (off + size > env->prog->aux->max_tp_access)
3194                 env->prog->aux->max_tp_access = off + size;
3195
3196         return 0;
3197 }
3198
3199 static int check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
3200                                const struct bpf_reg_state *reg,
3201                                int regno, int off, int size,
3202                                bool zero_size_allowed,
3203                                const char *buf_info,
3204                                u32 *max_access)
3205 {
3206         int err;
3207
3208         err = __check_buffer_access(env, buf_info, reg, regno, off, size);
3209         if (err)
3210                 return err;
3211
3212         if (off + size > *max_access)
3213                 *max_access = off + size;
3214
3215         return 0;
3216 }
3217
3218 /* BPF architecture zero extends alu32 ops into 64-bit registesr */
3219 static void zext_32_to_64(struct bpf_reg_state *reg)
3220 {
3221         reg->var_off = tnum_subreg(reg->var_off);
3222         __reg_assign_32_into_64(reg);
3223 }
3224
3225 /* truncate register to smaller size (in bytes)
3226  * must be called with size < BPF_REG_SIZE
3227  */
3228 static void coerce_reg_to_size(struct bpf_reg_state *reg, int size)
3229 {
3230         u64 mask;
3231
3232         /* clear high bits in bit representation */
3233         reg->var_off = tnum_cast(reg->var_off, size);
3234
3235         /* fix arithmetic bounds */
3236         mask = ((u64)1 << (size * 8)) - 1;
3237         if ((reg->umin_value & ~mask) == (reg->umax_value & ~mask)) {
3238                 reg->umin_value &= mask;
3239                 reg->umax_value &= mask;
3240         } else {
3241                 reg->umin_value = 0;
3242                 reg->umax_value = mask;
3243         }
3244         reg->smin_value = reg->umin_value;
3245         reg->smax_value = reg->umax_value;
3246
3247         /* If size is smaller than 32bit register the 32bit register
3248          * values are also truncated so we push 64-bit bounds into
3249          * 32-bit bounds. Above were truncated < 32-bits already.
3250          */
3251         if (size >= 4)
3252                 return;
3253         __reg_combine_64_into_32(reg);
3254 }
3255
3256 static bool bpf_map_is_rdonly(const struct bpf_map *map)
3257 {
3258         return (map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) && map->frozen;
3259 }
3260
3261 static int bpf_map_direct_read(struct bpf_map *map, int off, int size, u64 *val)
3262 {
3263         void *ptr;
3264         u64 addr;
3265         int err;
3266
3267         err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
3268         if (err)
3269                 return err;
3270         ptr = (void *)(long)addr + off;
3271
3272         switch (size) {
3273         case sizeof(u8):
3274                 *val = (u64)*(u8 *)ptr;
3275                 break;
3276         case sizeof(u16):
3277                 *val = (u64)*(u16 *)ptr;
3278                 break;
3279         case sizeof(u32):
3280                 *val = (u64)*(u32 *)ptr;
3281                 break;
3282         case sizeof(u64):
3283                 *val = *(u64 *)ptr;
3284                 break;
3285         default:
3286                 return -EINVAL;
3287         }
3288         return 0;
3289 }
3290
3291 static int check_ptr_to_btf_access(struct bpf_verifier_env *env,
3292                                    struct bpf_reg_state *regs,
3293                                    int regno, int off, int size,
3294                                    enum bpf_access_type atype,
3295                                    int value_regno)
3296 {
3297         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
3298         const struct btf_type *t = btf_type_by_id(btf_vmlinux, reg->btf_id);
3299         const char *tname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
3300         u32 btf_id;
3301         int ret;
3302
3303         if (off < 0) {
3304                 verbose(env,
3305                         "R%d is ptr_%s invalid negative access: off=%d\n",
3306                         regno, tname, off);
3307                 return -EACCES;
3308         }
3309         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
3310                 char tn_buf[48];
3311
3312                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3313                 verbose(env,
3314                         "R%d is ptr_%s invalid variable offset: off=%d, var_off=%s\n",
3315                         regno, tname, off, tn_buf);
3316                 return -EACCES;
3317         }
3318
3319         if (env->ops->btf_struct_access) {
3320                 ret = env->ops->btf_struct_access(&env->log, t, off, size,
3321                                                   atype, &btf_id);
3322         } else {
3323                 if (atype != BPF_READ) {
3324                         verbose(env, "only read is supported\n");
3325                         return -EACCES;
3326                 }
3327
3328                 ret = btf_struct_access(&env->log, t, off, size, atype,
3329                                         &btf_id);
3330         }
3331
3332         if (ret < 0)
3333                 return ret;
3334
3335         if (atype == BPF_READ && value_regno >= 0)
3336                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, btf_id);
3337
3338         return 0;
3339 }
3340
3341 static int check_ptr_to_map_access(struct bpf_verifier_env *env,
3342                                    struct bpf_reg_state *regs,
3343                                    int regno, int off, int size,
3344                                    enum bpf_access_type atype,
3345                                    int value_regno)
3346 {
3347         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
3348         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
3349         const struct btf_type *t;
3350         const char *tname;
3351         u32 btf_id;
3352         int ret;
3353
3354         if (!btf_vmlinux) {
3355                 verbose(env, "map_ptr access not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
3356                 return -ENOTSUPP;
3357         }
3358
3359         if (!map->ops->map_btf_id || !*map->ops->map_btf_id) {
3360                 verbose(env, "map_ptr access not supported for map type %d\n",
3361                         map->map_type);
3362                 return -ENOTSUPP;
3363         }
3364
3365         t = btf_type_by_id(btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id);
3366         tname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
3367
3368         if (!env->allow_ptr_to_map_access) {
3369                 verbose(env,
3370                         "%s access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
3371                         tname);
3372                 return -EPERM;
3373         }
3374
3375         if (off < 0) {
3376                 verbose(env, "R%d is %s invalid negative access: off=%d\n",
3377                         regno, tname, off);
3378                 return -EACCES;
3379         }
3380
3381         if (atype != BPF_READ) {
3382                 verbose(env, "only read from %s is supported\n", tname);
3383                 return -EACCES;
3384         }
3385
3386         ret = btf_struct_access(&env->log, t, off, size, atype, &btf_id);
3387         if (ret < 0)
3388                 return ret;
3389
3390         if (value_regno >= 0)
3391                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, btf_id);
3392
3393         return 0;
3394 }
3395
3396
3397 /* check whether memory at (regno + off) is accessible for t = (read | write)
3398  * if t==write, value_regno is a register which value is stored into memory
3399  * if t==read, value_regno is a register which will receive the value from memory
3400  * if t==write && value_regno==-1, some unknown value is stored into memory
3401  * if t==read && value_regno==-1, don't care what we read from memory
3402  */
3403 static int check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, u32 regno,
3404                             int off, int bpf_size, enum bpf_access_type t,
3405                             int value_regno, bool strict_alignment_once)
3406 {
3407         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
3408         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
3409         struct bpf_func_state *state;
3410         int size, err = 0;
3411
3412         size = bpf_size_to_bytes(bpf_size);
3413         if (size < 0)
3414                 return size;
3415
3416         /* alignment checks will add in reg->off themselves */
3417         err = check_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict_alignment_once);
3418         if (err)
3419                 return err;
3420
3421         /* for access checks, reg->off is just part of off */
3422         off += reg->off;
3423
3424         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
3425                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
3426                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
3427                         verbose(env, "R%d leaks addr into map\n", value_regno);
3428                         return -EACCES;
3429                 }
3430                 err = check_map_access_type(env, regno, off, size, t);
3431                 if (err)
3432                         return err;
3433                 err = check_map_access(env, regno, off, size, false);
3434                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
3435                         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
3436
3437                         /* if map is read-only, track its contents as scalars */
3438                         if (tnum_is_const(reg->var_off) &&
3439                             bpf_map_is_rdonly(map) &&
3440                             map->ops->map_direct_value_addr) {
3441                                 int map_off = off + reg->var_off.value;
3442                                 u64 val = 0;
3443
3444                                 err = bpf_map_direct_read(map, map_off, size,
3445                                                           &val);
3446                                 if (err)
3447                                         return err;
3448
3449                                 regs[value_regno].type = SCALAR_VALUE;
3450                                 __mark_reg_known(&regs[value_regno], val);
3451                         } else {
3452                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3453                         }
3454                 }
3455         } else if (reg->type == PTR_TO_MEM) {
3456                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
3457                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
3458                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", value_regno);
3459                         return -EACCES;
3460                 }
3461                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
3462                                               reg->mem_size, false);
3463                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
3464                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3465         } else if (reg->type == PTR_TO_CTX) {
3466                 enum bpf_reg_type reg_type = SCALAR_VALUE;
3467                 u32 btf_id = 0;
3468
3469                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
3470                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
3471                         verbose(env, "R%d leaks addr into ctx\n", value_regno);
3472                         return -EACCES;
3473                 }
3474
3475                 err = check_ctx_reg(env, reg, regno);
3476                 if (err < 0)
3477                         return err;
3478
3479                 err = check_ctx_access(env, insn_idx, off, size, t, &reg_type, &btf_id);
3480                 if (err)
3481                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
3482                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
3483                         /* ctx access returns either a scalar, or a
3484                          * PTR_TO_PACKET[_META,_END]. In the latter
3485                          * case, we know the offset is zero.
3486                          */
3487                         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
3488                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3489                         } else {
3490                                 mark_reg_known_zero(env, regs,
3491                                                     value_regno);
3492                                 if (reg_type_may_be_null(reg_type))
3493                                         regs[value_regno].id = ++env->id_gen;
3494                                 /* A load of ctx field could have different
3495                                  * actual load size with the one encoded in the
3496                                  * insn. When the dst is PTR, it is for sure not
3497                                  * a sub-register.
3498                                  */
3499                                 regs[value_regno].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
3500                                 if (reg_type == PTR_TO_BTF_ID ||
3501                                     reg_type == PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL)
3502                                         regs[value_regno].btf_id = btf_id;
3503                         }
3504                         regs[value_regno].type = reg_type;
3505                 }
3506
3507         } else if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
3508                 off += reg->var_off.value;
3509                 err = check_stack_access(env, reg, off, size);
3510                 if (err)
3511                         return err;
3512
3513                 state = func(env, reg);
3514                 err = update_stack_depth(env, state, off);
3515                 if (err)
3516                         return err;
3517
3518                 if (t == BPF_WRITE)
3519                         err = check_stack_write(env, state, off, size,
3520                                                 value_regno, insn_idx);
3521                 else
3522                         err = check_stack_read(env, state, off, size,
3523                                                value_regno);
3524         } else if (reg_is_pkt_pointer(reg)) {
3525                 if (t == BPF_WRITE && !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, t)) {
3526                         verbose(env, "cannot write into packet\n");
3527                         return -EACCES;
3528                 }
3529                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
3530                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
3531                         verbose(env, "R%d leaks addr into packet\n",
3532                                 value_regno);
3533                         return -EACCES;
3534                 }
3535                 err = check_packet_access(env, regno, off, size, false);
3536                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
3537                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3538         } else if (reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS) {
3539                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
3540                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
3541                         verbose(env, "R%d leaks addr into flow keys\n",
3542                                 value_regno);
3543                         return -EACCES;
3544                 }
3545
3546                 err = check_flow_keys_access(env, off, size);
3547                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
3548                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3549         } else if (type_is_sk_pointer(reg->type)) {
3550                 if (t == BPF_WRITE) {
3551                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
3552                                 regno, reg_type_str[reg->type]);
3553                         return -EACCES;
3554                 }
3555                 err = check_sock_access(env, insn_idx, regno, off, size, t);
3556                 if (!err && value_regno >= 0)
3557                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3558         } else if (reg->type == PTR_TO_TP_BUFFER) {
3559                 err = check_tp_buffer_access(env, reg, regno, off, size);
3560                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
3561                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3562         } else if (reg->type == PTR_TO_BTF_ID) {
3563                 err = check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, off, size, t,
3564                                               value_regno);
3565         } else if (reg->type == CONST_PTR_TO_MAP) {
3566                 err = check_ptr_to_map_access(env, regs, regno, off, size, t,
3567                                               value_regno);
3568         } else if (reg->type == PTR_TO_RDONLY_BUF) {
3569                 if (t == BPF_WRITE) {
3570                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
3571                                 regno, reg_type_str[reg->type]);
3572                         return -EACCES;
3573                 }
3574                 err = check_buffer_access(env, reg, regno, off, size, false,
3575                                           "rdonly",
3576                                           &env->prog->aux->max_rdonly_access);
3577                 if (!err && value_regno >= 0)
3578                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3579         } else if (reg->type == PTR_TO_RDWR_BUF) {
3580                 err = check_buffer_access(env, reg, regno, off, size, false,
3581                                           "rdwr",
3582                                           &env->prog->aux->max_rdwr_access);
3583                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
3584                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3585         } else {
3586                 verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
3587                         reg_type_str[reg->type]);
3588                 return -EACCES;
3589         }
3590
3591         if (!err && size < BPF_REG_SIZE && value_regno >= 0 && t == BPF_READ &&
3592             regs[value_regno].type == SCALAR_VALUE) {
3593                 /* b/h/w load zero-extends, mark upper bits as known 0 */
3594                 coerce_reg_to_size(&regs[value_regno], size);
3595         }
3596         return err;
3597 }
3598
3599 static int check_xadd(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, struct bpf_insn *insn)
3600 {
3601         int err;
3602
3603         if ((BPF_SIZE(insn->code) != BPF_W && BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) ||
3604             insn->imm != 0) {
3605                 verbose(env, "BPF_XADD uses reserved fields\n");
3606                 return -EINVAL;
3607         }
3608
3609         /* check src1 operand */
3610         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
3611         if (err)
3612                 return err;
3613
3614         /* check src2 operand */
3615         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
3616         if (err)
3617                 return err;
3618
3619         if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
3620                 verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", insn->src_reg);
3621                 return -EACCES;
3622         }
3623
3624         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg) ||
3625             is_pkt_reg(env, insn->dst_reg) ||
3626             is_flow_key_reg(env, insn->dst_reg) ||
3627             is_sk_reg(env, insn->dst_reg)) {
3628                 verbose(env, "BPF_XADD stores into R%d %s is not allowed\n",
3629                         insn->dst_reg,
3630                         reg_type_str[reg_state(env, insn->dst_reg)->type]);
3631                 return -EACCES;
3632         }
3633
3634         /* check whether atomic_add can read the memory */
3635         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
3636                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, -1, true);
3637         if (err)
3638                 return err;
3639
3640         /* check whether atomic_add can write into the same memory */
3641         return check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
3642                                 BPF_SIZE(insn->code), BPF_WRITE, -1, true);
3643 }
3644
3645 static int __check_stack_boundary(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3646                                   int off, int access_size,
3647                                   bool zero_size_allowed)
3648 {
3649         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
3650
3651         if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK || off + access_size > 0 ||
3652             access_size < 0 || (access_size == 0 && !zero_size_allowed)) {
3653                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
3654                         verbose(env, "invalid stack type R%d off=%d access_size=%d\n",
3655                                 regno, off, access_size);
3656                 } else {
3657                         char tn_buf[48];
3658
3659                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3660                         verbose(env, "invalid stack type R%d var_off=%s access_size=%d\n",
3661                                 regno, tn_buf, access_size);
3662                 }
3663                 return -EACCES;
3664         }
3665         return 0;
3666 }
3667
3668 /* when register 'regno' is passed into function that will read 'access_size'
3669  * bytes from that pointer, make sure that it's within stack boundary
3670  * and all elements of stack are initialized.
3671  * Unlike most pointer bounds-checking functions, this one doesn't take an
3672  * 'off' argument, so it has to add in reg->off itself.
3673  */
3674 static int check_stack_boundary(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
3675                                 int access_size, bool zero_size_allowed,
3676                                 struct bpf_call_arg_meta *meta)
3677 {
3678         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
3679         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
3680         int err, min_off, max_off, i, j, slot, spi;
3681
3682         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
3683                 min_off = max_off = reg->var_off.value + reg->off;
3684                 err = __check_stack_boundary(env, regno, min_off, access_size,
3685                                              zero_size_allowed);
3686                 if (err)
3687                         return err;
3688         } else {
3689                 /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for
3690                  * simplicity since it requires corresponding support in
3691                  * Spectre masking for stack ALU.
3692                  * See also retrieve_ptr_limit().
3693                  */
3694                 if (!env->bypass_spec_v1) {
3695                         char tn_buf[48];
3696
3697                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3698                         verbose(env, "R%d indirect variable offset stack access prohibited for !root, var_off=%s\n",
3699                                 regno, tn_buf);
3700                         return -EACCES;
3701                 }
3702                 /* Only initialized buffer on stack is allowed to be accessed
3703                  * with variable offset. With uninitialized buffer it's hard to
3704                  * guarantee that whole memory is marked as initialized on
3705                  * helper return since specific bounds are unknown what may
3706                  * cause uninitialized stack leaking.
3707                  */
3708                 if (meta && meta->raw_mode)
3709                         meta = NULL;
3710
3711                 if (reg->smax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF ||
3712                     reg->smax_value <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
3713                         verbose(env, "R%d unbounded indirect variable offset stack access\n",
3714                                 regno);
3715                         return -EACCES;
3716                 }
3717                 min_off = reg->smin_value + reg->off;
3718                 max_off = reg->smax_value + reg->off;
3719                 err = __check_stack_boundary(env, regno, min_off, access_size,
3720                                              zero_size_allowed);
3721                 if (err) {
3722                         verbose(env, "R%d min value is outside of stack bound\n",
3723                                 regno);
3724                         return err;
3725                 }
3726                 err = __check_stack_boundary(env, regno, max_off, access_size,
3727                                              zero_size_allowed);
3728                 if (err) {
3729                         verbose(env, "R%d max value is outside of stack bound\n",
3730                                 regno);
3731                         return err;
3732                 }
3733         }
3734
3735         if (meta && meta->raw_mode) {
3736                 meta->access_size = access_size;
3737                 meta->regno = regno;
3738                 return 0;
3739         }
3740
3741         for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
3742                 u8 *stype;
3743
3744                 slot = -i - 1;
3745                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
3746                 if (state->allocated_stack <= slot)
3747                         goto err;
3748                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
3749                 if (*stype == STACK_MISC)
3750                         goto mark;
3751                 if (*stype == STACK_ZERO) {
3752                         /* helper can write anything into the stack */
3753                         *stype = STACK_MISC;
3754                         goto mark;
3755                 }
3756
3757                 if (state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
3758                     state->stack[spi].spilled_ptr.type == PTR_TO_BTF_ID)
3759                         goto mark;
3760
3761                 if (state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
3762                     state->stack[spi].spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE) {
3763                         __mark_reg_unknown(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
3764                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
3765                                 state->stack[spi].slot_type[j] = STACK_MISC;
3766                         goto mark;
3767                 }
3768
3769 err:
3770                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
3771                         verbose(env, "invalid indirect read from stack off %d+%d size %d\n",
3772                                 min_off, i - min_off, access_size);
3773                 } else {
3774                         char tn_buf[48];
3775
3776                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3777                         verbose(env, "invalid indirect read from stack var_off %s+%d size %d\n",
3778                                 tn_buf, i - min_off, access_size);
3779                 }
3780                 return -EACCES;
3781 mark:
3782                 /* reading any byte out of 8-byte 'spill_slot' will cause
3783                  * the whole slot to be marked as 'read'
3784                  */
3785                 mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
3786                               state->stack[spi].spilled_ptr.parent,
3787                               REG_LIVE_READ64);
3788         }
3789         return update_stack_depth(env, state, min_off);
3790 }
3791
3792 static int check_helper_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
3793                                    int access_size, bool zero_size_allowed,
3794                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
3795 {
3796         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
3797
3798         switch (reg->type) {
3799         case PTR_TO_PACKET:
3800         case PTR_TO_PACKET_META:
3801                 return check_packet_access(env, regno, reg->off, access_size,
3802                                            zero_size_allowed);
3803         case PTR_TO_MAP_VALUE:
3804                 if (check_map_access_type(env, regno, reg->off, access_size,
3805                                           meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE :
3806                                           BPF_READ))
3807                         return -EACCES;
3808                 return check_map_access(env, regno, reg->off, access_size,
3809                                         zero_size_allowed);
3810         case PTR_TO_MEM:
3811                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off,
3812                                                access_size, reg->mem_size,
3813                                                zero_size_allowed);
3814         case PTR_TO_RDONLY_BUF:
3815                 if (meta && meta->raw_mode)
3816                         return -EACCES;
3817                 return check_buffer_access(env, reg, regno, reg->off,
3818                                            access_size, zero_size_allowed,
3819                                            "rdonly",
3820                                            &env->prog->aux->max_rdonly_access);
3821         case PTR_TO_RDWR_BUF:
3822                 return check_buffer_access(env, reg, regno, reg->off,
3823                                            access_size, zero_size_allowed,
3824                                            "rdwr",
3825                                            &env->prog->aux->max_rdwr_access);
3826         case PTR_TO_STACK:
3827                 return check_stack_boundary(env, regno, access_size,
3828                                             zero_size_allowed, meta);
3829         default: /* scalar_value or invalid ptr */
3830                 /* Allow zero-byte read from NULL, regardless of pointer type */
3831                 if (zero_size_allowed && access_size == 0 &&
3832                     register_is_null(reg))
3833                         return 0;
3834
3835                 verbose(env, "R%d type=%s expected=%s\n", regno,
3836                         reg_type_str[reg->type],
3837                         reg_type_str[PTR_TO_STACK]);
3838                 return -EACCES;
3839         }
3840 }
3841
3842 /* Implementation details:
3843  * bpf_map_lookup returns PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL
3844  * Two bpf_map_lookups (even with the same key) will have different reg->id.
3845  * For traditional PTR_TO_MAP_VALUE the verifier clears reg->id after
3846  * value_or_null->value transition, since the verifier only cares about
3847  * the range of access to valid map value pointer and doesn't care about actual
3848  * address of the map element.
3849  * For maps with 'struct bpf_spin_lock' inside map value the verifier keeps
3850  * reg->id > 0 after value_or_null->value transition. By doing so
3851  * two bpf_map_lookups will be considered two different pointers that
3852  * point to different bpf_spin_locks.
3853  * The verifier allows taking only one bpf_spin_lock at a time to avoid
3854  * dead-locks.
3855  * Since only one bpf_spin_lock is allowed the checks are simpler than
3856  * reg_is_refcounted() logic. The verifier needs to remember only
3857  * one spin_lock instead of array of acquired_refs.
3858  * cur_state->active_spin_lock remembers which map value element got locked
3859  * and clears it after bpf_spin_unlock.
3860  */
3861 static int process_spin_lock(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
3862                              bool is_lock)
3863 {
3864         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
3865         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
3866         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
3867         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
3868         u64 val = reg->var_off.value;
3869
3870         if (!is_const) {
3871                 verbose(env,
3872                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_spin_lock has to be at the constant offset\n",
3873                         regno);
3874                 return -EINVAL;
3875         }
3876         if (!map->btf) {
3877                 verbose(env,
3878                         "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_spin_lock\n",
3879                         map->name);
3880                 return -EINVAL;
3881         }
3882         if (!map_value_has_spin_lock(map)) {
3883                 if (map->spin_lock_off == -E2BIG)
3884                         verbose(env,
3885                                 "map '%s' has more than one 'struct bpf_spin_lock'\n",
3886                                 map->name);
3887                 else if (map->spin_lock_off == -ENOENT)
3888                         verbose(env,
3889                                 "map '%s' doesn't have 'struct bpf_spin_lock'\n",
3890                                 map->name);
3891                 else
3892                         verbose(env,
3893                                 "map '%s' is not a struct type or bpf_spin_lock is mangled\n",
3894                                 map->name);
3895                 return -EINVAL;
3896         }
3897         if (map->spin_lock_off != val + reg->off) {
3898                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_spin_lock'\n",
3899                         val + reg->off);
3900                 return -EINVAL;
3901         }
3902         if (is_lock) {
3903                 if (cur->active_spin_lock) {
3904                         verbose(env,
3905                                 "Locking two bpf_spin_locks are not allowed\n");
3906                         return -EINVAL;
3907                 }
3908                 cur->active_spin_lock = reg->id;
3909         } else {
3910                 if (!cur->active_spin_lock) {
3911                         verbose(env, "bpf_spin_unlock without taking a lock\n");
3912                         return -EINVAL;
3913                 }
3914                 if (cur->active_spin_lock != reg->id) {
3915                         verbose(env, "bpf_spin_unlock of different lock\n");
3916                         return -EINVAL;
3917                 }
3918                 cur->active_spin_lock = 0;
3919         }
3920         return 0;
3921 }
3922
3923 static bool arg_type_is_mem_ptr(enum bpf_arg_type type)
3924 {
3925         return type == ARG_PTR_TO_MEM ||
3926                type == ARG_PTR_TO_MEM_OR_NULL ||
3927                type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM;
3928 }
3929
3930 static bool arg_type_is_mem_size(enum bpf_arg_type type)
3931 {
3932         return type == ARG_CONST_SIZE ||
3933                type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO;
3934 }
3935
3936 static bool arg_type_is_alloc_size(enum bpf_arg_type type)
3937 {
3938         return type == ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO;
3939 }
3940
3941 static bool arg_type_is_int_ptr(enum bpf_arg_type type)
3942 {
3943         return type == ARG_PTR_TO_INT ||
3944                type == ARG_PTR_TO_LONG;
3945 }
3946
3947 static int int_ptr_type_to_size(enum bpf_arg_type type)
3948 {
3949         if (type == ARG_PTR_TO_INT)
3950                 return sizeof(u32);
3951         else if (type == ARG_PTR_TO_LONG)
3952                 return sizeof(u64);
3953
3954         return -EINVAL;
3955 }
3956
3957 static int resolve_map_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
3958                                  const struct bpf_call_arg_meta *meta,
3959                                  enum bpf_arg_type *arg_type)
3960 {
3961         if (!meta->map_ptr) {
3962                 /* kernel subsystem misconfigured verifier */
3963                 verbose(env, "invalid map_ptr to access map->type\n");
3964                 return -EACCES;
3965         }
3966
3967         switch (meta->map_ptr->map_type) {
3968         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
3969         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
3970                 if (*arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
3971                         *arg_type = ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON;
3972                 } else {
3973                         verbose(env, "invalid arg_type for sockmap/sockhash\n");
3974                         return -EINVAL;
3975                 }
3976                 break;
3977
3978         default:
3979                 break;
3980         }
3981         return 0;
3982 }
3983
3984 struct bpf_reg_types {
3985         const enum bpf_reg_type types[10];
3986         u32 *btf_id;
3987 };
3988
3989 static const struct bpf_reg_types map_key_value_types = {
3990         .types = {
3991                 PTR_TO_STACK,
3992                 PTR_TO_PACKET,
3993                 PTR_TO_PACKET_META,
3994                 PTR_TO_MAP_VALUE,
3995         },
3996 };
3997
3998 static const struct bpf_reg_types sock_types = {
3999         .types = {
4000                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
4001                 PTR_TO_SOCKET,
4002                 PTR_TO_TCP_SOCK,
4003                 PTR_TO_XDP_SOCK,
4004         },
4005 };
4006
4007 #ifdef CONFIG_NET
4008 static const struct bpf_reg_types btf_id_sock_common_types = {
4009         .types = {
4010                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
4011                 PTR_TO_SOCKET,
4012                 PTR_TO_TCP_SOCK,
4013                 PTR_TO_XDP_SOCK,
4014                 PTR_TO_BTF_ID,
4015         },
4016         .btf_id = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
4017 };
4018 #endif
4019
4020 static const struct bpf_reg_types mem_types = {
4021         .types = {
4022                 PTR_TO_STACK,
4023                 PTR_TO_PACKET,
4024                 PTR_TO_PACKET_META,
4025                 PTR_TO_MAP_VALUE,
4026                 PTR_TO_MEM,
4027                 PTR_TO_RDONLY_BUF,
4028                 PTR_TO_RDWR_BUF,
4029         },
4030 };
4031
4032 static const struct bpf_reg_types int_ptr_types = {
4033         .types = {
4034                 PTR_TO_STACK,
4035                 PTR_TO_PACKET,
4036                 PTR_TO_PACKET_META,
4037                 PTR_TO_MAP_VALUE,
4038         },
4039 };
4040
4041 static const struct bpf_reg_types fullsock_types = { .types = { PTR_TO_SOCKET } };
4042 static const struct bpf_reg_types scalar_types = { .types = { SCALAR_VALUE } };
4043 static const struct bpf_reg_types context_types = { .types = { PTR_TO_CTX } };
4044 static const struct bpf_reg_types alloc_mem_types = { .types = { PTR_TO_MEM } };
4045 static const struct bpf_reg_types const_map_ptr_types = { .types = { CONST_PTR_TO_MAP } };
4046 static const struct bpf_reg_types btf_ptr_types = { .types = { PTR_TO_BTF_ID } };
4047 static const struct bpf_reg_types spin_lock_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
4048 static const struct bpf_reg_types percpu_btf_ptr_types = { .types = { PTR_TO_PERCPU_BTF_ID } };
4049
4050 static const struct bpf_reg_types *compatible_reg_types[__BPF_ARG_TYPE_MAX] = {
4051         [ARG_PTR_TO_MAP_KEY]            = &map_key_value_types,
4052         [ARG_PTR_TO_MAP_VALUE]          = &map_key_value_types,
4053         [ARG_PTR_TO_UNINIT_MAP_VALUE]   = &map_key_value_types,
4054         [ARG_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL]  = &map_key_value_types,
4055         [ARG_CONST_SIZE]                = &scalar_types,
4056         [ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO]        = &scalar_types,
4057         [ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO]  = &scalar_types,
4058         [ARG_CONST_MAP_PTR]             = &const_map_ptr_types,
4059         [ARG_PTR_TO_CTX]                = &context_types,
4060         [ARG_PTR_TO_CTX_OR_NULL]        = &context_types,
4061         [ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON]        = &sock_types,
4062 #ifdef CONFIG_NET
4063         [ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON] = &btf_id_sock_common_types,
4064 #endif
4065         [ARG_PTR_TO_SOCKET]             = &fullsock_types,
4066         [ARG_PTR_TO_SOCKET_OR_NULL]     = &fullsock_types,
4067         [ARG_PTR_TO_BTF_ID]             = &btf_ptr_types,
4068         [ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK]          = &spin_lock_types,
4069         [ARG_PTR_TO_MEM]                = &mem_types,
4070         [ARG_PTR_TO_MEM_OR_NULL]        = &mem_types,
4071         [ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM]         = &mem_types,
4072         [ARG_PTR_TO_ALLOC_MEM]          = &alloc_mem_types,
4073         [ARG_PTR_TO_ALLOC_MEM_OR_NULL]  = &alloc_mem_types,
4074         [ARG_PTR_TO_INT]                = &int_ptr_types,
4075         [ARG_PTR_TO_LONG]               = &int_ptr_types,
4076         [ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID]      = &percpu_btf_ptr_types,
4077 };
4078
4079 static int check_reg_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
4080                           enum bpf_arg_type arg_type,
4081                           const u32 *arg_btf_id)
4082 {
4083         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
4084         enum bpf_reg_type expected, type = reg->type;
4085         const struct bpf_reg_types *compatible;
4086         int i, j;
4087
4088         compatible = compatible_reg_types[arg_type];
4089         if (!compatible) {
4090                 verbose(env, "verifier internal error: unsupported arg type %d\n", arg_type);
4091                 return -EFAULT;
4092         }
4093
4094         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(compatible->types); i++) {
4095                 expected = compatible->types[i];
4096                 if (expected == NOT_INIT)
4097                         break;
4098
4099                 if (type == expected)
4100                         goto found;
4101         }
4102
4103         verbose(env, "R%d type=%s expected=", regno, reg_type_str[type]);
4104         for (j = 0; j + 1 < i; j++)
4105                 verbose(env, "%s, ", reg_type_str[compatible->types[j]]);
4106         verbose(env, "%s\n", reg_type_str[compatible->types[j]]);
4107         return -EACCES;
4108
4109 found:
4110         if (type == PTR_TO_BTF_ID) {
4111                 if (!arg_btf_id) {
4112                         if (!compatible->btf_id) {
4113                                 verbose(env, "verifier internal error: missing arg compatible BTF ID\n");
4114                                 return -EFAULT;
4115                         }
4116                         arg_btf_id = compatible->btf_id;
4117                 }
4118
4119                 if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->off, reg->btf_id,
4120                                           *arg_btf_id)) {
4121                         verbose(env, "R%d is of type %s but %s is expected\n",
4122                                 regno, kernel_type_name(reg->btf_id),
4123                                 kernel_type_name(*arg_btf_id));
4124                         return -EACCES;
4125                 }
4126
4127                 if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
4128                         verbose(env, "R%d is a pointer to in-kernel struct with non-zero offset\n",
4129                                 regno);
4130                         return -EACCES;
4131                 }
4132         }
4133
4134         return 0;
4135 }
4136
4137 static int check_func_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 arg,
4138                           struct bpf_call_arg_meta *meta,
4139                           const struct bpf_func_proto *fn)
4140 {
4141         u32 regno = BPF_REG_1 + arg;
4142         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
4143         enum bpf_arg_type arg_type = fn->arg_type[arg];
4144         enum bpf_reg_type type = reg->type;
4145         int err = 0;
4146
4147         if (arg_type == ARG_DONTCARE)
4148                 return 0;
4149
4150         err = check_reg_arg(env, regno, SRC_OP);
4151         if (err)
4152                 return err;
4153
4154         if (arg_type == ARG_ANYTHING) {
4155                 if (is_pointer_value(env, regno)) {
4156                         verbose(env, "R%d leaks addr into helper function\n",
4157                                 regno);
4158                         return -EACCES;
4159                 }
4160                 return 0;
4161         }
4162
4163         if (type_is_pkt_pointer(type) &&
4164             !may_access_direct_pkt_data(env, meta, BPF_READ)) {
4165                 verbose(env, "helper access to the packet is not allowed\n");
4166                 return -EACCES;
4167         }
4168
4169         if (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE ||
4170             arg_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MAP_VALUE ||
4171             arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL) {
4172                 err = resolve_map_arg_type(env, meta, &arg_type);
4173                 if (err)
4174                         return err;
4175         }
4176
4177         if (register_is_null(reg) && arg_type_may_be_null(arg_type))
4178                 /* A NULL register has a SCALAR_VALUE type, so skip
4179                  * type checking.
4180                  */
4181                 goto skip_type_check;
4182
4183         err = check_reg_type(env, regno, arg_type, fn->arg_btf_id[arg]);
4184         if (err)
4185                 return err;
4186
4187         if (type == PTR_TO_CTX) {
4188                 err = check_ctx_reg(env, reg, regno);
4189                 if (err < 0)
4190                         return err;
4191         }
4192
4193 skip_type_check:
4194         if (reg->ref_obj_id) {
4195                 if (meta->ref_obj_id) {
4196                         verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
4197                                 regno, reg->ref_obj_id,
4198                                 meta->ref_obj_id);
4199                         return -EFAULT;
4200                 }
4201                 meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
4202         }
4203
4204         if (arg_type == ARG_CONST_MAP_PTR) {
4205                 /* bpf_map_xxx(map_ptr) call: remember that map_ptr */
4206                 meta->map_ptr = reg->map_ptr;
4207         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY) {
4208                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., key) call:
4209                  * check that [key, key + map->key_size) are within
4210                  * stack limits and initialized
4211                  */
4212                 if (!meta->map_ptr) {
4213                         /* in function declaration map_ptr must come before
4214                          * map_key, so that it's verified and known before
4215                          * we have to check map_key here. Otherwise it means
4216                          * that kernel subsystem misconfigured verifier
4217                          */
4218                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->key\n");
4219                         return -EACCES;
4220                 }
4221                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
4222                                               meta->map_ptr->key_size, false,
4223                                               NULL);
4224         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE ||
4225                    (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL &&
4226                     !register_is_null(reg)) ||
4227                    arg_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MAP_VALUE) {
4228                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., value) call:
4229                  * check [value, value + map->value_size) validity
4230                  */
4231                 if (!meta->map_ptr) {
4232                         /* kernel subsystem misconfigured verifier */
4233                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->value\n");
4234                         return -EACCES;
4235                 }
4236                 meta->raw_mode = (arg_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MAP_VALUE);
4237                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
4238                                               meta->map_ptr->value_size, false,
4239                                               meta);
4240         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID) {
4241                 if (!reg->btf_id) {
4242                         verbose(env, "Helper has invalid btf_id in R%d\n", regno);
4243                         return -EACCES;
4244                 }
4245                 meta->ret_btf_id = reg->btf_id;
4246         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK) {
4247                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_lock) {
4248                         if (process_spin_lock(env, regno, true))
4249                                 return -EACCES;
4250                 } else if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_unlock) {
4251                         if (process_spin_lock(env, regno, false))
4252                                 return -EACCES;
4253                 } else {
4254                         verbose(env, "verifier internal error\n");
4255                         return -EFAULT;
4256                 }
4257         } else if (arg_type_is_mem_ptr(arg_type)) {
4258                 /* The access to this pointer is only checked when we hit the
4259                  * next is_mem_size argument below.
4260                  */
4261                 meta->raw_mode = (arg_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM);
4262         } else if (arg_type_is_mem_size(arg_type)) {
4263                 bool zero_size_allowed = (arg_type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO);
4264
4265                 /* This is used to refine r0 return value bounds for helpers
4266                  * that enforce this value as an upper bound on return values.
4267                  * See do_refine_retval_range() for helpers that can refine
4268                  * the return value. C type of helper is u32 so we pull register
4269                  * bound from umax_value however, if negative verifier errors
4270                  * out. Only upper bounds can be learned because retval is an
4271                  * int type and negative retvals are allowed.
4272                  */
4273                 meta->msize_max_value = reg->umax_value;
4274
4275                 /* The register is SCALAR_VALUE; the access check
4276                  * happens using its boundaries.
4277                  */
4278                 if (!tnum_is_const(reg->var_off))
4279                         /* For unprivileged variable accesses, disable raw
4280                          * mode so that the program is required to
4281                          * initialize all the memory that the helper could
4282                          * just partially fill up.
4283                          */
4284                         meta = NULL;
4285
4286                 if (reg->smin_value < 0) {
4287                         verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned or 'var &= const'\n",
4288                                 regno);
4289                         return -EACCES;
4290                 }
4291
4292                 if (reg->umin_value == 0) {
4293                         err = check_helper_mem_access(env, regno - 1, 0,
4294                                                       zero_size_allowed,
4295                                                       meta);
4296                         if (err)
4297                                 return err;
4298                 }
4299
4300                 if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_SIZ) {
4301                         verbose(env, "R%d unbounded memory access, use 'var &= const' or 'if (var < const)'\n",
4302                                 regno);
4303                         return -EACCES;
4304                 }
4305                 err = check_helper_mem_access(env, regno - 1,
4306                                               reg->umax_value,
4307                                               zero_size_allowed, meta);
4308                 if (!err)
4309                         err = mark_chain_precision(env, regno);
4310         } else if (arg_type_is_alloc_size(arg_type)) {
4311                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
4312                         verbose(env, "R%d unbounded size, use 'var &= const' or 'if (var < const)'\n",
4313                                 regno);
4314                         return -EACCES;
4315                 }
4316                 meta->mem_size = reg->var_off.value;
4317         } else if (arg_type_is_int_ptr(arg_type)) {
4318                 int size = int_ptr_type_to_size(arg_type);
4319
4320                 err = check_helper_mem_access(env, regno, size, false, meta);
4321                 if (err)
4322                         return err;
4323                 err = check_ptr_alignment(env, reg, 0, size, true);
4324         }
4325
4326         return err;
4327 }
4328
4329 static bool may_update_sockmap(struct bpf_verifier_env *env, int func_id)
4330 {
4331         enum bpf_attach_type eatype = env->prog->expected_attach_type;
4332         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
4333
4334         if (func_id != BPF_FUNC_map_update_elem)
4335                 return false;
4336
4337         /* It's not possible to get access to a locked struct sock in these
4338          * contexts, so updating is safe.
4339          */
4340         switch (type) {
4341         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
4342                 if (eatype == BPF_TRACE_ITER)
4343                         return true;
4344                 break;
4345         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
4346         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
4347         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
4348         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
4349         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
4350         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
4351         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
4352                 return true;
4353         default:
4354                 break;
4355         }
4356
4357         verbose(env, "cannot update sockmap in this context\n");
4358         return false;
4359 }
4360
4361 static bool allow_tail_call_in_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
4362 {
4363         return env->prog->jit_requested && IS_ENABLED(CONFIG_X86_64);
4364 }
4365
4366 static int check_map_func_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
4367                                         struct bpf_map *map, int func_id)
4368 {
4369         if (!map)
4370                 return 0;
4371
4372         /* We need a two way check, first is from map perspective ... */
4373         switch (map->map_type) {
4374         case BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY:
4375                 if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
4376                         goto error;
4377                 break;
4378         case BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY:
4379                 if (func_id != BPF_FUNC_perf_event_read &&
4380                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_output &&
4381                     func_id != BPF_FUNC_skb_output &&
4382                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_read_value &&
4383                     func_id != BPF_FUNC_xdp_output)
4384                         goto error;
4385                 break;
4386         case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
4387                 if (func_id != BPF_FUNC_ringbuf_output &&
4388                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve &&
4389                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_submit &&
4390                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_discard &&
4391                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_query)
4392                         goto error;
4393                 break;
4394         case BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE:
4395                 if (func_id != BPF_FUNC_get_stackid)
4396                         goto error;
4397                 break;
4398         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY:
4399                 if (func_id != BPF_FUNC_skb_under_cgroup &&
4400                     func_id != BPF_FUNC_current_task_under_cgroup)
4401                         goto error;
4402                 break;
4403         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE:
4404         case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE:
4405                 if (func_id != BPF_FUNC_get_local_storage)
4406                         goto error;
4407                 break;
4408         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP:
4409         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH:
4410                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
4411                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
4412                         goto error;
4413                 break;
4414         /* Restrict bpf side of cpumap and xskmap, open when use-cases
4415          * appear.
4416          */
4417         case BPF_MAP_TYPE_CPUMAP:
4418                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map)
4419                         goto error;
4420                 break;
4421         case BPF_MAP_TYPE_XSKMAP:
4422                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
4423                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
4424                         goto error;
4425                 break;
4426         case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
4427         case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
4428                 if (func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
4429                         goto error;
4430                 break;
4431         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
4432                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_map &&
4433                     func_id != BPF_FUNC_sock_map_update &&
4434                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
4435                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_map &&
4436                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
4437                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
4438                     !may_update_sockmap(env, func_id))
4439                         goto error;
4440                 break;
4441         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
4442                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_hash &&
4443                     func_id != BPF_FUNC_sock_hash_update &&
4444                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
4445                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_hash &&
4446                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
4447                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
4448                     !may_update_sockmap(env, func_id))
4449                         goto error;
4450                 break;
4451         case BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY:
4452                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport)
4453                         goto error;
4454                 break;
4455         case BPF_MAP_TYPE_QUEUE:
4456         case BPF_MAP_TYPE_STACK:
4457                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
4458                     func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
4459                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
4460                         goto error;
4461                 break;
4462         case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
4463                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_storage_get &&
4464                     func_id != BPF_FUNC_sk_storage_delete)
4465                         goto error;
4466                 break;
4467         case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
4468                 if (func_id != BPF_FUNC_inode_storage_get &&
4469                     func_id != BPF_FUNC_inode_storage_delete)
4470                         goto error;
4471                 break;
4472         default:
4473                 break;
4474         }
4475
4476         /* ... and second from the function itself. */
4477         switch (func_id) {
4478         case BPF_FUNC_tail_call:
4479                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY)
4480                         goto error;
4481                 if (env->subprog_cnt > 1 && !allow_tail_call_in_subprogs(env)) {
4482                         verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
4483                         return -EINVAL;
4484                 }
4485                 break;
4486         case BPF_FUNC_perf_event_read:
4487         case BPF_FUNC_perf_event_output:
4488         case BPF_FUNC_perf_event_read_value:
4489         case BPF_FUNC_skb_output:
4490         case BPF_FUNC_xdp_output:
4491                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY)
4492                         goto error;
4493                 break;
4494         case BPF_FUNC_get_stackid:
4495                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE)
4496                         goto error;
4497                 break;
4498         case BPF_FUNC_current_task_under_cgroup:
4499         case BPF_FUNC_skb_under_cgroup:
4500                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY)
4501                         goto error;
4502                 break;
4503         case BPF_FUNC_redirect_map:
4504                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP &&
4505                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH &&
4506                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CPUMAP &&
4507                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_XSKMAP)
4508                         goto error;
4509                 break;
4510         case BPF_FUNC_sk_redirect_map:
4511         case BPF_FUNC_msg_redirect_map:
4512         case BPF_FUNC_sock_map_update:
4513                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP)
4514                         goto error;
4515                 break;
4516         case BPF_FUNC_sk_redirect_hash:
4517         case BPF_FUNC_msg_redirect_hash:
4518         case BPF_FUNC_sock_hash_update:
4519                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
4520                         goto error;
4521                 break;
4522         case BPF_FUNC_get_local_storage:
4523                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE &&
4524                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE)
4525                         goto error;
4526                 break;
4527         case BPF_FUNC_sk_select_reuseport:
4528                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY &&
4529                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP &&
4530                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
4531                         goto error;
4532                 break;
4533         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
4534         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
4535         case BPF_FUNC_map_push_elem:
4536                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
4537                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK)
4538                         goto error;
4539                 break;
4540         case BPF_FUNC_sk_storage_get:
4541         case BPF_FUNC_sk_storage_delete:
4542                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE)
4543                         goto error;
4544                 break;
4545         case BPF_FUNC_inode_storage_get:
4546         case BPF_FUNC_inode_storage_delete:
4547                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE)
4548                         goto error;
4549                 break;
4550         default:
4551                 break;
4552         }
4553
4554         return 0;
4555 error:
4556         verbose(env, "cannot pass map_type %d into func %s#%d\n",
4557                 map->map_type, func_id_name(func_id), func_id);
4558         return -EINVAL;
4559 }
4560
4561 static bool check_raw_mode_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
4562 {
4563         int count = 0;
4564
4565         if (fn->arg1_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
4566                 count++;
4567         if (fn->arg2_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
4568                 count++;
4569         if (fn->arg3_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
4570                 count++;
4571         if (fn->arg4_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
4572                 count++;
4573         if (fn->arg5_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
4574                 count++;
4575
4576         /* We only support one arg being in raw mode at the moment,
4577          * which is sufficient for the helper functions we have
4578          * right now.
4579          */
4580         return count <= 1;
4581 }
4582
4583 static bool check_args_pair_invalid(enum bpf_arg_type arg_curr,
4584                                     enum bpf_arg_type arg_next)
4585 {
4586         return (arg_type_is_mem_ptr(arg_curr) &&
4587                 !arg_type_is_mem_size(arg_next)) ||
4588                (!arg_type_is_mem_ptr(arg_curr) &&
4589                 arg_type_is_mem_size(arg_next));
4590 }
4591
4592 static bool check_arg_pair_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
4593 {
4594         /* bpf_xxx(..., buf, len) call will access 'len'
4595          * bytes from memory 'buf'. Both arg types need
4596          * to be paired, so make sure there's no buggy
4597          * helper function specification.
4598          */
4599         if (arg_type_is_mem_size(fn->arg1_type) ||
4600             arg_type_is_mem_ptr(fn->arg5_type)  ||
4601             check_args_pair_invalid(fn->arg1_type, fn->arg2_type) ||
4602             check_args_pair_invalid(fn->arg2_type, fn->arg3_type) ||
4603             check_args_pair_invalid(fn->arg3_type, fn->arg4_type) ||
4604             check_args_pair_invalid(fn->arg4_type, fn->arg5_type))
4605                 return false;
4606
4607         return true;
4608 }
4609
4610 static bool check_refcount_ok(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id)
4611 {
4612         int count = 0;
4613
4614         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg1_type))
4615                 count++;
4616         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg2_type))
4617                 count++;
4618         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg3_type))
4619                 count++;
4620         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg4_type))
4621                 count++;
4622         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg5_type))
4623                 count++;
4624
4625         /* A reference acquiring function cannot acquire
4626          * another refcounted ptr.
4627          */
4628         if (may_be_acquire_function(func_id) && count)
4629                 return false;
4630
4631         /* We only support one arg being unreferenced at the moment,
4632          * which is sufficient for the helper functions we have right now.
4633          */
4634         return count <= 1;
4635 }
4636
4637 static bool check_btf_id_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
4638 {
4639         int i;
4640
4641         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(fn->arg_type); i++) {
4642                 if (fn->arg_type[i] == ARG_PTR_TO_BTF_ID && !fn->arg_btf_id[i])
4643                         return false;
4644
4645                 if (fn->arg_type[i] != ARG_PTR_TO_BTF_ID && fn->arg_btf_id[i])
4646                         return false;
4647         }
4648
4649         return true;
4650 }
4651
4652 static int check_func_proto(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id)
4653 {
4654         return check_raw_mode_ok(fn) &&
4655                check_arg_pair_ok(fn) &&
4656                check_btf_id_ok(fn) &&
4657                check_refcount_ok(fn, func_id) ? 0 : -EINVAL;
4658 }
4659
4660 /* Packet data might have moved, any old PTR_TO_PACKET[_META,_END]
4661  * are now invalid, so turn them into unknown SCALAR_VALUE.
4662  */
4663 static void __clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env,
4664                                      struct bpf_func_state *state)
4665 {
4666         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
4667         int i;
4668
4669         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
4670                 if (reg_is_pkt_pointer_any(&regs[i]))
4671                         mark_reg_unknown(env, regs, i);
4672
4673         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
4674                 if (!reg)
4675                         continue;
4676                 if (reg_is_pkt_pointer_any(reg))
4677                         __mark_reg_unknown(env, reg);
4678         }
4679 }
4680
4681 static void clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env)
4682 {
4683         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4684         int i;
4685
4686         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
4687                 __clear_all_pkt_pointers(env, vstate->frame[i]);
4688 }
4689
4690 static void release_reg_references(struct bpf_verifier_env *env,
4691                                    struct bpf_func_state *state,
4692                                    int ref_obj_id)
4693 {
4694         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
4695         int i;
4696
4697         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
4698                 if (regs[i].ref_obj_id == ref_obj_id)
4699                         mark_reg_unknown(env, regs, i);
4700
4701         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
4702                 if (!reg)
4703                         continue;
4704                 if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id)
4705                         __mark_reg_unknown(env, reg);
4706         }
4707 }
4708
4709 /* The pointer with the specified id has released its reference to kernel
4710  * resources. Identify all copies of the same pointer and clear the reference.
4711  */
4712 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env,
4713                              int ref_obj_id)
4714 {
4715         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4716         int err;
4717         int i;
4718
4719         err = release_reference_state(cur_func(env), ref_obj_id);
4720         if (err)
4721                 return err;
4722
4723         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
4724                 release_reg_references(env, vstate->frame[i], ref_obj_id);
4725
4726         return 0;
4727 }
4728
4729 static void clear_caller_saved_regs(struct bpf_verifier_env *env,
4730                                     struct bpf_reg_state *regs)
4731 {
4732         int i;
4733
4734         /* after the call registers r0 - r5 were scratched */
4735         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
4736                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
4737                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
4738         }
4739 }
4740
4741 static int check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
4742                            int *insn_idx)
4743 {
4744         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
4745         struct bpf_func_info_aux *func_info_aux;
4746         struct bpf_func_state *caller, *callee;
4747         int i, err, subprog, target_insn;
4748         bool is_global = false;
4749
4750         if (state->curframe + 1 >= MAX_CALL_FRAMES) {
4751                 verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep\n",
4752                         state->curframe + 2);
4753                 return -E2BIG;
4754         }
4755
4756         target_insn = *insn_idx + insn->imm;
4757         subprog = find_subprog(env, target_insn + 1);
4758         if (subprog < 0) {
4759                 verbose(env, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
4760                         target_insn + 1);
4761                 return -EFAULT;
4762         }
4763
4764         caller = state->frame[state->curframe];
4765         if (state->frame[state->curframe + 1]) {
4766                 verbose(env, "verifier bug. Frame %d already allocated\n",
4767                         state->curframe + 1);
4768                 return -EFAULT;
4769         }
4770
4771         func_info_aux = env->prog->aux->func_info_aux;
4772         if (func_info_aux)
4773                 is_global = func_info_aux[subprog].linkage == BTF_FUNC_GLOBAL;
4774         err = btf_check_func_arg_match(env, subprog, caller->regs);
4775         if (err == -EFAULT)
4776                 return err;
4777         if (is_global) {
4778                 if (err) {
4779                         verbose(env, "Caller passes invalid args into func#%d\n",
4780                                 subprog);
4781                         return err;
4782                 } else {
4783                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
4784                                 verbose(env,
4785                                         "Func#%d is global and valid. Skipping.\n",
4786                                         subprog);
4787                         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
4788
4789                         /* All global functions return SCALAR_VALUE */
4790                         mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
4791
4792                         /* continue with next insn after call */
4793                         return 0;
4794                 }
4795         }
4796
4797         callee = kzalloc(sizeof(*callee), GFP_KERNEL);
4798         if (!callee)
4799                 return -ENOMEM;
4800         state->frame[state->curframe + 1] = callee;
4801
4802         /* callee cannot access r0, r6 - r9 for reading and has to write
4803          * into its own stack before reading from it.
4804          * callee can read/write into caller's stack
4805          */
4806         init_func_state(env, callee,
4807                         /* remember the callsite, it will be used by bpf_exit */
4808                         *insn_idx /* callsite */,
4809                         state->curframe + 1 /* frameno within this callchain */,
4810                         subprog /* subprog number within this prog */);
4811
4812         /* Transfer references to the callee */
4813         err = transfer_reference_state(callee, caller);
4814         if (err)
4815                 return err;
4816
4817         /* copy r1 - r5 args that callee can access.  The copy includes parent
4818          * pointers, which connects us up to the liveness chain
4819          */
4820         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
4821                 callee->regs[i] = caller->regs[i];
4822
4823         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
4824
4825         /* only increment it after check_reg_arg() finished */
4826         state->curframe++;
4827
4828         /* and go analyze first insn of the callee */
4829         *insn_idx = target_insn;
4830
4831         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
4832                 verbose(env, "caller:\n");
4833                 print_verifier_state(env, caller);
4834                 verbose(env, "callee:\n");
4835                 print_verifier_state(env, callee);
4836         }
4837         return 0;
4838 }
4839
4840 static int prepare_func_exit(struct bpf_verifier_env *env, int *insn_idx)
4841 {
4842         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
4843         struct bpf_func_state *caller, *callee;
4844         struct bpf_reg_state *r0;
4845         int err;
4846
4847         callee = state->frame[state->curframe];
4848         r0 = &callee->regs[BPF_REG_0];
4849         if (r0->type == PTR_TO_STACK) {
4850                 /* technically it's ok to return caller's stack pointer
4851                  * (or caller's caller's pointer) back to the caller,
4852                  * since these pointers are valid. Only current stack
4853                  * pointer will be invalid as soon as function exits,
4854                  * but let's be conservative
4855                  */
4856                 verbose(env, "cannot return stack pointer to the caller\n");
4857                 return -EINVAL;
4858         }
4859
4860         state->curframe--;
4861         caller = state->frame[state->curframe];
4862         /* return to the caller whatever r0 had in the callee */
4863         caller->regs[BPF_REG_0] = *r0;
4864
4865         /* Transfer references to the caller */
4866         err = transfer_reference_state(caller, callee);
4867         if (err)
4868                 return err;
4869
4870         *insn_idx = callee->callsite + 1;
4871         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
4872                 verbose(env, "returning from callee:\n");
4873                 print_verifier_state(env, callee);
4874                 verbose(env, "to caller at %d:\n", *insn_idx);
4875                 print_verifier_state(env, caller);
4876         }
4877         /* clear everything in the callee */
4878         free_func_state(callee);
4879         state->frame[state->curframe + 1] = NULL;
4880         return 0;
4881 }
4882
4883 static void do_refine_retval_range(struct bpf_reg_state *regs, int ret_type,
4884                                    int func_id,
4885                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
4886 {
4887         struct bpf_reg_state *ret_reg = &regs[BPF_REG_0];
4888
4889         if (ret_type != RET_INTEGER ||
4890             (func_id != BPF_FUNC_get_stack &&
4891              func_id != BPF_FUNC_probe_read_str &&
4892              func_id != BPF_FUNC_probe_read_kernel_str &&
4893              func_id != BPF_FUNC_probe_read_user_str))
4894                 return;
4895
4896         ret_reg->smax_value = meta->msize_max_value;
4897         ret_reg->s32_max_value = meta->msize_max_value;
4898         __reg_deduce_bounds(ret_reg);
4899         __reg_bound_offset(ret_reg);
4900         __update_reg_bounds(ret_reg);
4901 }
4902
4903 static int
4904 record_func_map(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
4905                 int func_id, int insn_idx)
4906 {
4907         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
4908         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
4909
4910         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call &&
4911             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
4912             func_id != BPF_FUNC_map_update_elem &&
4913             func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
4914             func_id != BPF_FUNC_map_push_elem &&
4915             func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
4916             func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem)
4917                 return 0;
4918
4919         if (map == NULL) {
4920                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
4921                 return -EINVAL;
4922         }
4923
4924         /* In case of read-only, some additional restrictions
4925          * need to be applied in order to prevent altering the
4926          * state of the map from program side.
4927          */
4928         if ((map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
4929             (func_id == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
4930              func_id == BPF_FUNC_map_update_elem ||
4931              func_id == BPF_FUNC_map_push_elem ||
4932              func_id == BPF_FUNC_map_pop_elem)) {
4933                 verbose(env, "write into map forbidden\n");
4934                 return -EACCES;
4935         }
4936
4937         if (!BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state))
4938                 bpf_map_ptr_store(aux, meta->map_ptr,
4939                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
4940         else if (BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) != meta->map_ptr)
4941                 bpf_map_ptr_store(aux, BPF_MAP_PTR_POISON,
4942                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
4943         return 0;
4944 }
4945
4946 static int
4947 record_func_key(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
4948                 int func_id, int insn_idx)
4949 {
4950         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
4951         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg;
4952         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
4953         struct tnum range;
4954         u64 val;
4955         int err;
4956
4957         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
4958                 return 0;
4959         if (!map || map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY) {
4960                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
4961                 return -EINVAL;
4962         }
4963
4964         range = tnum_range(0, map->max_entries - 1);
4965         reg = &regs[BPF_REG_3];
4966
4967         if (!register_is_const(reg) || !tnum_in(range, reg->var_off)) {
4968                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
4969                 return 0;
4970         }
4971
4972         err = mark_chain_precision(env, BPF_REG_3);
4973         if (err)
4974                 return err;
4975
4976         val = reg->var_off.value;
4977         if (bpf_map_key_unseen(aux))
4978                 bpf_map_key_store(aux, val);
4979         else if (!bpf_map_key_poisoned(aux) &&
4980                   bpf_map_key_immediate(aux) != val)
4981                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
4982         return 0;
4983 }
4984
4985 static int check_reference_leak(struct bpf_verifier_env *env)
4986 {
4987         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
4988         int i;
4989
4990         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
4991                 verbose(env, "Unreleased reference id=%d alloc_insn=%d\n",
4992                         state->refs[i].id, state->refs[i].insn_idx);
4993         }
4994         return state->acquired_refs ? -EINVAL : 0;
4995 }
4996
4997 static int check_helper_call(struct bpf_verifier_env *env, int func_id, int insn_idx)
4998 {
4999         const struct bpf_func_proto *fn = NULL;
5000         struct bpf_reg_state *regs;
5001         struct bpf_call_arg_meta meta;
5002         bool changes_data;
5003         int i, err;
5004
5005         /* find function prototype */
5006         if (func_id < 0 || func_id >= __BPF_FUNC_MAX_ID) {
5007                 verbose(env, "invalid func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
5008                         func_id);
5009                 return -EINVAL;
5010         }
5011
5012         if (env->ops->get_func_proto)
5013                 fn = env->ops->get_func_proto(func_id, env->prog);
5014         if (!fn) {
5015                 verbose(env, "unknown func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
5016                         func_id);
5017                 return -EINVAL;
5018         }
5019
5020         /* eBPF programs must be GPL compatible to use GPL-ed functions */
5021         if (!env->prog->gpl_compatible && fn->gpl_only) {
5022                 verbose(env, "cannot call GPL-restricted function from non-GPL compatible program\n");
5023                 return -EINVAL;
5024         }
5025
5026         if (fn->allowed && !fn->allowed(env->prog)) {
5027                 verbose(env, "helper call is not allowed in probe\n");
5028                 return -EINVAL;
5029         }
5030
5031         /* With LD_ABS/IND some JITs save/restore skb from r1. */
5032         changes_data = bpf_helper_changes_pkt_data(fn->func);
5033         if (changes_data && fn->arg1_type != ARG_PTR_TO_CTX) {
5034                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d: r1 != ctx\n",
5035                         func_id_name(func_id), func_id);
5036                 return -EINVAL;
5037         }
5038
5039         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
5040         meta.pkt_access = fn->pkt_access;
5041
5042         err = check_func_proto(fn, func_id);
5043         if (err) {
5044                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
5045                         func_id_name(func_id), func_id);
5046                 return err;
5047         }
5048
5049         meta.func_id = func_id;
5050         /* check args */
5051         for (i = 0; i < 5; i++) {
5052                 err = check_func_arg(env, i, &meta, fn);
5053                 if (err)
5054                         return err;
5055         }
5056
5057         err = record_func_map(env, &meta, func_id, insn_idx);
5058         if (err)
5059                 return err;
5060
5061         err = record_func_key(env, &meta, func_id, insn_idx);
5062         if (err)
5063                 return err;
5064
5065         /* Mark slots with STACK_MISC in case of raw mode, stack offset
5066          * is inferred from register state.
5067          */
5068         for (i = 0; i < meta.access_size; i++) {
5069                 err = check_mem_access(env, insn_idx, meta.regno, i, BPF_B,
5070                                        BPF_WRITE, -1, false);
5071                 if (err)
5072                         return err;
5073         }
5074
5075         if (func_id == BPF_FUNC_tail_call) {
5076                 err = check_reference_leak(env);
5077                 if (err) {
5078                         verbose(env, "tail_call would lead to reference leak\n");
5079                         return err;
5080                 }
5081         } else if (is_release_function(func_id)) {
5082                 err = release_reference(env, meta.ref_obj_id);
5083                 if (err) {
5084                         verbose(env, "func %s#%d reference has not been acquired before\n",
5085                                 func_id_name(func_id), func_id);
5086                         return err;
5087                 }
5088         }
5089
5090         regs = cur_regs(env);
5091
5092         /* check that flags argument in get_local_storage(map, flags) is 0,
5093          * this is required because get_local_storage() can't return an error.
5094          */
5095         if (func_id == BPF_FUNC_get_local_storage &&
5096             !register_is_null(&regs[BPF_REG_2])) {
5097                 verbose(env, "get_local_storage() doesn't support non-zero flags\n");
5098                 return -EINVAL;
5099         }
5100
5101         /* reset caller saved regs */
5102         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
5103                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
5104                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
5105         }
5106
5107         /* helper call returns 64-bit value. */
5108         regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
5109
5110         /* update return register (already marked as written above) */
5111         if (fn->ret_type == RET_INTEGER) {
5112                 /* sets type to SCALAR_VALUE */
5113                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
5114         } else if (fn->ret_type == RET_VOID) {
5115                 regs[BPF_REG_0].type = NOT_INIT;
5116         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL ||
5117                    fn->ret_type == RET_PTR_TO_MAP_VALUE) {
5118                 /* There is no offset yet applied, variable or fixed */
5119                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
5120                 /* remember map_ptr, so that check_map_access()
5121                  * can check 'value_size' boundary of memory access
5122                  * to map element returned from bpf_map_lookup_elem()
5123                  */
5124                 if (meta.map_ptr == NULL) {
5125                         verbose(env,
5126                                 "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
5127                         return -EINVAL;
5128                 }
5129                 regs[BPF_REG_0].map_ptr = meta.map_ptr;
5130                 if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_MAP_VALUE) {
5131                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
5132                         if (map_value_has_spin_lock(meta.map_ptr))
5133                                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
5134                 } else {
5135                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL;
5136                 }
5137         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_SOCKET_OR_NULL) {
5138                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
5139                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCKET_OR_NULL;
5140         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL) {
5141                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
5142                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL;
5143         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL) {
5144                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
5145                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL;
5146         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_ALLOC_MEM_OR_NULL) {
5147                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
5148                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM_OR_NULL;
5149                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.mem_size;
5150         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID_OR_NULL ||
5151                    fn->ret_type == RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID) {
5152                 const struct btf_type *t;
5153
5154                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
5155                 t = btf_type_skip_modifiers(btf_vmlinux, meta.ret_btf_id, NULL);
5156                 if (!btf_type_is_struct(t)) {
5157                         u32 tsize;
5158                         const struct btf_type *ret;
5159                         const char *tname;
5160
5161                         /* resolve the type size of ksym. */
5162                         ret = btf_resolve_size(btf_vmlinux, t, &tsize);
5163                         if (IS_ERR(ret)) {
5164                                 tname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
5165                                 verbose(env, "unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
5166                                         tname, PTR_ERR(ret));
5167                                 return -EINVAL;
5168                         }
5169                         regs[BPF_REG_0].type =
5170                                 fn->ret_type == RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID ?
5171                                 PTR_TO_MEM : PTR_TO_MEM_OR_NULL;
5172                         regs[BPF_REG_0].mem_size = tsize;
5173                 } else {
5174                         regs[BPF_REG_0].type =
5175                                 fn->ret_type == RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID ?
5176                                 PTR_TO_BTF_ID : PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL;
5177                         regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
5178                 }
5179         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL) {
5180                 int ret_btf_id;
5181
5182                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
5183                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL;
5184                 ret_btf_id = *fn->ret_btf_id;
5185                 if (ret_btf_id == 0) {
5186                         verbose(env, "invalid return type %d of func %s#%d\n",
5187                                 fn->ret_type, func_id_name(func_id), func_id);
5188                         return -EINVAL;
5189                 }
5190                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
5191         } else {
5192                 verbose(env, "unknown return type %d of func %s#%d\n",
5193                         fn->ret_type, func_id_name(func_id), func_id);
5194                 return -EINVAL;
5195         }
5196
5197         if (reg_type_may_be_null(regs[BPF_REG_0].type))
5198                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
5199
5200         if (is_ptr_cast_function(func_id)) {
5201                 /* For release_reference() */
5202                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
5203         } else if (is_acquire_function(func_id, meta.map_ptr)) {
5204                 int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
5205
5206                 if (id < 0)
5207                         return id;
5208                 /* For mark_ptr_or_null_reg() */
5209                 regs[BPF_REG_0].id = id;
5210                 /* For release_reference() */
5211                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
5212         }
5213
5214         do_refine_retval_range(regs, fn->ret_type, func_id, &meta);
5215
5216         err = check_map_func_compatibility(env, meta.map_ptr, func_id);
5217         if (err)
5218                 return err;
5219
5220         if ((func_id == BPF_FUNC_get_stack ||
5221              func_id == BPF_FUNC_get_task_stack) &&
5222             !env->prog->has_callchain_buf) {
5223                 const char *err_str;
5224
5225 #ifdef CONFIG_PERF_EVENTS
5226                 err = get_callchain_buffers(sysctl_perf_event_max_stack);
5227                 err_str = "cannot get callchain buffer for func %s#%d\n";
5228 #else
5229                 err = -ENOTSUPP;
5230                 err_str = "func %s#%d not supported without CONFIG_PERF_EVENTS\n";
5231 #endif
5232                 if (err) {
5233                         verbose(env, err_str, func_id_name(func_id), func_id);
5234                         return err;
5235                 }
5236
5237                 env->prog->has_callchain_buf = true;
5238         }
5239
5240         if (func_id == BPF_FUNC_get_stackid || func_id == BPF_FUNC_get_stack)
5241                 env->prog->call_get_stack = true;
5242
5243         if (changes_data)
5244                 clear_all_pkt_pointers(env);
5245         return 0;
5246 }
5247
5248 static bool signed_add_overflows(s64 a, s64 b)
5249 {
5250         /* Do the add in u64, where overflow is well-defined */
5251         s64 res = (s64)((u64)a + (u64)b);
5252
5253         if (b < 0)
5254                 return res > a;
5255         return res < a;
5256 }
5257
5258 static bool signed_add32_overflows(s64 a, s64 b)
5259 {
5260         /* Do the add in u32, where overflow is well-defined */
5261         s32 res = (s32)((u32)a + (u32)b);
5262
5263         if (b < 0)
5264                 return res > a;
5265         return res < a;
5266 }
5267
5268 static bool signed_sub_overflows(s32 a, s32 b)
5269 {
5270         /* Do the sub in u64, where overflow is well-defined */
5271         s64 res = (s64)((u64)a - (u64)b);
5272
5273         if (b < 0)
5274                 return res < a;
5275         return res > a;
5276 }
5277
5278 static bool signed_sub32_overflows(s32 a, s32 b)
5279 {
5280         /* Do the sub in u64, where overflow is well-defined */
5281         s32 res = (s32)((u32)a - (u32)b);
5282
5283         if (b < 0)
5284                 return res < a;
5285         return res > a;
5286 }
5287
5288 static bool check_reg_sane_offset(struct bpf_verifier_env *env,
5289                                   const struct bpf_reg_state *reg,
5290                                   enum bpf_reg_type type)
5291 {
5292         bool known = tnum_is_const(reg->var_off);
5293         s64 val = reg->var_off.value;
5294         s64 smin = reg->smin_value;
5295
5296         if (known && (val >= BPF_MAX_VAR_OFF || val <= -BPF_MAX_VAR_OFF)) {
5297                 verbose(env, "math between %s pointer and %lld is not allowed\n",
5298                         reg_type_str[type], val);
5299                 return false;
5300         }
5301
5302         if (reg->off >= BPF_MAX_VAR_OFF || reg->off <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
5303                 verbose(env, "%s pointer offset %d is not allowed\n",
5304                         reg_type_str[type], reg->off);
5305                 return false;
5306         }
5307
5308         if (smin == S64_MIN) {
5309                 verbose(env, "math between %s pointer and register with unbounded min value is not allowed\n",
5310                         reg_type_str[type]);
5311                 return false;
5312         }
5313
5314         if (smin >= BPF_MAX_VAR_OFF || smin <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
5315                 verbose(env, "value %lld makes %s pointer be out of bounds\n",
5316                         smin, reg_type_str[type]);
5317                 return false;
5318         }
5319
5320         return true;
5321 }
5322
5323 static struct bpf_insn_aux_data *cur_aux(struct bpf_verifier_env *env)
5324 {
5325         return &env->insn_aux_data[env->insn_idx];
5326 }
5327
5328 static int retrieve_ptr_limit(const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
5329                               u32 *ptr_limit, u8 opcode, bool off_is_neg)
5330 {
5331         bool mask_to_left = (opcode == BPF_ADD &&  off_is_neg) ||
5332                             (opcode == BPF_SUB && !off_is_neg);
5333         u32 off;
5334
5335         switch (ptr_reg->type) {
5336         case PTR_TO_STACK:
5337                 /* Indirect variable offset stack access is prohibited in
5338                  * unprivileged mode so it's not handled here.
5339                  */
5340                 off = ptr_reg->off + ptr_reg->var_off.value;
5341                 if (mask_to_left)
5342                         *ptr_limit = MAX_BPF_STACK + off;
5343                 else
5344                         *ptr_limit = -off;
5345                 return 0;
5346         case PTR_TO_MAP_VALUE:
5347                 if (mask_to_left) {
5348                         *ptr_limit = ptr_reg->umax_value + ptr_reg->off;
5349                 } else {
5350                         off = ptr_reg->smin_value + ptr_reg->off;
5351                         *ptr_limit = ptr_reg->map_ptr->value_size - off;
5352                 }
5353                 return 0;
5354         default:
5355                 return -EINVAL;
5356         }
5357 }
5358
5359 static bool can_skip_alu_sanitation(const struct bpf_verifier_env *env,
5360                                     const struct bpf_insn *insn)
5361 {
5362         return env->bypass_spec_v1 || BPF_SRC(insn->code) == BPF_K;
5363 }
5364
5365 static int update_alu_sanitation_state(struct bpf_insn_aux_data *aux,
5366                                        u32 alu_state, u32 alu_limit)
5367 {
5368         /* If we arrived here from different branches with different
5369          * state or limits to sanitize, then this won't work.
5370          */
5371         if (aux->alu_state &&
5372             (aux->alu_state != alu_state ||
5373              aux->alu_limit != alu_limit))
5374                 return -EACCES;
5375
5376         /* Corresponding fixup done in fixup_bpf_calls(). */
5377         aux->alu_state = alu_state;
5378         aux->alu_limit = alu_limit;
5379         return 0;
5380 }
5381
5382 static int sanitize_val_alu(struct bpf_verifier_env *env,
5383                             struct bpf_insn *insn)
5384 {
5385         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
5386
5387         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
5388                 return 0;
5389
5390         return update_alu_sanitation_state(aux, BPF_ALU_NON_POINTER, 0);
5391 }
5392
5393 static int sanitize_ptr_alu(struct bpf_verifier_env *env,
5394                             struct bpf_insn *insn,
5395                             const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
5396                             struct bpf_reg_state *dst_reg,
5397                             bool off_is_neg)
5398 {
5399         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
5400         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
5401         bool ptr_is_dst_reg = ptr_reg == dst_reg;
5402         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
5403         u32 alu_state, alu_limit;
5404         struct bpf_reg_state tmp;
5405         bool ret;
5406
5407         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
5408                 return 0;
5409
5410         /* We already marked aux for masking from non-speculative
5411          * paths, thus we got here in the first place. We only care
5412          * to explore bad access from here.
5413          */
5414         if (vstate->speculative)
5415                 goto do_sim;
5416
5417         alu_state  = off_is_neg ? BPF_ALU_NEG_VALUE : 0;
5418         alu_state |= ptr_is_dst_reg ?
5419                      BPF_ALU_SANITIZE_SRC : BPF_ALU_SANITIZE_DST;
5420
5421         if (retrieve_ptr_limit(ptr_reg, &alu_limit, opcode, off_is_neg))
5422                 return 0;
5423         if (update_alu_sanitation_state(aux, alu_state, alu_limit))
5424                 return -EACCES;
5425 do_sim:
5426         /* Simulate and find potential out-of-bounds access under
5427          * speculative execution from truncation as a result of
5428          * masking when off was not within expected range. If off
5429          * sits in dst, then we temporarily need to move ptr there
5430          * to simulate dst (== 0) +/-= ptr. Needed, for example,
5431          * for cases where we use K-based arithmetic in one direction
5432          * and truncated reg-based in the other in order to explore
5433          * bad access.
5434          */
5435         if (!ptr_is_dst_reg) {
5436                 tmp = *dst_reg;
5437                 *dst_reg = *ptr_reg;
5438         }
5439         ret = push_stack(env, env->insn_idx + 1, env->insn_idx, true);
5440         if (!ptr_is_dst_reg && ret)
5441                 *dst_reg = tmp;
5442         return !ret ? -EFAULT : 0;
5443 }
5444
5445 /* Handles arithmetic on a pointer and a scalar: computes new min/max and var_off.
5446  * Caller should also handle BPF_MOV case separately.
5447  * If we return -EACCES, caller may want to try again treating pointer as a
5448  * scalar.  So we only emit a diagnostic if !env->allow_ptr_leaks.
5449  */
5450 static int adjust_ptr_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
5451                                    struct bpf_insn *insn,
5452                                    const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
5453                                    const struct bpf_reg_state *off_reg)
5454 {
5455         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
5456         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
5457         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg;
5458         bool known = tnum_is_const(off_reg->var_off);
5459         s64 smin_val = off_reg->smin_value, smax_val = off_reg->smax_value,
5460             smin_ptr = ptr_reg->smin_value, smax_ptr = ptr_reg->smax_value;
5461         u64 umin_val = off_reg->umin_value, umax_val = off_reg->umax_value,
5462             umin_ptr = ptr_reg->umin_value, umax_ptr = ptr_reg->umax_value;
5463         u32 dst = insn->dst_reg, src = insn->src_reg;
5464         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
5465         int ret;
5466
5467         dst_reg = &regs[dst];
5468
5469         if ((known && (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
5470             smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
5471                 /* Taint dst register if offset had invalid bounds derived from
5472                  * e.g. dead branches.
5473                  */
5474                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
5475                 return 0;
5476         }
5477
5478         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64) {
5479                 /* 32-bit ALU ops on pointers produce (meaningless) scalars */
5480                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
5481                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
5482                         return 0;
5483                 }
5484
5485                 verbose(env,
5486                         "R%d 32-bit pointer arithmetic prohibited\n",
5487                         dst);
5488                 return -EACCES;
5489         }
5490
5491         switch (ptr_reg->type) {
5492         case PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL:
5493                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited, null-check it first\n",
5494                         dst, reg_type_str[ptr_reg->type]);
5495                 return -EACCES;
5496         case CONST_PTR_TO_MAP:
5497                 /* smin_val represents the known value */
5498                 if (known && smin_val == 0 && opcode == BPF_ADD)
5499                         break;
5500                 fallthrough;
5501         case PTR_TO_PACKET_END:
5502         case PTR_TO_SOCKET:
5503         case PTR_TO_SOCKET_OR_NULL:
5504         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
5505         case PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL:
5506         case PTR_TO_TCP_SOCK:
5507         case PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL:
5508         case PTR_TO_XDP_SOCK:
5509                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited\n",
5510                         dst, reg_type_str[ptr_reg->type]);
5511                 return -EACCES;
5512         case PTR_TO_MAP_VALUE:
5513                 if (!env->allow_ptr_leaks && !known && (smin_val < 0) != (smax_val < 0)) {
5514                         verbose(env, "R%d has unknown scalar with mixed signed bounds, pointer arithmetic with it prohibited for !root\n",
5515                                 off_reg == dst_reg ? dst : src);
5516                         return -EACCES;
5517                 }
5518                 fallthrough;
5519         default:
5520                 break;
5521         }
5522
5523         /* In case of 'scalar += pointer', dst_reg inherits pointer type and id.
5524          * The id may be overwritten later if we create a new variable offset.
5525          */
5526         dst_reg->type = ptr_reg->type;
5527         dst_reg->id = ptr_reg->id;
5528
5529         if (!check_reg_sane_offset(env, off_reg, ptr_reg->type) ||
5530             !check_reg_sane_offset(env, ptr_reg, ptr_reg->type))
5531                 return -EINVAL;
5532
5533         /* pointer types do not carry 32-bit bounds at the moment. */
5534         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
5535
5536         switch (opcode) {
5537         case BPF_ADD:
5538                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, ptr_reg, dst_reg, smin_val < 0);
5539                 if (ret < 0) {
5540                         verbose(env, "R%d tried to add from different maps or paths\n", dst);
5541                         return ret;
5542                 }
5543                 /* We can take a fixed offset as long as it doesn't overflow
5544                  * the s32 'off' field
5545                  */
5546                 if (known && (ptr_reg->off + smin_val ==
5547                               (s64)(s32)(ptr_reg->off + smin_val))) {
5548                         /* pointer += K.  Accumulate it into fixed offset */
5549                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
5550                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
5551                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
5552                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
5553                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
5554                         dst_reg->off = ptr_reg->off + smin_val;
5555                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
5556                         break;
5557                 }
5558                 /* A new variable offset is created.  Note that off_reg->off
5559                  * == 0, since it's a scalar.
5560                  * dst_reg gets the pointer type and since some positive
5561                  * integer value was added to the pointer, give it a new 'id'
5562                  * if it's a PTR_TO_PACKET.
5563                  * this creates a new 'base' pointer, off_reg (variable) gets
5564                  * added into the variable offset, and we copy the fixed offset
5565                  * from ptr_reg.
5566                  */
5567                 if (signed_add_overflows(smin_ptr, smin_val) ||
5568                     signed_add_overflows(smax_ptr, smax_val)) {
5569                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
5570                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
5571                 } else {
5572                         dst_reg->smin_value = smin_ptr + smin_val;
5573                         dst_reg->smax_value = smax_ptr + smax_val;
5574                 }
5575                 if (umin_ptr + umin_val < umin_ptr ||
5576                     umax_ptr + umax_val < umax_ptr) {
5577                         dst_reg->umin_value = 0;
5578                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
5579                 } else {
5580                         dst_reg->umin_value = umin_ptr + umin_val;
5581                         dst_reg->umax_value = umax_ptr + umax_val;
5582                 }
5583                 dst_reg->var_off = tnum_add(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
5584                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
5585                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
5586                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
5587                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
5588                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
5589                         dst_reg->raw = 0;
5590                 }
5591                 break;
5592         case BPF_SUB:
5593                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, ptr_reg, dst_reg, smin_val < 0);
5594                 if (ret < 0) {
5595                         verbose(env, "R%d tried to sub from different maps or paths\n", dst);
5596                         return ret;
5597                 }
5598                 if (dst_reg == off_reg) {
5599                         /* scalar -= pointer.  Creates an unknown scalar */
5600                         verbose(env, "R%d tried to subtract pointer from scalar\n",
5601                                 dst);
5602                         return -EACCES;
5603                 }
5604                 /* We don't allow subtraction from FP, because (according to
5605                  * test_verifier.c test "invalid fp arithmetic", JITs might not
5606                  * be able to deal with it.
5607                  */
5608                 if (ptr_reg->type == PTR_TO_STACK) {
5609                         verbose(env, "R%d subtraction from stack pointer prohibited\n",
5610                                 dst);
5611                         return -EACCES;
5612                 }
5613                 if (known && (ptr_reg->off - smin_val ==
5614                               (s64)(s32)(ptr_reg->off - smin_val))) {
5615                         /* pointer -= K.  Subtract it from fixed offset */
5616                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
5617                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
5618                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
5619                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
5620                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
5621                         dst_reg->id = ptr_reg->id;
5622                         dst_reg->off = ptr_reg->off - smin_val;
5623                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
5624                         break;
5625                 }
5626                 /* A new variable offset is created.  If the subtrahend is known
5627                  * nonnegative, then any reg->range we had before is still good.
5628                  */
5629                 if (signed_sub_overflows(smin_ptr, smax_val) ||
5630                     signed_sub_overflows(smax_ptr, smin_val)) {
5631                         /* Overflow possible, we know nothing */
5632                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
5633                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
5634                 } else {
5635                         dst_reg->smin_value = smin_ptr - smax_val;
5636                         dst_reg->smax_value = smax_ptr - smin_val;
5637                 }
5638                 if (umin_ptr < umax_val) {
5639                         /* Overflow possible, we know nothing */
5640                         dst_reg->umin_value = 0;
5641                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
5642                 } else {
5643                         /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
5644                         dst_reg->umin_value = umin_ptr - umax_val;
5645                         dst_reg->umax_value = umax_ptr - umin_val;
5646                 }
5647                 dst_reg->var_off = tnum_sub(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
5648                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
5649                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
5650                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
5651                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
5652                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
5653                         if (smin_val < 0)
5654                                 dst_reg->raw = 0;
5655                 }
5656                 break;
5657         case BPF_AND:
5658         case BPF_OR:
5659         case BPF_XOR:
5660                 /* bitwise ops on pointers are troublesome, prohibit. */
5661                 verbose(env, "R%d bitwise operator %s on pointer prohibited\n",
5662                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
5663                 return -EACCES;
5664         default:
5665                 /* other operators (e.g. MUL,LSH) produce non-pointer results */
5666                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic with %s operator prohibited\n",
5667                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
5668                 return -EACCES;
5669         }
5670
5671         if (!check_reg_sane_offset(env, dst_reg, ptr_reg->type))
5672                 return -EINVAL;
5673
5674         __update_reg_bounds(dst_reg);
5675         __reg_deduce_bounds(dst_reg);
5676         __reg_bound_offset(dst_reg);
5677
5678         /* For unprivileged we require that resulting offset must be in bounds
5679          * in order to be able to sanitize access later on.
5680          */
5681         if (!env->bypass_spec_v1) {
5682                 if (dst_reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE &&
5683                     check_map_access(env, dst, dst_reg->off, 1, false)) {
5684                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic of map value goes out of range, "
5685                                 "prohibited for !root\n", dst);
5686                         return -EACCES;
5687                 } else if (dst_reg->type == PTR_TO_STACK &&
5688                            check_stack_access(env, dst_reg, dst_reg->off +
5689                                               dst_reg->var_off.value, 1)) {
5690                         verbose(env, "R%d stack pointer arithmetic goes out of range, "
5691                                 "prohibited for !root\n", dst);
5692                         return -EACCES;
5693                 }
5694         }
5695
5696         return 0;
5697 }
5698
5699 static void scalar32_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5700                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
5701 {
5702         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
5703         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
5704         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
5705         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
5706
5707         if (signed_add32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smin_val) ||
5708             signed_add32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smax_val)) {
5709                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
5710                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
5711         } else {
5712                 dst_reg->s32_min_value += smin_val;
5713                 dst_reg->s32_max_value += smax_val;
5714         }
5715         if (dst_reg->u32_min_value + umin_val < umin_val ||
5716             dst_reg->u32_max_value + umax_val < umax_val) {
5717                 dst_reg->u32_min_value = 0;
5718                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
5719         } else {
5720                 dst_reg->u32_min_value += umin_val;
5721                 dst_reg->u32_max_value += umax_val;
5722         }
5723 }
5724
5725 static void scalar_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5726                                struct bpf_reg_state *src_reg)
5727 {
5728         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
5729         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
5730         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
5731         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
5732
5733         if (signed_add_overflows(dst_reg->smin_value, smin_val) ||
5734             signed_add_overflows(dst_reg->smax_value, smax_val)) {
5735                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
5736                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
5737         } else {
5738                 dst_reg->smin_value += smin_val;
5739                 dst_reg->smax_value += smax_val;
5740         }
5741         if (dst_reg->umin_value + umin_val < umin_val ||
5742             dst_reg->umax_value + umax_val < umax_val) {
5743                 dst_reg->umin_value = 0;
5744                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
5745         } else {
5746                 dst_reg->umin_value += umin_val;
5747                 dst_reg->umax_value += umax_val;
5748         }
5749 }
5750
5751 static void scalar32_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5752                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
5753 {
5754         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
5755         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
5756         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
5757         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
5758
5759         if (signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smax_val) ||
5760             signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smin_val)) {
5761                 /* Overflow possible, we know nothing */
5762                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
5763                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
5764         } else {
5765                 dst_reg->s32_min_value -= smax_val;
5766                 dst_reg->s32_max_value -= smin_val;
5767         }
5768         if (dst_reg->u32_min_value < umax_val) {
5769                 /* Overflow possible, we know nothing */
5770                 dst_reg->u32_min_value = 0;
5771                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
5772         } else {
5773                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
5774                 dst_reg->u32_min_value -= umax_val;
5775                 dst_reg->u32_max_value -= umin_val;
5776         }
5777 }
5778
5779 static void scalar_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5780                                struct bpf_reg_state *src_reg)
5781 {
5782         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
5783         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
5784         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
5785         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
5786
5787         if (signed_sub_overflows(dst_reg->smin_value, smax_val) ||
5788             signed_sub_overflows(dst_reg->smax_value, smin_val)) {
5789                 /* Overflow possible, we know nothing */
5790                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
5791                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
5792         } else {
5793                 dst_reg->smin_value -= smax_val;
5794                 dst_reg->smax_value -= smin_val;
5795         }
5796         if (dst_reg->umin_value < umax_val) {
5797                 /* Overflow possible, we know nothing */
5798                 dst_reg->umin_value = 0;
5799                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
5800         } else {
5801                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
5802                 dst_reg->umin_value -= umax_val;
5803                 dst_reg->umax_value -= umin_val;
5804         }
5805 }
5806
5807 static void scalar32_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5808                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
5809 {
5810         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
5811         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
5812         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
5813
5814         if (smin_val < 0 || dst_reg->s32_min_value < 0) {
5815                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
5816                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
5817                 return;
5818         }
5819         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
5820          * copy the result to signed (unless it exceeds S32_MAX).
5821          */
5822         if (umax_val > U16_MAX || dst_reg->u32_max_value > U16_MAX) {
5823                 /* Potential overflow, we know nothing */
5824                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
5825                 return;
5826         }
5827         dst_reg->u32_min_value *= umin_val;
5828         dst_reg->u32_max_value *= umax_val;
5829         if (dst_reg->u32_max_value > S32_MAX) {
5830                 /* Overflow possible, we know nothing */
5831                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
5832                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
5833         } else {
5834                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
5835                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
5836         }
5837 }
5838
5839 static void scalar_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5840                                struct bpf_reg_state *src_reg)
5841 {
5842         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
5843         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
5844         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
5845
5846         if (smin_val < 0 || dst_reg->smin_value < 0) {
5847                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
5848                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
5849                 return;
5850         }
5851         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
5852          * copy the result to signed (unless it exceeds S64_MAX).
5853          */
5854         if (umax_val > U32_MAX || dst_reg->umax_value > U32_MAX) {
5855                 /* Potential overflow, we know nothing */
5856                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
5857                 return;
5858         }
5859         dst_reg->umin_value *= umin_val;
5860         dst_reg->umax_value *= umax_val;
5861         if (dst_reg->umax_value > S64_MAX) {
5862                 /* Overflow possible, we know nothing */
5863                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
5864                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
5865         } else {
5866                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
5867                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
5868         }
5869 }
5870
5871 static void scalar32_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5872                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
5873 {
5874         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
5875         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
5876         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
5877         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
5878         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
5879
5880         /* Assuming scalar64_min_max_and will be called so its safe
5881          * to skip updating register for known 32-bit case.
5882          */
5883         if (src_known && dst_known)
5884                 return;
5885
5886         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
5887          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
5888          */
5889         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
5890         dst_reg->u32_max_value = min(dst_reg->u32_max_value, umax_val);
5891         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
5892                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
5893                  * ain't nobody got time for that.
5894                  */
5895                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
5896                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
5897         } else {
5898                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
5899                  * cast result into s64.
5900                  */
5901                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
5902                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
5903         }
5904
5905 }
5906
5907 static void scalar_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5908                                struct bpf_reg_state *src_reg)
5909 {
5910         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
5911         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
5912         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
5913         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
5914
5915         if (src_known && dst_known) {
5916                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
5917                 return;
5918         }
5919
5920         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
5921          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
5922          */
5923         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
5924         dst_reg->umax_value = min(dst_reg->umax_value, umax_val);
5925         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
5926                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
5927                  * ain't nobody got time for that.
5928                  */
5929                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
5930                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
5931         } else {
5932                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
5933                  * cast result into s64.
5934                  */
5935                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
5936                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
5937         }
5938         /* We may learn something more from the var_off */
5939         __update_reg_bounds(dst_reg);
5940 }
5941
5942 static void scalar32_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5943                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
5944 {
5945         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
5946         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
5947         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
5948         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
5949         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
5950
5951         /* Assuming scalar64_min_max_or will be called so it is safe
5952          * to skip updating register for known case.
5953          */
5954         if (src_known && dst_known)
5955                 return;
5956
5957         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
5958          * maximum of the operands' minima
5959          */
5960         dst_reg->u32_min_value = max(dst_reg->u32_min_value, umin_val);
5961         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
5962         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
5963                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
5964                  * ain't nobody got time for that.
5965                  */
5966                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
5967                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
5968         } else {
5969                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
5970                  * cast result into s64.
5971                  */
5972                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
5973                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
5974         }
5975 }
5976
5977 static void scalar_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5978                               struct bpf_reg_state *src_reg)
5979 {
5980         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
5981         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
5982         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
5983         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
5984
5985         if (src_known && dst_known) {
5986                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
5987                 return;
5988         }
5989
5990         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
5991          * maximum of the operands' minima
5992          */
5993         dst_reg->umin_value = max(dst_reg->umin_value, umin_val);
5994         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
5995         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
5996                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
5997                  * ain't nobody got time for that.
5998                  */
5999                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
6000                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
6001         } else {
6002                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
6003                  * cast result into s64.
6004                  */
6005                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
6006                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
6007         }
6008         /* We may learn something more from the var_off */
6009         __update_reg_bounds(dst_reg);
6010 }
6011
6012 static void scalar32_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6013                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
6014 {
6015         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
6016         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
6017         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
6018         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
6019
6020         /* Assuming scalar64_min_max_xor will be called so it is safe
6021          * to skip updating register for known case.
6022          */
6023         if (src_known && dst_known)
6024                 return;
6025
6026         /* We get both minimum and maximum from the var32_off. */
6027         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
6028         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
6029
6030         if (dst_reg->s32_min_value >= 0 && smin_val >= 0) {
6031                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
6032                  * so safe to cast u32 result into s32.
6033                  */
6034                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
6035                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
6036         } else {
6037                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
6038                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
6039         }
6040 }
6041
6042 static void scalar_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6043                                struct bpf_reg_state *src_reg)
6044 {
6045         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
6046         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
6047         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
6048
6049         if (src_known && dst_known) {
6050                 /* dst_reg->var_off.value has been updated earlier */
6051                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
6052                 return;
6053         }
6054
6055         /* We get both minimum and maximum from the var_off. */
6056         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
6057         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
6058
6059         if (dst_reg->smin_value >= 0 && smin_val >= 0) {
6060                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
6061                  * so safe to cast u64 result into s64.
6062                  */
6063                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
6064                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
6065         } else {
6066                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
6067                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
6068         }
6069
6070         __update_reg_bounds(dst_reg);
6071 }
6072
6073 static void __scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6074                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
6075 {
6076         /* We lose all sign bit information (except what we can pick
6077          * up from var_off)
6078          */
6079         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
6080         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
6081         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
6082         if (umax_val > 31 || dst_reg->u32_max_value > 1ULL << (31 - umax_val)) {
6083                 dst_reg->u32_min_value = 0;
6084                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
6085         } else {
6086                 dst_reg->u32_min_value <<= umin_val;
6087                 dst_reg->u32_max_value <<= umax_val;
6088         }
6089 }
6090
6091 static void scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6092                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
6093 {
6094         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
6095         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
6096         /* u32 alu operation will zext upper bits */
6097         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
6098
6099         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
6100         dst_reg->var_off = tnum_subreg(tnum_lshift(subreg, umin_val));
6101         /* Not required but being careful mark reg64 bounds as unknown so
6102          * that we are forced to pick them up from tnum and zext later and
6103          * if some path skips this step we are still safe.
6104          */
6105         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
6106         __update_reg32_bounds(dst_reg);
6107 }
6108
6109 static void __scalar64_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6110                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
6111 {
6112         /* Special case <<32 because it is a common compiler pattern to sign
6113          * extend subreg by doing <<32 s>>32. In this case if 32bit bounds are
6114          * positive we know this shift will also be positive so we can track
6115          * bounds correctly. Otherwise we lose all sign bit information except
6116          * what we can pick up from var_off. Perhaps we can generalize this
6117          * later to shifts of any length.
6118          */
6119         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_max_value >= 0)
6120                 dst_reg->smax_value = (s64)dst_reg->s32_max_value << 32;
6121         else
6122                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
6123
6124         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_min_value >= 0)
6125                 dst_reg->smin_value = (s64)dst_reg->s32_min_value << 32;
6126         else
6127                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
6128
6129         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
6130         if (dst_reg->umax_value > 1ULL << (63 - umax_val)) {
6131                 dst_reg->umin_value = 0;
6132                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
6133         } else {
6134                 dst_reg->umin_value <<= umin_val;
6135                 dst_reg->umax_value <<= umax_val;
6136         }
6137 }
6138
6139 static void scalar_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6140                                struct bpf_reg_state *src_reg)
6141 {
6142         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
6143         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
6144
6145         /* scalar64 calc uses 32bit unshifted bounds so must be called first */
6146         __scalar64_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
6147         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
6148
6149         dst_reg->var_off = tnum_lshift(dst_reg->var_off, umin_val);
6150         /* We may learn something more from the var_off */
6151         __update_reg_bounds(dst_reg);
6152 }
6153
6154 static void scalar32_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6155                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
6156 {
6157         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
6158         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
6159         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
6160
6161         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
6162          * be negative, then either:
6163          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
6164          *    unknown, so we lose our signed bounds
6165          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
6166          *    signed bounds
6167          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
6168          *    about the result
6169          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
6170          * unsigned bounts capture the signed bounds.
6171          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
6172          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
6173          * var_off of the result.
6174          */
6175         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
6176         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
6177
6178         dst_reg->var_off = tnum_rshift(subreg, umin_val);
6179         dst_reg->u32_min_value >>= umax_val;
6180         dst_reg->u32_max_value >>= umin_val;
6181
6182         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
6183         __update_reg32_bounds(dst_reg);
6184 }
6185
6186 static void scalar_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6187                                struct bpf_reg_state *src_reg)
6188 {
6189         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
6190         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
6191
6192         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
6193          * be negative, then either:
6194          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
6195          *    unknown, so we lose our signed bounds
6196          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
6197          *    signed bounds
6198          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
6199          *    about the result
6200          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
6201          * unsigned bounts capture the signed bounds.
6202          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
6203          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
6204          * var_off of the result.
6205          */
6206         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
6207         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
6208         dst_reg->var_off = tnum_rshift(dst_reg->var_off, umin_val);
6209         dst_reg->umin_value >>= umax_val;
6210         dst_reg->umax_value >>= umin_val;
6211
6212         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
6213          * on bits being shifted in. Take easy way out and mark unbounded
6214          * so we can recalculate later from tnum.
6215          */
6216         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
6217         __update_reg_bounds(dst_reg);
6218 }
6219
6220 static void scalar32_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6221                                   struct bpf_reg_state *src_reg)
6222 {
6223         u64 umin_val = src_reg->u32_min_value;
6224
6225         /* Upon reaching here, src_known is true and
6226          * umax_val is equal to umin_val.
6227          */
6228         dst_reg->s32_min_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_min_value) >> umin_val);
6229         dst_reg->s32_max_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_max_value) >> umin_val);
6230
6231         dst_reg->var_off = tnum_arshift(tnum_subreg(dst_reg->var_off), umin_val, 32);
6232
6233         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
6234          * dst_reg var_off to refine the result.
6235          */
6236         dst_reg->u32_min_value = 0;
6237         dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
6238
6239         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
6240         __update_reg32_bounds(dst_reg);
6241 }
6242
6243 static void scalar_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6244                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
6245 {
6246         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
6247
6248         /* Upon reaching here, src_known is true and umax_val is equal
6249          * to umin_val.
6250          */
6251         dst_reg->smin_value >>= umin_val;
6252         dst_reg->smax_value >>= umin_val;
6253
6254         dst_reg->var_off = tnum_arshift(dst_reg->var_off, umin_val, 64);
6255
6256         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
6257          * dst_reg var_off to refine the result.
6258          */
6259         dst_reg->umin_value = 0;
6260         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
6261
6262         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
6263          * on bits being shifted in from upper 32-bits. Take easy way out
6264          * and mark unbounded so we can recalculate later from tnum.
6265          */
6266         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
6267         __update_reg_bounds(dst_reg);
6268 }
6269
6270 /* WARNING: This function does calculations on 64-bit values, but the actual
6271  * execution may occur on 32-bit values. Therefore, things like bitshifts
6272  * need extra checks in the 32-bit case.
6273  */
6274 static int adjust_scalar_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
6275                                       struct bpf_insn *insn,
6276                                       struct bpf_reg_state *dst_reg,
6277                                       struct bpf_reg_state src_reg)
6278 {
6279         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
6280         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
6281         bool src_known;
6282         s64 smin_val, smax_val;
6283         u64 umin_val, umax_val;
6284         s32 s32_min_val, s32_max_val;
6285         u32 u32_min_val, u32_max_val;
6286         u64 insn_bitness = (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) ? 64 : 32;
6287         u32 dst = insn->dst_reg;
6288         int ret;
6289         bool alu32 = (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64);
6290
6291         smin_val = src_reg.smin_value;
6292         smax_val = src_reg.smax_value;
6293         umin_val = src_reg.umin_value;
6294         umax_val = src_reg.umax_value;
6295
6296         s32_min_val = src_reg.s32_min_value;
6297         s32_max_val = src_reg.s32_max_value;
6298         u32_min_val = src_reg.u32_min_value;
6299         u32_max_val = src_reg.u32_max_value;
6300
6301         if (alu32) {
6302                 src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg.var_off);
6303                 if ((src_known &&
6304                      (s32_min_val != s32_max_val || u32_min_val != u32_max_val)) ||
6305                     s32_min_val > s32_max_val || u32_min_val > u32_max_val) {
6306                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
6307                          * derived from e.g. dead branches.
6308                          */
6309                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
6310                         return 0;
6311                 }
6312         } else {
6313                 src_known = tnum_is_const(src_reg.var_off);
6314                 if ((src_known &&
6315                      (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
6316                     smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
6317                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
6318                          * derived from e.g. dead branches.
6319                          */
6320                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
6321                         return 0;
6322                 }
6323         }
6324
6325         if (!src_known &&
6326             opcode != BPF_ADD && opcode != BPF_SUB && opcode != BPF_AND) {
6327                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
6328                 return 0;
6329         }
6330
6331         /* Calculate sign/unsigned bounds and tnum for alu32 and alu64 bit ops.
6332          * There are two classes of instructions: The first class we track both
6333          * alu32 and alu64 sign/unsigned bounds independently this provides the
6334          * greatest amount of precision when alu operations are mixed with jmp32
6335          * operations. These operations are BPF_ADD, BPF_SUB, BPF_MUL, BPF_ADD,
6336          * and BPF_OR. This is possible because these ops have fairly easy to
6337          * understand and calculate behavior in both 32-bit and 64-bit alu ops.
6338          * See alu32 verifier tests for examples. The second class of
6339          * operations, BPF_LSH, BPF_RSH, and BPF_ARSH, however are not so easy
6340          * with regards to tracking sign/unsigned bounds because the bits may
6341          * cross subreg boundaries in the alu64 case. When this happens we mark
6342          * the reg unbounded in the subreg bound space and use the resulting
6343          * tnum to calculate an approximation of the sign/unsigned bounds.
6344          */
6345         switch (opcode) {
6346         case BPF_ADD:
6347                 ret = sanitize_val_alu(env, insn);
6348                 if (ret < 0) {
6349                         verbose(env, "R%d tried to add from different pointers or scalars\n", dst);
6350                         return ret;
6351                 }
6352                 scalar32_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
6353                 scalar_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
6354                 dst_reg->var_off = tnum_add(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
6355                 break;
6356         case BPF_SUB:
6357                 ret = sanitize_val_alu(env, insn);
6358                 if (ret < 0) {
6359                         verbose(env, "R%d tried to sub from different pointers or scalars\n", dst);
6360                         return ret;
6361                 }
6362                 scalar32_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
6363                 scalar_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
6364                 dst_reg->var_off = tnum_sub(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
6365                 break;
6366         case BPF_MUL:
6367                 dst_reg->var_off = tnum_mul(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
6368                 scalar32_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
6369                 scalar_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
6370                 break;
6371         case BPF_AND:
6372                 dst_reg->var_off = tnum_and(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
6373                 scalar32_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
6374                 scalar_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
6375                 break;
6376         case BPF_OR:
6377                 dst_reg->var_off = tnum_or(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
6378                 scalar32_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
6379                 scalar_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
6380                 break;
6381         case BPF_XOR:
6382                 dst_reg->var_off = tnum_xor(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
6383                 scalar32_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
6384                 scalar_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
6385                 break;
6386         case BPF_LSH:
6387                 if (umax_val >= insn_bitness) {
6388                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
6389                          * This includes shifts by a negative number.
6390                          */
6391                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
6392                         break;
6393                 }
6394                 if (alu32)
6395                         scalar32_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
6396                 else
6397                         scalar_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
6398                 break;
6399         case BPF_RSH:
6400                 if (umax_val >= insn_bitness) {
6401                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
6402                          * This includes shifts by a negative number.
6403                          */
6404                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
6405                         break;
6406                 }
6407                 if (alu32)
6408                         scalar32_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
6409                 else
6410                         scalar_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
6411                 break;
6412         case BPF_ARSH:
6413                 if (umax_val >= insn_bitness) {
6414                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
6415                          * This includes shifts by a negative number.
6416                          */
6417                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
6418                         break;
6419                 }
6420                 if (alu32)
6421                         scalar32_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
6422                 else
6423                         scalar_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
6424                 break;
6425         default:
6426                 mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
6427                 break;
6428         }
6429
6430         /* ALU32 ops are zero extended into 64bit register */
6431         if (alu32)
6432                 zext_32_to_64(dst_reg);
6433
6434         __update_reg_bounds(dst_reg);
6435         __reg_deduce_bounds(dst_reg);
6436         __reg_bound_offset(dst_reg);
6437         return 0;
6438 }
6439
6440 /* Handles ALU ops other than BPF_END, BPF_NEG and BPF_MOV: computes new min/max
6441  * and var_off.
6442  */
6443 static int adjust_reg_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
6444                                    struct bpf_insn *insn)
6445 {
6446         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
6447         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
6448         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg, *src_reg;
6449         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, off_reg = {0};
6450         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
6451         int err;
6452
6453         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
6454         src_reg = NULL;
6455         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE)
6456                 ptr_reg = dst_reg;
6457         else
6458                 /* Make sure ID is cleared otherwise dst_reg min/max could be
6459                  * incorrectly propagated into other registers by find_equal_scalars()
6460                  */
6461                 dst_reg->id = 0;
6462         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
6463                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
6464                 if (src_reg->type != SCALAR_VALUE) {
6465                         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE) {
6466                                 /* Combining two pointers by any ALU op yields
6467                                  * an arbitrary scalar. Disallow all math except
6468                                  * pointer subtraction
6469                                  */
6470                                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
6471                                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
6472                                         return 0;
6473                                 }
6474                                 verbose(env, "R%d pointer %s pointer prohibited\n",
6475                                         insn->dst_reg,
6476                                         bpf_alu_string[opcode >> 4]);
6477                                 return -EACCES;
6478                         } else {
6479                                 /* scalar += pointer
6480                                  * This is legal, but we have to reverse our
6481                                  * src/dest handling in computing the range
6482                                  */
6483                                 err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
6484                                 if (err)
6485                                         return err;
6486                                 return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
6487                                                                src_reg, dst_reg);
6488                         }
6489                 } else if (ptr_reg) {
6490                         /* pointer += scalar */
6491                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
6492                         if (err)
6493                                 return err;
6494                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
6495                                                        dst_reg, src_reg);
6496                 }
6497         } else {
6498                 /* Pretend the src is a reg with a known value, since we only
6499                  * need to be able to read from this state.
6500                  */
6501                 off_reg.type = SCALAR_VALUE;
6502                 __mark_reg_known(&off_reg, insn->imm);
6503                 src_reg = &off_reg;
6504                 if (ptr_reg) /* pointer += K */
6505                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
6506                                                        ptr_reg, src_reg);
6507         }
6508
6509         /* Got here implies adding two SCALAR_VALUEs */
6510         if (WARN_ON_ONCE(ptr_reg)) {
6511                 print_verifier_state(env, state);
6512                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected ptr_reg\n");
6513                 return -EINVAL;
6514         }
6515         if (WARN_ON(!src_reg)) {
6516                 print_verifier_state(env, state);
6517                 verbose(env, "verifier internal error: no src_reg\n");
6518                 return -EINVAL;
6519         }
6520         return adjust_scalar_min_max_vals(env, insn, dst_reg, *src_reg);
6521 }
6522
6523 /* check validity of 32-bit and 64-bit arithmetic operations */
6524 static int check_alu_op(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
6525 {
6526         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
6527         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
6528         int err;
6529
6530         if (opcode == BPF_END || opcode == BPF_NEG) {
6531                 if (opcode == BPF_NEG) {
6532                         if (BPF_SRC(insn->code) != 0 ||
6533                             insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
6534                             insn->off != 0 || insn->imm != 0) {
6535                                 verbose(env, "BPF_NEG uses reserved fields\n");
6536                                 return -EINVAL;
6537                         }
6538                 } else {
6539                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
6540                             (insn->imm != 16 && insn->imm != 32 && insn->imm != 64) ||
6541                             BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
6542                                 verbose(env, "BPF_END uses reserved fields\n");
6543                                 return -EINVAL;
6544                         }
6545                 }
6546
6547                 /* check src operand */
6548                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
6549                 if (err)
6550                         return err;
6551
6552                 if (is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
6553                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic prohibited\n",
6554                                 insn->dst_reg);
6555                         return -EACCES;
6556                 }
6557
6558                 /* check dest operand */
6559                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
6560                 if (err)
6561                         return err;
6562
6563         } else if (opcode == BPF_MOV) {
6564
6565                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
6566                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
6567                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
6568                                 return -EINVAL;
6569                         }
6570
6571                         /* check src operand */
6572                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
6573                         if (err)
6574                                 return err;
6575                 } else {
6576                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
6577                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
6578                                 return -EINVAL;
6579                         }
6580                 }
6581
6582                 /* check dest operand, mark as required later */
6583                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
6584                 if (err)
6585                         return err;
6586
6587                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
6588                         struct bpf_reg_state *src_reg = regs + insn->src_reg;
6589                         struct bpf_reg_state *dst_reg = regs + insn->dst_reg;
6590
6591                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
6592                                 /* case: R1 = R2
6593                                  * copy register state to dest reg
6594                                  */
6595                                 if (src_reg->type == SCALAR_VALUE && !src_reg->id)
6596                                         /* Assign src and dst registers the same ID
6597                                          * that will be used by find_equal_scalars()
6598                                          * to propagate min/max range.
6599                                          */
6600                                         src_reg->id = ++env->id_gen;
6601                                 *dst_reg = *src_reg;
6602                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
6603                                 dst_reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
6604                         } else {
6605                                 /* R1 = (u32) R2 */
6606                                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
6607                                         verbose(env,
6608                                                 "R%d partial copy of pointer\n",
6609                                                 insn->src_reg);
6610                                         return -EACCES;
6611                                 } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
6612                                         *dst_reg = *src_reg;
6613                                         /* Make sure ID is cleared otherwise
6614                                          * dst_reg min/max could be incorrectly
6615                                          * propagated into src_reg by find_equal_scalars()
6616                                          */
6617                                         dst_reg->id = 0;
6618                                         dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
6619                                         dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
6620                                 } else {
6621                                         mark_reg_unknown(env, regs,
6622                                                          insn->dst_reg);
6623                                 }
6624                                 zext_32_to_64(dst_reg);
6625                         }
6626                 } else {
6627                         /* case: R = imm
6628                          * remember the value we stored into this reg
6629                          */
6630                         /* clear any state __mark_reg_known doesn't set */
6631                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
6632                         regs[insn->dst_reg].type = SCALAR_VALUE;
6633                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
6634                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
6635                                                  insn->imm);
6636                         } else {
6637                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
6638                                                  (u32)insn->imm);
6639                         }
6640                 }
6641
6642         } else if (opcode > BPF_END) {
6643                 verbose(env, "invalid BPF_ALU opcode %x\n", opcode);
6644                 return -EINVAL;
6645
6646         } else {        /* all other ALU ops: and, sub, xor, add, ... */
6647
6648                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
6649                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
6650                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
6651                                 return -EINVAL;
6652                         }
6653                         /* check src1 operand */
6654                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
6655                         if (err)
6656                                 return err;
6657                 } else {
6658                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
6659                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
6660                                 return -EINVAL;
6661                         }
6662                 }
6663
6664                 /* check src2 operand */
6665                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
6666                 if (err)
6667                         return err;
6668
6669                 if ((opcode == BPF_MOD || opcode == BPF_DIV) &&
6670                     BPF_SRC(insn->code) == BPF_K && insn->imm == 0) {
6671                         verbose(env, "div by zero\n");
6672                         return -EINVAL;
6673                 }
6674
6675                 if ((opcode == BPF_LSH || opcode == BPF_RSH ||
6676                      opcode == BPF_ARSH) && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
6677                         int size = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 ? 64 : 32;
6678
6679                         if (insn->imm < 0 || insn->imm >= size) {
6680                                 verbose(env, "invalid shift %d\n", insn->imm);
6681                                 return -EINVAL;
6682                         }
6683                 }
6684
6685                 /* check dest operand */
6686                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
6687                 if (err)
6688                         return err;
6689
6690                 return adjust_reg_min_max_vals(env, insn);
6691         }
6692
6693         return 0;
6694 }
6695
6696 static void __find_good_pkt_pointers(struct bpf_func_state *state,
6697                                      struct bpf_reg_state *dst_reg,
6698                                      enum bpf_reg_type type, u16 new_range)
6699 {
6700         struct bpf_reg_state *reg;
6701         int i;
6702
6703         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
6704                 reg = &state->regs[i];
6705                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
6706                         /* keep the maximum range already checked */
6707                         reg->range = max(reg->range, new_range);
6708         }
6709
6710         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
6711                 if (!reg)
6712                         continue;
6713                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
6714                         reg->range = max(reg->range, new_range);
6715         }
6716 }
6717
6718 static void find_good_pkt_pointers(struct bpf_verifier_state *vstate,
6719                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
6720                                    enum bpf_reg_type type,
6721                                    bool range_right_open)
6722 {
6723         u16 new_range;
6724         int i;
6725
6726         if (dst_reg->off < 0 ||
6727             (dst_reg->off == 0 && range_right_open))
6728                 /* This doesn't give us any range */
6729                 return;
6730
6731         if (dst_reg->umax_value > MAX_PACKET_OFF ||
6732             dst_reg->umax_value + dst_reg->off > MAX_PACKET_OFF)
6733                 /* Risk of overflow.  For instance, ptr + (1<<63) may be less
6734                  * than pkt_end, but that's because it's also less than pkt.
6735                  */
6736                 return;
6737
6738         new_range = dst_reg->off;
6739         if (range_right_open)
6740                 new_range--;
6741
6742         /* Examples for register markings:
6743          *
6744          * pkt_data in dst register:
6745          *
6746          *   r2 = r3;
6747          *   r2 += 8;
6748          *   if (r2 > pkt_end) goto <handle exception>
6749          *   <access okay>
6750          *
6751          *   r2 = r3;
6752          *   r2 += 8;
6753          *   if (r2 < pkt_end) goto <access okay>
6754          *   <handle exception>
6755          *
6756          *   Where:
6757          *     r2 == dst_reg, pkt_end == src_reg
6758          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
6759          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
6760          *
6761          * pkt_data in src register:
6762          *
6763          *   r2 = r3;
6764          *   r2 += 8;
6765          *   if (pkt_end >= r2) goto <access okay>
6766          *   <handle exception>
6767          *
6768          *   r2 = r3;
6769          *   r2 += 8;
6770          *   if (pkt_end <= r2) goto <handle exception>
6771          *   <access okay>
6772          *
6773          *   Where:
6774          *     pkt_end == dst_reg, r2 == src_reg
6775          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
6776          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
6777          *
6778          * Find register r3 and mark its range as r3=pkt(id=n,off=0,r=8)
6779          * or r3=pkt(id=n,off=0,r=8-1), so that range of bytes [r3, r3 + 8)
6780          * and [r3, r3 + 8-1) respectively is safe to access depending on
6781          * the check.
6782          */
6783
6784         /* If our ids match, then we must have the same max_value.  And we
6785          * don't care about the other reg's fixed offset, since if it's too big
6786          * the range won't allow anything.
6787          * dst_reg->off is known < MAX_PACKET_OFF, therefore it fits in a u16.
6788          */
6789         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
6790                 __find_good_pkt_pointers(vstate->frame[i], dst_reg, type,
6791                                          new_range);
6792 }
6793
6794 static int is_branch32_taken(struct bpf_reg_state *reg, u32 val, u8 opcode)
6795 {
6796         struct tnum subreg = tnum_subreg(reg->var_off);
6797         s32 sval = (s32)val;
6798
6799         switch (opcode) {
6800         case BPF_JEQ:
6801                 if (tnum_is_const(subreg))
6802                         return !!tnum_equals_const(subreg, val);
6803                 break;
6804         case BPF_JNE:
6805                 if (tnum_is_const(subreg))
6806                         return !tnum_equals_const(subreg, val);
6807                 break;
6808         case BPF_JSET:
6809                 if ((~subreg.mask & subreg.value) & val)
6810                         return 1;
6811                 if (!((subreg.mask | subreg.value) & val))
6812                         return 0;
6813                 break;
6814         case BPF_JGT:
6815                 if (reg->u32_min_value > val)
6816                         return 1;
6817                 else if (reg->u32_max_value <= val)
6818                         return 0;
6819                 break;
6820         case BPF_JSGT:
6821                 if (reg->s32_min_value > sval)
6822                         return 1;
6823                 else if (reg->s32_max_value < sval)
6824                         return 0;
6825                 break;
6826         case BPF_JLT:
6827                 if (reg->u32_max_value < val)
6828                         return 1;
6829                 else if (reg->u32_min_value >= val)
6830                         return 0;
6831                 break;
6832         case BPF_JSLT:
6833                 if (reg->s32_max_value < sval)
6834                         return 1;
6835                 else if (reg->s32_min_value >= sval)
6836                         return 0;
6837                 break;
6838         case BPF_JGE:
6839                 if (reg->u32_min_value >= val)
6840                         return 1;
6841                 else if (reg->u32_max_value < val)
6842                         return 0;
6843                 break;
6844         case BPF_JSGE:
6845                 if (reg->s32_min_value >= sval)
6846                         return 1;
6847                 else if (reg->s32_max_value < sval)
6848                         return 0;
6849                 break;
6850         case BPF_JLE:
6851                 if (reg->u32_max_value <= val)
6852                         return 1;
6853                 else if (reg->u32_min_value > val)
6854                         return 0;
6855                 break;
6856         case BPF_JSLE:
6857                 if (reg->s32_max_value <= sval)
6858                         return 1;
6859                 else if (reg->s32_min_value > sval)
6860                         return 0;
6861                 break;
6862         }
6863
6864         return -1;
6865 }
6866
6867
6868 static int is_branch64_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode)
6869 {
6870         s64 sval = (s64)val;
6871
6872         switch (opcode) {
6873         case BPF_JEQ:
6874                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
6875                         return !!tnum_equals_const(reg->var_off, val);
6876                 break;
6877         case BPF_JNE:
6878                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
6879                         return !tnum_equals_const(reg->var_off, val);
6880                 break;
6881         case BPF_JSET:
6882                 if ((~reg->var_off.mask & reg->var_off.value) & val)
6883                         return 1;
6884                 if (!((reg->var_off.mask | reg->var_off.value) & val))
6885                         return 0;
6886                 break;
6887         case BPF_JGT:
6888                 if (reg->umin_value > val)
6889                         return 1;
6890                 else if (reg->umax_value <= val)
6891                         return 0;
6892                 break;
6893         case BPF_JSGT:
6894                 if (reg->smin_value > sval)
6895                         return 1;
6896                 else if (reg->smax_value < sval)
6897                         return 0;
6898                 break;
6899         case BPF_JLT:
6900                 if (reg->umax_value < val)
6901                         return 1;
6902                 else if (reg->umin_value >= val)
6903                         return 0;
6904                 break;
6905         case BPF_JSLT:
6906                 if (reg->smax_value < sval)
6907                         return 1;
6908                 else if (reg->smin_value >= sval)
6909                         return 0;
6910                 break;
6911         case BPF_JGE:
6912                 if (reg->umin_value >= val)
6913                         return 1;
6914                 else if (reg->umax_value < val)
6915                         return 0;
6916                 break;
6917         case BPF_JSGE:
6918                 if (reg->smin_value >= sval)
6919                         return 1;
6920                 else if (reg->smax_value < sval)
6921                         return 0;
6922                 break;
6923         case BPF_JLE:
6924                 if (reg->umax_value <= val)
6925                         return 1;
6926                 else if (reg->umin_value > val)
6927                         return 0;
6928                 break;
6929         case BPF_JSLE:
6930                 if (reg->smax_value <= sval)
6931                         return 1;
6932                 else if (reg->smin_value > sval)
6933                         return 0;
6934                 break;
6935         }
6936
6937         return -1;
6938 }
6939
6940 /* compute branch direction of the expression "if (reg opcode val) goto target;"
6941  * and return:
6942  *  1 - branch will be taken and "goto target" will be executed
6943  *  0 - branch will not be taken and fall-through to next insn
6944  * -1 - unknown. Example: "if (reg < 5)" is unknown when register value
6945  *      range [0,10]
6946  */
6947 static int is_branch_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode,
6948                            bool is_jmp32)
6949 {
6950         if (__is_pointer_value(false, reg)) {
6951                 if (!reg_type_not_null(reg->type))
6952                         return -1;
6953
6954                 /* If pointer is valid tests against zero will fail so we can
6955                  * use this to direct branch taken.
6956                  */
6957                 if (val != 0)
6958                         return -1;
6959
6960                 switch (opcode) {
6961                 case BPF_JEQ:
6962                         return 0;
6963                 case BPF_JNE:
6964                         return 1;
6965                 default:
6966                         return -1;
6967                 }
6968         }
6969
6970         if (is_jmp32)
6971                 return is_branch32_taken(reg, val, opcode);
6972         return is_branch64_taken(reg, val, opcode);
6973 }
6974
6975 /* Adjusts the register min/max values in the case that the dst_reg is the
6976  * variable register that we are working on, and src_reg is a constant or we're
6977  * simply doing a BPF_K check.
6978  * In JEQ/JNE cases we also adjust the var_off values.
6979  */
6980 static void reg_set_min_max(struct bpf_reg_state *true_reg,
6981                             struct bpf_reg_state *false_reg,
6982                             u64 val, u32 val32,
6983                             u8 opcode, bool is_jmp32)
6984 {
6985         struct tnum false_32off = tnum_subreg(false_reg->var_off);
6986         struct tnum false_64off = false_reg->var_off;
6987         struct tnum true_32off = tnum_subreg(true_reg->var_off);
6988         struct tnum true_64off = true_reg->var_off;
6989         s64 sval = (s64)val;
6990         s32 sval32 = (s32)val32;
6991
6992         /* If the dst_reg is a pointer, we can't learn anything about its
6993          * variable offset from the compare (unless src_reg were a pointer into
6994          * the same object, but we don't bother with that.
6995          * Since false_reg and true_reg have the same type by construction, we
6996          * only need to check one of them for pointerness.
6997          */
6998         if (__is_pointer_value(false, false_reg))
6999                 return;
7000
7001         switch (opcode) {
7002         case BPF_JEQ:
7003         case BPF_JNE:
7004         {
7005                 struct bpf_reg_state *reg =
7006                         opcode == BPF_JEQ ? true_reg : false_reg;
7007
7008                 /* JEQ/JNE comparison doesn't change the register equivalence.
7009                  * r1 = r2;
7010                  * if (r1 == 42) goto label;
7011                  * ...
7012                  * label: // here both r1 and r2 are known to be 42.
7013                  *
7014                  * Hence when marking register as known preserve it's ID.
7015                  */
7016                 if (is_jmp32)
7017                         __mark_reg32_known(reg, val32);
7018                 else
7019                         ___mark_reg_known(reg, val);
7020                 break;
7021         }
7022         case BPF_JSET:
7023                 if (is_jmp32) {
7024                         false_32off = tnum_and(false_32off, tnum_const(~val32));
7025                         if (is_power_of_2(val32))
7026                                 true_32off = tnum_or(true_32off,
7027                                                      tnum_const(val32));
7028                 } else {
7029                         false_64off = tnum_and(false_64off, tnum_const(~val));
7030                         if (is_power_of_2(val))
7031                                 true_64off = tnum_or(true_64off,
7032                                                      tnum_const(val));
7033                 }
7034                 break;
7035         case BPF_JGE:
7036         case BPF_JGT:
7037         {
7038                 if (is_jmp32) {
7039                         u32 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val32  : val32 - 1;
7040                         u32 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val32 + 1 : val32;
7041
7042                         false_reg->u32_max_value = min(false_reg->u32_max_value,
7043                                                        false_umax);
7044                         true_reg->u32_min_value = max(true_reg->u32_min_value,
7045                                                       true_umin);
7046                 } else {
7047                         u64 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val    : val - 1;
7048                         u64 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val + 1 : val;
7049
7050                         false_reg->umax_value = min(false_reg->umax_value, false_umax);
7051                         true_reg->umin_value = max(true_reg->umin_value, true_umin);
7052                 }
7053                 break;
7054         }
7055         case BPF_JSGE:
7056         case BPF_JSGT:
7057         {
7058                 if (is_jmp32) {
7059                         s32 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval32    : sval32 - 1;
7060                         s32 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval32 + 1 : sval32;
7061
7062                         false_reg->s32_max_value = min(false_reg->s32_max_value, false_smax);
7063                         true_reg->s32_min_value = max(true_reg->s32_min_value, true_smin);
7064                 } else {
7065                         s64 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval    : sval - 1;
7066                         s64 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval + 1 : sval;
7067
7068                         false_reg->smax_value = min(false_reg->smax_value, false_smax);
7069                         true_reg->smin_value = max(true_reg->smin_value, true_smin);
7070                 }
7071                 break;
7072         }
7073         case BPF_JLE:
7074         case BPF_JLT:
7075         {
7076                 if (is_jmp32) {
7077                         u32 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val32  : val32 + 1;
7078                         u32 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val32 - 1 : val32;
7079
7080                         false_reg->u32_min_value = max(false_reg->u32_min_value,
7081                                                        false_umin);
7082                         true_reg->u32_max_value = min(true_reg->u32_max_value,
7083                                                       true_umax);
7084                 } else {
7085                         u64 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val    : val + 1;
7086                         u64 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val - 1 : val;
7087
7088                         false_reg->umin_value = max(false_reg->umin_value, false_umin);
7089                         true_reg->umax_value = min(true_reg->umax_value, true_umax);
7090                 }
7091                 break;
7092         }
7093         case BPF_JSLE:
7094         case BPF_JSLT:
7095         {
7096                 if (is_jmp32) {
7097                         s32 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval32    : sval32 + 1;
7098                         s32 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval32 - 1 : sval32;
7099
7100                         false_reg->s32_min_value = max(false_reg->s32_min_value, false_smin);
7101                         true_reg->s32_max_value = min(true_reg->s32_max_value, true_smax);
7102                 } else {
7103                         s64 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval    : sval + 1;
7104                         s64 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval - 1 : sval;
7105
7106                         false_reg->smin_value = max(false_reg->smin_value, false_smin);
7107                         true_reg->smax_value = min(true_reg->smax_value, true_smax);
7108                 }
7109                 break;
7110         }
7111         default:
7112                 return;
7113         }
7114
7115         if (is_jmp32) {
7116                 false_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(false_64off),
7117                                              tnum_subreg(false_32off));
7118                 true_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(true_64off),
7119                                             tnum_subreg(true_32off));
7120                 __reg_combine_32_into_64(false_reg);
7121                 __reg_combine_32_into_64(true_reg);
7122         } else {
7123                 false_reg->var_off = false_64off;
7124                 true_reg->var_off = true_64off;
7125                 __reg_combine_64_into_32(false_reg);
7126                 __reg_combine_64_into_32(true_reg);
7127         }
7128 }
7129
7130 /* Same as above, but for the case that dst_reg holds a constant and src_reg is
7131  * the variable reg.
7132  */
7133 static void reg_set_min_max_inv(struct bpf_reg_state *true_reg,
7134                                 struct bpf_reg_state *false_reg,
7135                                 u64 val, u32 val32,
7136                                 u8 opcode, bool is_jmp32)
7137 {
7138         /* How can we transform "a <op> b" into "b <op> a"? */
7139         static const u8 opcode_flip[16] = {
7140                 /* these stay the same */
7141                 [BPF_JEQ  >> 4] = BPF_JEQ,
7142                 [BPF_JNE  >> 4] = BPF_JNE,
7143                 [BPF_JSET >> 4] = BPF_JSET,
7144                 /* these swap "lesser" and "greater" (L and G in the opcodes) */
7145                 [BPF_JGE  >> 4] = BPF_JLE,
7146                 [BPF_JGT  >> 4] = BPF_JLT,
7147                 [BPF_JLE  >> 4] = BPF_JGE,
7148                 [BPF_JLT  >> 4] = BPF_JGT,
7149                 [BPF_JSGE >> 4] = BPF_JSLE,
7150                 [BPF_JSGT >> 4] = BPF_JSLT,
7151                 [BPF_JSLE >> 4] = BPF_JSGE,
7152                 [BPF_JSLT >> 4] = BPF_JSGT
7153         };
7154         opcode = opcode_flip[opcode >> 4];
7155         /* This uses zero as "not present in table"; luckily the zero opcode,
7156          * BPF_JA, can't get here.
7157          */
7158         if (opcode)
7159                 reg_set_min_max(true_reg, false_reg, val, val32, opcode, is_jmp32);
7160 }
7161
7162 /* Regs are known to be equal, so intersect their min/max/var_off */
7163 static void __reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *src_reg,
7164                                   struct bpf_reg_state *dst_reg)
7165 {
7166         src_reg->umin_value = dst_reg->umin_value = max(src_reg->umin_value,
7167                                                         dst_reg->umin_value);
7168         src_reg->umax_value = dst_reg->umax_value = min(src_reg->umax_value,
7169                                                         dst_reg->umax_value);
7170         src_reg->smin_value = dst_reg->smin_value = max(src_reg->smin_value,
7171                                                         dst_reg->smin_value);
7172         src_reg->smax_value = dst_reg->smax_value = min(src_reg->smax_value,
7173                                                         dst_reg->smax_value);
7174         src_reg->var_off = dst_reg->var_off = tnum_intersect(src_reg->var_off,
7175                                                              dst_reg->var_off);
7176         /* We might have learned new bounds from the var_off. */
7177         __update_reg_bounds(src_reg);
7178         __update_reg_bounds(dst_reg);
7179         /* We might have learned something about the sign bit. */
7180         __reg_deduce_bounds(src_reg);
7181         __reg_deduce_bounds(dst_reg);
7182         /* We might have learned some bits from the bounds. */
7183         __reg_bound_offset(src_reg);
7184         __reg_bound_offset(dst_reg);
7185         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
7186          * slightly.  e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
7187          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
7188          */
7189         __update_reg_bounds(src_reg);
7190         __update_reg_bounds(dst_reg);
7191 }
7192
7193 static void reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *true_src,
7194                                 struct bpf_reg_state *true_dst,
7195                                 struct bpf_reg_state *false_src,
7196                                 struct bpf_reg_state *false_dst,
7197                                 u8 opcode)
7198 {
7199         switch (opcode) {
7200         case BPF_JEQ:
7201                 __reg_combine_min_max(true_src, true_dst);
7202                 break;
7203         case BPF_JNE:
7204                 __reg_combine_min_max(false_src, false_dst);
7205                 break;
7206         }
7207 }
7208
7209 static void mark_ptr_or_null_reg(struct bpf_func_state *state,
7210                                  struct bpf_reg_state *reg, u32 id,
7211                                  bool is_null)
7212 {
7213         if (reg_type_may_be_null(reg->type) && reg->id == id &&
7214             !WARN_ON_ONCE(!reg->id)) {
7215                 /* Old offset (both fixed and variable parts) should
7216                  * have been known-zero, because we don't allow pointer
7217                  * arithmetic on pointers that might be NULL.
7218                  */
7219                 if (WARN_ON_ONCE(reg->smin_value || reg->smax_value ||
7220                                  !tnum_equals_const(reg->var_off, 0) ||
7221                                  reg->off)) {
7222                         __mark_reg_known_zero(reg);
7223                         reg->off = 0;
7224                 }
7225                 if (is_null) {
7226                         reg->type = SCALAR_VALUE;
7227                 } else if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL) {
7228                         const struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
7229
7230                         if (map->inner_map_meta) {
7231                                 reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
7232                                 reg->map_ptr = map->inner_map_meta;
7233                         } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_XSKMAP) {
7234                                 reg->type = PTR_TO_XDP_SOCK;
7235                         } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
7236                                    map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH) {
7237                                 reg->type = PTR_TO_SOCKET;
7238                         } else {
7239                                 reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
7240                         }
7241                 } else if (reg->type == PTR_TO_SOCKET_OR_NULL) {
7242                         reg->type = PTR_TO_SOCKET;
7243                 } else if (reg->type == PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL) {
7244                         reg->type = PTR_TO_SOCK_COMMON;
7245                 } else if (reg->type == PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL) {
7246                         reg->type = PTR_TO_TCP_SOCK;
7247                 } else if (reg->type == PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL) {
7248                         reg->type = PTR_TO_BTF_ID;
7249                 } else if (reg->type == PTR_TO_MEM_OR_NULL) {
7250                         reg->type = PTR_TO_MEM;
7251                 } else if (reg->type == PTR_TO_RDONLY_BUF_OR_NULL) {
7252                         reg->type = PTR_TO_RDONLY_BUF;
7253                 } else if (reg->type == PTR_TO_RDWR_BUF_OR_NULL) {
7254                         reg->type = PTR_TO_RDWR_BUF;
7255                 }
7256                 if (is_null) {
7257                         /* We don't need id and ref_obj_id from this point
7258                          * onwards anymore, thus we should better reset it,
7259                          * so that state pruning has chances to take effect.
7260                          */
7261                         reg->id = 0;
7262                         reg->ref_obj_id = 0;
7263                 } else if (!reg_may_point_to_spin_lock(reg)) {
7264                         /* For not-NULL ptr, reg->ref_obj_id will be reset
7265                          * in release_reg_references().
7266                          *
7267                          * reg->id is still used by spin_lock ptr. Other
7268                          * than spin_lock ptr type, reg->id can be reset.
7269                          */
7270                         reg->id = 0;
7271                 }
7272         }
7273 }
7274
7275 static void __mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_func_state *state, u32 id,
7276                                     bool is_null)
7277 {
7278         struct bpf_reg_state *reg;
7279         int i;
7280
7281         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
7282                 mark_ptr_or_null_reg(state, &state->regs[i], id, is_null);
7283
7284         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
7285                 if (!reg)
7286                         continue;
7287                 mark_ptr_or_null_reg(state, reg, id, is_null);
7288         }
7289 }
7290
7291 /* The logic is similar to find_good_pkt_pointers(), both could eventually
7292  * be folded together at some point.
7293  */
7294 static void mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_verifier_state *vstate, u32 regno,
7295                                   bool is_null)
7296 {
7297         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
7298         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
7299         u32 ref_obj_id = regs[regno].ref_obj_id;
7300         u32 id = regs[regno].id;
7301         int i;
7302
7303         if (ref_obj_id && ref_obj_id == id && is_null)
7304                 /* regs[regno] is in the " == NULL" branch.
7305                  * No one could have freed the reference state before
7306                  * doing the NULL check.
7307                  */
7308                 WARN_ON_ONCE(release_reference_state(state, id));
7309
7310         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
7311                 __mark_ptr_or_null_regs(vstate->frame[i], id, is_null);
7312 }
7313
7314 static bool try_match_pkt_pointers(const struct bpf_insn *insn,
7315                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
7316                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
7317                                    struct bpf_verifier_state *this_branch,
7318                                    struct bpf_verifier_state *other_branch)
7319 {
7320         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_X)
7321                 return false;
7322
7323         /* Pointers are always 64-bit. */
7324         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32)
7325                 return false;
7326
7327         switch (BPF_OP(insn->code)) {
7328         case BPF_JGT:
7329                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
7330                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
7331                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
7332                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
7333                         /* pkt_data' > pkt_end, pkt_meta' > pkt_data */
7334                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
7335                                                dst_reg->type, false);
7336                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
7337                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
7338                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
7339                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
7340                         /* pkt_end > pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
7341                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
7342                                                src_reg->type, true);
7343                 } else {
7344                         return false;
7345                 }
7346                 break;
7347         case BPF_JLT:
7348                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
7349                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
7350                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
7351                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
7352                         /* pkt_data' < pkt_end, pkt_meta' < pkt_data */
7353                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
7354                                                dst_reg->type, true);
7355                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
7356                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
7357                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
7358                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
7359                         /* pkt_end < pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
7360                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
7361                                                src_reg->type, false);
7362                 } else {
7363                         return false;
7364                 }
7365                 break;
7366         case BPF_JGE:
7367                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
7368                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
7369                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
7370                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
7371                         /* pkt_data' >= pkt_end, pkt_meta' >= pkt_data */
7372                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
7373                                                dst_reg->type, true);
7374                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
7375                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
7376                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
7377                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
7378                         /* pkt_end >= pkt_data', pkt_data >= pkt_meta' */
7379                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
7380                                                src_reg->type, false);
7381                 } else {
7382                         return false;
7383                 }
7384                 break;
7385         case BPF_JLE:
7386                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
7387                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
7388                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
7389                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
7390                         /* pkt_data' <= pkt_end, pkt_meta' <= pkt_data */
7391                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
7392                                                dst_reg->type, false);
7393                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
7394                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
7395                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
7396                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
7397                         /* pkt_end <= pkt_data', pkt_data <= pkt_meta' */
7398                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
7399                                                src_reg->type, true);
7400                 } else {
7401                         return false;
7402                 }
7403                 break;
7404         default:
7405                 return false;
7406         }
7407
7408         return true;
7409 }
7410
7411 static void find_equal_scalars(struct bpf_verifier_state *vstate,
7412                                struct bpf_reg_state *known_reg)
7413 {
7414         struct bpf_func_state *state;
7415         struct bpf_reg_state *reg;
7416         int i, j;
7417
7418         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++) {
7419                 state = vstate->frame[i];
7420                 for (j = 0; j < MAX_BPF_REG; j++) {
7421                         reg = &state->regs[j];
7422                         if (reg->type == SCALAR_VALUE && reg->id == known_reg->id)
7423                                 *reg = *known_reg;
7424                 }
7425
7426                 bpf_for_each_spilled_reg(j, state, reg) {
7427                         if (!reg)
7428                                 continue;
7429                         if (reg->type == SCALAR_VALUE && reg->id == known_reg->id)
7430                                 *reg = *known_reg;
7431                 }
7432         }
7433 }
7434
7435 static int check_cond_jmp_op(struct bpf_verifier_env *env,
7436                              struct bpf_insn *insn, int *insn_idx)
7437 {
7438         struct bpf_verifier_state *this_branch = env->cur_state;
7439         struct bpf_verifier_state *other_branch;
7440         struct bpf_reg_state *regs = this_branch->frame[this_branch->curframe]->regs;
7441         struct bpf_reg_state *dst_reg, *other_branch_regs, *src_reg = NULL;
7442         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
7443         bool is_jmp32;
7444         int pred = -1;
7445         int err;
7446
7447         /* Only conditional jumps are expected to reach here. */
7448         if (opcode == BPF_JA || opcode > BPF_JSLE) {
7449                 verbose(env, "invalid BPF_JMP/JMP32 opcode %x\n", opcode);
7450                 return -EINVAL;
7451         }
7452
7453         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
7454                 if (insn->imm != 0) {
7455                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
7456                         return -EINVAL;
7457                 }
7458
7459                 /* check src1 operand */
7460                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
7461                 if (err)
7462                         return err;
7463
7464                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
7465                         verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
7466                                 insn->src_reg);
7467                         return -EACCES;
7468                 }
7469                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
7470         } else {
7471                 if (insn->src_reg != BPF_REG_0) {
7472                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
7473                         return -EINVAL;
7474                 }
7475         }
7476
7477         /* check src2 operand */
7478         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
7479         if (err)
7480                 return err;
7481
7482         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
7483         is_jmp32 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32;
7484
7485         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
7486                 pred = is_branch_taken(dst_reg, insn->imm, opcode, is_jmp32);
7487         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
7488                    is_jmp32 && tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))) {
7489                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
7490                                        tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
7491                                        opcode,
7492                                        is_jmp32);
7493         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
7494                    !is_jmp32 && tnum_is_const(src_reg->var_off)) {
7495                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
7496                                        src_reg->var_off.value,
7497                                        opcode,
7498                                        is_jmp32);
7499         }
7500
7501         if (pred >= 0) {
7502                 /* If we get here with a dst_reg pointer type it is because
7503                  * above is_branch_taken() special cased the 0 comparison.
7504                  */
7505                 if (!__is_pointer_value(false, dst_reg))
7506                         err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
7507                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X && !err)
7508                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
7509                 if (err)
7510                         return err;
7511         }
7512         if (pred == 1) {
7513                 /* only follow the goto, ignore fall-through */
7514                 *insn_idx += insn->off;
7515                 return 0;
7516         } else if (pred == 0) {
7517                 /* only follow fall-through branch, since
7518                  * that's where the program will go
7519                  */
7520                 return 0;
7521         }
7522
7523         other_branch = push_stack(env, *insn_idx + insn->off + 1, *insn_idx,
7524                                   false);
7525         if (!other_branch)
7526                 return -EFAULT;
7527         other_branch_regs = other_branch->frame[other_branch->curframe]->regs;
7528
7529         /* detect if we are comparing against a constant value so we can adjust
7530          * our min/max values for our dst register.
7531          * this is only legit if both are scalars (or pointers to the same
7532          * object, I suppose, but we don't support that right now), because
7533          * otherwise the different base pointers mean the offsets aren't
7534          * comparable.
7535          */
7536         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
7537                 struct bpf_reg_state *src_reg = &regs[insn->src_reg];
7538
7539                 if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
7540                     src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
7541                         if (tnum_is_const(src_reg->var_off) ||
7542                             (is_jmp32 &&
7543                              tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))))
7544                                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
7545                                                 dst_reg,
7546                                                 src_reg->var_off.value,
7547                                                 tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
7548                                                 opcode, is_jmp32);
7549                         else if (tnum_is_const(dst_reg->var_off) ||
7550                                  (is_jmp32 &&
7551                                   tnum_is_const(tnum_subreg(dst_reg->var_off))))
7552                                 reg_set_min_max_inv(&other_branch_regs[insn->src_reg],
7553                                                     src_reg,
7554                                                     dst_reg->var_off.value,
7555                                                     tnum_subreg(dst_reg->var_off).value,
7556                                                     opcode, is_jmp32);
7557                         else if (!is_jmp32 &&
7558                                  (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE))
7559                                 /* Comparing for equality, we can combine knowledge */
7560                                 reg_combine_min_max(&other_branch_regs[insn->src_reg],
7561                                                     &other_branch_regs[insn->dst_reg],
7562                                                     src_reg, dst_reg, opcode);
7563                         if (src_reg->id &&
7564                             !WARN_ON_ONCE(src_reg->id != other_branch_regs[insn->src_reg].id)) {
7565                                 find_equal_scalars(this_branch, src_reg);
7566                                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->src_reg]);
7567                         }
7568
7569                 }
7570         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE) {
7571                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
7572                                         dst_reg, insn->imm, (u32)insn->imm,
7573                                         opcode, is_jmp32);
7574         }
7575
7576         if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE && dst_reg->id &&
7577             !WARN_ON_ONCE(dst_reg->id != other_branch_regs[insn->dst_reg].id)) {
7578                 find_equal_scalars(this_branch, dst_reg);
7579                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->dst_reg]);
7580         }
7581
7582         /* detect if R == 0 where R is returned from bpf_map_lookup_elem().
7583          * NOTE: these optimizations below are related with pointer comparison
7584          *       which will never be JMP32.
7585          */
7586         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K &&
7587             insn->imm == 0 && (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE) &&
7588             reg_type_may_be_null(dst_reg->type)) {
7589                 /* Mark all identical registers in each branch as either
7590                  * safe or unknown depending R == 0 or R != 0 conditional.
7591                  */
7592                 mark_ptr_or_null_regs(this_branch, insn->dst_reg,
7593                                       opcode == BPF_JNE);
7594                 mark_ptr_or_null_regs(other_branch, insn->dst_reg,
7595                                       opcode == BPF_JEQ);
7596         } else if (!try_match_pkt_pointers(insn, dst_reg, &regs[insn->src_reg],
7597                                            this_branch, other_branch) &&
7598                    is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
7599                 verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
7600                         insn->dst_reg);
7601                 return -EACCES;
7602         }
7603         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
7604                 print_verifier_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
7605         return 0;
7606 }
7607
7608 /* verify BPF_LD_IMM64 instruction */
7609 static int check_ld_imm(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
7610 {
7611         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
7612         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
7613         struct bpf_reg_state *dst_reg;
7614         struct bpf_map *map;
7615         int err;
7616
7617         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
7618                 verbose(env, "invalid BPF_LD_IMM insn\n");
7619                 return -EINVAL;
7620         }
7621         if (insn->off != 0) {
7622                 verbose(env, "BPF_LD_IMM64 uses reserved fields\n");
7623                 return -EINVAL;
7624         }
7625
7626         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
7627         if (err)
7628                 return err;
7629
7630         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
7631         if (insn->src_reg == 0) {
7632                 u64 imm = ((u64)(insn + 1)->imm << 32) | (u32)insn->imm;
7633
7634                 dst_reg->type = SCALAR_VALUE;
7635                 __mark_reg_known(&regs[insn->dst_reg], imm);
7636                 return 0;
7637         }
7638
7639         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
7640                 mark_reg_known_zero(env, regs, insn->dst_reg);
7641
7642                 dst_reg->type = aux->btf_var.reg_type;
7643                 switch (dst_reg->type) {
7644                 case PTR_TO_MEM:
7645                         dst_reg->mem_size = aux->btf_var.mem_size;
7646                         break;
7647                 case PTR_TO_BTF_ID:
7648                 case PTR_TO_PERCPU_BTF_ID:
7649                         dst_reg->btf_id = aux->btf_var.btf_id;
7650                         break;
7651                 default:
7652                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
7653                         return -EFAULT;
7654                 }
7655                 return 0;
7656         }
7657
7658         map = env->used_maps[aux->map_index];
7659         mark_reg_known_zero(env, regs, insn->dst_reg);
7660         dst_reg->map_ptr = map;
7661
7662         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_VALUE) {
7663                 dst_reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
7664                 dst_reg->off = aux->map_off;
7665                 if (map_value_has_spin_lock(map))
7666                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
7667         } else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD) {
7668                 dst_reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
7669         } else {
7670                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
7671                 return -EINVAL;
7672         }
7673
7674         return 0;
7675 }
7676
7677 static bool may_access_skb(enum bpf_prog_type type)
7678 {
7679         switch (type) {
7680         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
7681         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
7682         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
7683                 return true;
7684         default:
7685                 return false;
7686         }
7687 }
7688
7689 /* verify safety of LD_ABS|LD_IND instructions:
7690  * - they can only appear in the programs where ctx == skb
7691  * - since they are wrappers of function calls, they scratch R1-R5 registers,
7692  *   preserve R6-R9, and store return value into R0
7693  *
7694  * Implicit input:
7695  *   ctx == skb == R6 == CTX
7696  *
7697  * Explicit input:
7698  *   SRC == any register
7699  *   IMM == 32-bit immediate
7700  *
7701  * Output:
7702  *   R0 - 8/16/32-bit skb data converted to cpu endianness
7703  */
7704 static int check_ld_abs(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
7705 {
7706         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
7707         static const int ctx_reg = BPF_REG_6;
7708         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
7709         int i, err;
7710
7711         if (!may_access_skb(resolve_prog_type(env->prog))) {
7712                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] instructions not allowed for this program type\n");
7713                 return -EINVAL;
7714         }
7715
7716         if (!env->ops->gen_ld_abs) {
7717                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
7718                 return -EINVAL;
7719         }
7720
7721         if (insn->dst_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
7722             BPF_SIZE(insn->code) == BPF_DW ||
7723             (mode == BPF_ABS && insn->src_reg != BPF_REG_0)) {
7724                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] uses reserved fields\n");
7725                 return -EINVAL;
7726         }
7727
7728         /* check whether implicit source operand (register R6) is readable */
7729         err = check_reg_arg(env, ctx_reg, SRC_OP);
7730         if (err)
7731                 return err;
7732
7733         /* Disallow usage of BPF_LD_[ABS|IND] with reference tracking, as
7734          * gen_ld_abs() may terminate the program at runtime, leading to
7735          * reference leak.
7736          */
7737         err = check_reference_leak(env);
7738         if (err) {
7739                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be mixed with socket references\n");
7740                 return err;
7741         }
7742
7743         if (env->cur_state->active_spin_lock) {
7744                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_spin_lock-ed region\n");
7745                 return -EINVAL;
7746         }
7747
7748         if (regs[ctx_reg].type != PTR_TO_CTX) {
7749                 verbose(env,
7750                         "at the time of BPF_LD_ABS|IND R6 != pointer to skb\n");
7751                 return -EINVAL;
7752         }
7753
7754         if (mode == BPF_IND) {
7755                 /* check explicit source operand */
7756                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
7757                 if (err)
7758                         return err;
7759         }
7760
7761         err = check_ctx_reg(env, &regs[ctx_reg], ctx_reg);
7762         if (err < 0)
7763                 return err;
7764
7765         /* reset caller saved regs to unreadable */
7766         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
7767                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
7768                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
7769         }
7770
7771         /* mark destination R0 register as readable, since it contains
7772          * the value fetched from the packet.
7773          * Already marked as written above.
7774          */
7775         mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
7776         /* ld_abs load up to 32-bit skb data. */
7777         regs[BPF_REG_0].subreg_def = env->insn_idx + 1;
7778         return 0;
7779 }
7780
7781 static int check_return_code(struct bpf_verifier_env *env)
7782 {
7783         struct tnum enforce_attach_type_range = tnum_unknown;
7784         const struct bpf_prog *prog = env->prog;
7785         struct bpf_reg_state *reg;
7786         struct tnum range = tnum_range(0, 1);
7787         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
7788         int err;
7789
7790         /* LSM and struct_ops func-ptr's return type could be "void" */
7791         if ((prog_type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS ||
7792              prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM) &&
7793             !prog->aux->attach_func_proto->type)
7794                 return 0;
7795
7796         /* eBPF calling convetion is such that R0 is used
7797          * to return the value from eBPF program.
7798          * Make sure that it's readable at this time
7799          * of bpf_exit, which means that program wrote
7800          * something into it earlier
7801          */
7802         err = check_reg_arg(env, BPF_REG_0, SRC_OP);
7803         if (err)
7804                 return err;
7805
7806         if (is_pointer_value(env, BPF_REG_0)) {
7807                 verbose(env, "R0 leaks addr as return value\n");
7808                 return -EACCES;
7809         }
7810
7811         switch (prog_type) {
7812         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK_ADDR:
7813                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP4_RECVMSG ||
7814                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP6_RECVMSG ||
7815                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETPEERNAME ||
7816                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETPEERNAME ||
7817                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETSOCKNAME ||
7818                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETSOCKNAME)
7819                         range = tnum_range(1, 1);
7820                 break;
7821         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
7822                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET_EGRESS) {
7823                         range = tnum_range(0, 3);
7824                         enforce_attach_type_range = tnum_range(2, 3);
7825                 }
7826                 break;
7827         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK:
7828         case BPF_PROG_TYPE_SOCK_OPS:
7829         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_DEVICE:
7830         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SYSCTL:
7831         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
7832                 break;
7833         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
7834                 if (!env->prog->aux->attach_btf_id)
7835                         return 0;
7836                 range = tnum_const(0);
7837                 break;
7838         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
7839                 switch (env->prog->expected_attach_type) {
7840                 case BPF_TRACE_FENTRY:
7841                 case BPF_TRACE_FEXIT:
7842                         range = tnum_const(0);
7843                         break;
7844                 case BPF_TRACE_RAW_TP:
7845                 case BPF_MODIFY_RETURN:
7846                         return 0;
7847                 case BPF_TRACE_ITER:
7848                         break;
7849                 default:
7850                         return -ENOTSUPP;
7851                 }
7852                 break;
7853         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
7854                 range = tnum_range(SK_DROP, SK_PASS);
7855                 break;
7856         case BPF_PROG_TYPE_EXT:
7857                 /* freplace program can return anything as its return value
7858                  * depends on the to-be-replaced kernel func or bpf program.
7859                  */
7860         default:
7861                 return 0;
7862         }
7863
7864         reg = cur_regs(env) + BPF_REG_0;
7865         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
7866                 verbose(env, "At program exit the register R0 is not a known value (%s)\n",
7867                         reg_type_str[reg->type]);
7868                 return -EINVAL;
7869         }
7870
7871         if (!tnum_in(range, reg->var_off)) {
7872                 char tn_buf[48];
7873
7874                 verbose(env, "At program exit the register R0 ");
7875                 if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
7876                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
7877                         verbose(env, "has value %s", tn_buf);
7878                 } else {
7879                         verbose(env, "has unknown scalar value");
7880                 }
7881                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), range);
7882                 verbose(env, " should have been in %s\n", tn_buf);
7883                 return -EINVAL;
7884         }
7885
7886         if (!tnum_is_unknown(enforce_attach_type_range) &&
7887             tnum_in(enforce_attach_type_range, reg->var_off))
7888                 env->prog->enforce_expected_attach_type = 1;
7889         return 0;
7890 }
7891
7892 /* non-recursive DFS pseudo code
7893  * 1  procedure DFS-iterative(G,v):
7894  * 2      label v as discovered
7895  * 3      let S be a stack
7896  * 4      S.push(v)
7897  * 5      while S is not empty
7898  * 6            t <- S.pop()
7899  * 7            if t is what we're looking for:
7900  * 8                return t
7901  * 9            for all edges e in G.adjacentEdges(t) do
7902  * 10               if edge e is already labelled
7903  * 11                   continue with the next edge
7904  * 12               w <- G.adjacentVertex(t,e)
7905  * 13               if vertex w is not discovered and not explored
7906  * 14                   label e as tree-edge
7907  * 15                   label w as discovered
7908  * 16                   S.push(w)
7909  * 17                   continue at 5
7910  * 18               else if vertex w is discovered
7911  * 19                   label e as back-edge
7912  * 20               else
7913  * 21                   // vertex w is explored
7914  * 22                   label e as forward- or cross-edge
7915  * 23           label t as explored
7916  * 24           S.pop()
7917  *
7918  * convention:
7919  * 0x10 - discovered
7920  * 0x11 - discovered and fall-through edge labelled
7921  * 0x12 - discovered and fall-through and branch edges labelled
7922  * 0x20 - explored
7923  */
7924
7925 enum {
7926         DISCOVERED = 0x10,
7927         EXPLORED = 0x20,
7928         FALLTHROUGH = 1,
7929         BRANCH = 2,
7930 };
7931
7932 static u32 state_htab_size(struct bpf_verifier_env *env)
7933 {
7934         return env->prog->len;
7935 }
7936
7937 static struct bpf_verifier_state_list **explored_state(
7938                                         struct bpf_verifier_env *env,
7939                                         int idx)
7940 {
7941         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
7942         struct bpf_func_state *state = cur->frame[cur->curframe];
7943
7944         return &env->explored_states[(idx ^ state->callsite) % state_htab_size(env)];
7945 }
7946
7947 static void init_explored_state(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
7948 {
7949         env->insn_aux_data[idx].prune_point = true;
7950 }
7951
7952 /* t, w, e - match pseudo-code above:
7953  * t - index of current instruction
7954  * w - next instruction
7955  * e - edge
7956  */
7957 static int push_insn(int t, int w, int e, struct bpf_verifier_env *env,
7958                      bool loop_ok)
7959 {
7960         int *insn_stack = env->cfg.insn_stack;
7961         int *insn_state = env->cfg.insn_state;
7962
7963         if (e == FALLTHROUGH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | FALLTHROUGH))
7964                 return 0;
7965
7966         if (e == BRANCH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | BRANCH))
7967                 return 0;
7968
7969         if (w < 0 || w >= env->prog->len) {
7970                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
7971                 verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", t, w);
7972                 return -EINVAL;
7973         }
7974
7975         if (e == BRANCH)
7976                 /* mark branch target for state pruning */
7977                 init_explored_state(env, w);
7978
7979         if (insn_state[w] == 0) {
7980                 /* tree-edge */
7981                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
7982                 insn_state[w] = DISCOVERED;
7983                 if (env->cfg.cur_stack >= env->prog->len)
7984                         return -E2BIG;
7985                 insn_stack[env->cfg.cur_stack++] = w;
7986                 return 1;
7987         } else if ((insn_state[w] & 0xF0) == DISCOVERED) {
7988                 if (loop_ok && env->bpf_capable)
7989                         return 0;
7990                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
7991                 verbose_linfo(env, w, "%d: ", w);
7992                 verbose(env, "back-edge from insn %d to %d\n", t, w);
7993                 return -EINVAL;
7994         } else if (insn_state[w] == EXPLORED) {
7995                 /* forward- or cross-edge */
7996                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
7997         } else {
7998                 verbose(env, "insn state internal bug\n");
7999                 return -EFAULT;
8000         }
8001         return 0;
8002 }
8003
8004 /* non-recursive depth-first-search to detect loops in BPF program
8005  * loop == back-edge in directed graph
8006  */
8007 static int check_cfg(struct bpf_verifier_env *env)
8008 {
8009         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
8010         int insn_cnt = env->prog->len;
8011         int *insn_stack, *insn_state;
8012         int ret = 0;
8013         int i, t;
8014
8015         insn_state = env->cfg.insn_state = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
8016         if (!insn_state)
8017                 return -ENOMEM;
8018
8019         insn_stack = env->cfg.insn_stack = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
8020         if (!insn_stack) {
8021                 kvfree(insn_state);
8022                 return -ENOMEM;
8023         }
8024
8025         insn_state[0] = DISCOVERED; /* mark 1st insn as discovered */
8026         insn_stack[0] = 0; /* 0 is the first instruction */
8027         env->cfg.cur_stack = 1;
8028
8029 peek_stack:
8030         if (env->cfg.cur_stack == 0)
8031                 goto check_state;
8032         t = insn_stack[env->cfg.cur_stack - 1];
8033
8034         if (BPF_CLASS(insns[t].code) == BPF_JMP ||
8035             BPF_CLASS(insns[t].code) == BPF_JMP32) {
8036                 u8 opcode = BPF_OP(insns[t].code);
8037
8038                 if (opcode == BPF_EXIT) {
8039                         goto mark_explored;
8040                 } else if (opcode == BPF_CALL) {
8041                         ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
8042                         if (ret == 1)
8043                                 goto peek_stack;
8044                         else if (ret < 0)
8045                                 goto err_free;
8046                         if (t + 1 < insn_cnt)
8047                                 init_explored_state(env, t + 1);
8048                         if (insns[t].src_reg == BPF_PSEUDO_CALL) {
8049                                 init_explored_state(env, t);
8050                                 ret = push_insn(t, t + insns[t].imm + 1, BRANCH,
8051                                                 env, false);
8052                                 if (ret == 1)
8053                                         goto peek_stack;
8054                                 else if (ret < 0)
8055                                         goto err_free;
8056                         }
8057                 } else if (opcode == BPF_JA) {
8058                         if (BPF_SRC(insns[t].code) != BPF_K) {
8059                                 ret = -EINVAL;
8060                                 goto err_free;
8061                         }
8062                         /* unconditional jump with single edge */
8063                         ret = push_insn(t, t + insns[t].off + 1,
8064                                         FALLTHROUGH, env, true);
8065                         if (ret == 1)
8066                                 goto peek_stack;
8067                         else if (ret < 0)
8068                                 goto err_free;
8069                         /* unconditional jmp is not a good pruning point,
8070                          * but it's marked, since backtracking needs
8071                          * to record jmp history in is_state_visited().
8072                          */
8073                         init_explored_state(env, t + insns[t].off + 1);
8074                         /* tell verifier to check for equivalent states
8075                          * after every call and jump
8076                          */
8077                         if (t + 1 < insn_cnt)
8078                                 init_explored_state(env, t + 1);
8079                 } else {
8080                         /* conditional jump with two edges */
8081                         init_explored_state(env, t);
8082                         ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, true);
8083                         if (ret == 1)
8084                                 goto peek_stack;
8085                         else if (ret < 0)
8086                                 goto err_free;
8087
8088                         ret = push_insn(t, t + insns[t].off + 1, BRANCH, env, true);
8089                         if (ret == 1)
8090                                 goto peek_stack;
8091                         else if (ret < 0)
8092                                 goto err_free;
8093                 }
8094         } else {
8095                 /* all other non-branch instructions with single
8096                  * fall-through edge
8097                  */
8098                 ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
8099                 if (ret == 1)
8100                         goto peek_stack;
8101                 else if (ret < 0)
8102                         goto err_free;
8103         }
8104
8105 mark_explored:
8106         insn_state[t] = EXPLORED;
8107         if (env->cfg.cur_stack-- <= 0) {
8108                 verbose(env, "pop stack internal bug\n");
8109                 ret = -EFAULT;
8110                 goto err_free;
8111         }
8112         goto peek_stack;
8113
8114 check_state:
8115         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
8116                 if (insn_state[i] != EXPLORED) {
8117                         verbose(env, "unreachable insn %d\n", i);
8118                         ret = -EINVAL;
8119                         goto err_free;
8120                 }
8121         }
8122         ret = 0; /* cfg looks good */
8123
8124 err_free:
8125         kvfree(insn_state);
8126         kvfree(insn_stack);
8127         env->cfg.insn_state = env->cfg.insn_stack = NULL;
8128         return ret;
8129 }
8130
8131 static int check_abnormal_return(struct bpf_verifier_env *env)
8132 {
8133         int i;
8134
8135         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
8136                 if (env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
8137                         verbose(env, "LD_ABS is not allowed in subprogs without BTF\n");
8138                         return -EINVAL;
8139                 }
8140                 if (env->subprog_info[i].has_tail_call) {
8141                         verbose(env, "tail_call is not allowed in subprogs without BTF\n");
8142                         return -EINVAL;
8143                 }
8144         }
8145         return 0;
8146 }
8147
8148 /* The minimum supported BTF func info size */
8149 #define MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE   8
8150 #define MAX_FUNCINFO_REC_SIZE   252
8151
8152 static int check_btf_func(struct bpf_verifier_env *env,
8153                           const union bpf_attr *attr,
8154                           union bpf_attr __user *uattr)
8155 {
8156         const struct btf_type *type, *func_proto, *ret_type;
8157         u32 i, nfuncs, urec_size, min_size;
8158         u32 krec_size = sizeof(struct bpf_func_info);
8159         struct bpf_func_info *krecord;
8160         struct bpf_func_info_aux *info_aux = NULL;
8161         struct bpf_prog *prog;
8162         const struct btf *btf;
8163         void __user *urecord;
8164         u32 prev_offset = 0;
8165         bool scalar_return;
8166         int ret = -ENOMEM;
8167
8168         nfuncs = attr->func_info_cnt;
8169         if (!nfuncs) {
8170                 if (check_abnormal_return(env))
8171                         return -EINVAL;
8172                 return 0;
8173         }
8174
8175         if (nfuncs != env->subprog_cnt) {
8176                 verbose(env, "number of funcs in func_info doesn't match number of subprogs\n");
8177                 return -EINVAL;
8178         }
8179
8180         urec_size = attr->func_info_rec_size;
8181         if (urec_size < MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE ||
8182             urec_size > MAX_FUNCINFO_REC_SIZE ||
8183             urec_size % sizeof(u32)) {
8184                 verbose(env, "invalid func info rec size %u\n", urec_size);
8185                 return -EINVAL;
8186         }
8187
8188         prog = env->prog;
8189         btf = prog->aux->btf;
8190
8191         urecord = u64_to_user_ptr(attr->func_info);
8192         min_size = min_t(u32, krec_size, urec_size);
8193
8194         krecord = kvcalloc(nfuncs, krec_size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
8195         if (!krecord)
8196                 return -ENOMEM;
8197         info_aux = kcalloc(nfuncs, sizeof(*info_aux), GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
8198         if (!info_aux)
8199                 goto err_free;
8200
8201         for (i = 0; i < nfuncs; i++) {
8202                 ret = bpf_check_uarg_tail_zero(urecord, krec_size, urec_size);
8203                 if (ret) {
8204                         if (ret == -E2BIG) {
8205                                 verbose(env, "nonzero tailing record in func info");
8206                                 /* set the size kernel expects so loader can zero
8207                                  * out the rest of the record.
8208                                  */
8209                                 if (put_user(min_size, &uattr->func_info_rec_size))
8210                                         ret = -EFAULT;
8211                         }
8212                         goto err_free;
8213                 }
8214
8215                 if (copy_from_user(&krecord[i], urecord, min_size)) {
8216                         ret = -EFAULT;
8217                         goto err_free;
8218                 }
8219
8220                 /* check insn_off */
8221                 ret = -EINVAL;
8222                 if (i == 0) {
8223                         if (krecord[i].insn_off) {
8224                                 verbose(env,
8225                                         "nonzero insn_off %u for the first func info record",
8226                                         krecord[i].insn_off);
8227                                 goto err_free;
8228                         }
8229                 } else if (krecord[i].insn_off <= prev_offset) {
8230                         verbose(env,
8231                                 "same or smaller insn offset (%u) than previous func info record (%u)",
8232                                 krecord[i].insn_off, prev_offset);
8233                         goto err_free;
8234                 }
8235
8236                 if (env->subprog_info[i].start != krecord[i].insn_off) {
8237                         verbose(env, "func_info BTF section doesn't match subprog layout in BPF program\n");
8238                         goto err_free;
8239                 }
8240
8241                 /* check type_id */
8242                 type = btf_type_by_id(btf, krecord[i].type_id);
8243                 if (!type || !btf_type_is_func(type)) {
8244                         verbose(env, "invalid type id %d in func info",
8245                                 krecord[i].type_id);
8246                         goto err_free;
8247                 }
8248                 info_aux[i].linkage = BTF_INFO_VLEN(type->info);
8249
8250                 func_proto = btf_type_by_id(btf, type->type);
8251                 if (unlikely(!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)))
8252                         /* btf_func_check() already verified it during BTF load */
8253                         goto err_free;
8254                 ret_type = btf_type_skip_modifiers(btf, func_proto->type, NULL);
8255                 scalar_return =
8256                         btf_type_is_small_int(ret_type) || btf_type_is_enum(ret_type);
8257                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
8258                         verbose(env, "LD_ABS is only allowed in functions that return 'int'.\n");
8259                         goto err_free;
8260                 }
8261                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_tail_call) {
8262                         verbose(env, "tail_call is only allowed in functions that return 'int'.\n");
8263                         goto err_free;
8264                 }
8265
8266                 prev_offset = krecord[i].insn_off;
8267                 urecord += urec_size;
8268         }
8269
8270         prog->aux->func_info = krecord;
8271         prog->aux->func_info_cnt = nfuncs;
8272         prog->aux->func_info_aux = info_aux;
8273         return 0;
8274
8275 err_free:
8276         kvfree(krecord);
8277         kfree(info_aux);
8278         return ret;
8279 }
8280
8281 static void adjust_btf_func(struct bpf_verifier_env *env)
8282 {
8283         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
8284         int i;
8285
8286         if (!aux->func_info)
8287                 return;
8288
8289         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
8290                 aux->func_info[i].insn_off = env->subprog_info[i].start;
8291 }
8292
8293 #define MIN_BPF_LINEINFO_SIZE   (offsetof(struct bpf_line_info, line_col) + \
8294                 sizeof(((struct bpf_line_info *)(0))->line_col))
8295 #define MAX_LINEINFO_REC_SIZE   MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
8296
8297 static int check_btf_line(struct bpf_verifier_env *env,
8298                           const union bpf_attr *attr,
8299                           union bpf_attr __user *uattr)
8300 {
8301         u32 i, s, nr_linfo, ncopy, expected_size, rec_size, prev_offset = 0;
8302         struct bpf_subprog_info *sub;
8303         struct bpf_line_info *linfo;
8304         struct bpf_prog *prog;
8305         const struct btf *btf;
8306         void __user *ulinfo;
8307         int err;
8308
8309         nr_linfo = attr->line_info_cnt;
8310         if (!nr_linfo)
8311                 return 0;
8312
8313         rec_size = attr->line_info_rec_size;
8314         if (rec_size < MIN_BPF_LINEINFO_SIZE ||
8315             rec_size > MAX_LINEINFO_REC_SIZE ||
8316             rec_size & (sizeof(u32) - 1))
8317                 return -EINVAL;
8318
8319         /* Need to zero it in case the userspace may
8320          * pass in a smaller bpf_line_info object.
8321          */
8322         linfo = kvcalloc(nr_linfo, sizeof(struct bpf_line_info),
8323                          GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
8324         if (!linfo)
8325                 return -ENOMEM;
8326
8327         prog = env->prog;
8328         btf = prog->aux->btf;
8329
8330         s = 0;
8331         sub = env->subprog_info;
8332         ulinfo = u64_to_user_ptr(attr->line_info);
8333         expected_size = sizeof(struct bpf_line_info);
8334         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
8335         for (i = 0; i < nr_linfo; i++) {
8336                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(ulinfo, expected_size, rec_size);
8337                 if (err) {
8338                         if (err == -E2BIG) {
8339                                 verbose(env, "nonzero tailing record in line_info");
8340                                 if (put_user(expected_size,
8341                                              &uattr->line_info_rec_size))
8342                                         err = -EFAULT;
8343                         }
8344                         goto err_free;
8345                 }
8346
8347                 if (copy_from_user(&linfo[i], ulinfo, ncopy)) {
8348                         err = -EFAULT;
8349                         goto err_free;
8350                 }
8351
8352                 /*
8353                  * Check insn_off to ensure
8354                  * 1) strictly increasing AND
8355                  * 2) bounded by prog->len
8356                  *
8357                  * The linfo[0].insn_off == 0 check logically falls into
8358                  * the later "missing bpf_line_info for func..." case
8359                  * because the first linfo[0].insn_off must be the
8360                  * first sub also and the first sub must have
8361                  * subprog_info[0].start == 0.
8362                  */
8363                 if ((i && linfo[i].insn_off <= prev_offset) ||
8364                     linfo[i].insn_off >= prog->len) {
8365                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].insn_off:%u (prev_offset:%u prog->len:%u)\n",
8366                                 i, linfo[i].insn_off, prev_offset,
8367                                 prog->len);
8368                         err = -EINVAL;
8369                         goto err_free;
8370                 }
8371
8372                 if (!prog->insnsi[linfo[i].insn_off].code) {
8373                         verbose(env,
8374                                 "Invalid insn code at line_info[%u].insn_off\n",
8375                                 i);
8376                         err = -EINVAL;
8377                         goto err_free;
8378                 }
8379
8380                 if (!btf_name_by_offset(btf, linfo[i].line_off) ||
8381                     !btf_name_by_offset(btf, linfo[i].file_name_off)) {
8382                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].line_off or .file_name_off\n", i);
8383                         err = -EINVAL;
8384                         goto err_free;
8385                 }
8386
8387                 if (s != env->subprog_cnt) {
8388                         if (linfo[i].insn_off == sub[s].start) {
8389                                 sub[s].linfo_idx = i;
8390                                 s++;
8391                         } else if (sub[s].start < linfo[i].insn_off) {
8392                                 verbose(env, "missing bpf_line_info for func#%u\n", s);
8393                                 err = -EINVAL;
8394                                 goto err_free;
8395                         }
8396                 }
8397
8398                 prev_offset = linfo[i].insn_off;
8399                 ulinfo += rec_size;
8400         }
8401
8402         if (s != env->subprog_cnt) {
8403                 verbose(env, "missing bpf_line_info for %u funcs starting from func#%u\n",
8404                         env->subprog_cnt - s, s);
8405                 err = -EINVAL;
8406                 goto err_free;
8407         }
8408
8409         prog->aux->linfo = linfo;
8410         prog->aux->nr_linfo = nr_linfo;
8411
8412         return 0;
8413
8414 err_free:
8415         kvfree(linfo);
8416         return err;
8417 }
8418
8419 static int check_btf_info(struct bpf_verifier_env *env,
8420                           const union bpf_attr *attr,
8421                           union bpf_attr __user *uattr)
8422 {
8423         struct btf *btf;
8424         int err;
8425
8426         if (!attr->func_info_cnt && !attr->line_info_cnt) {
8427                 if (check_abnormal_return(env))
8428                         return -EINVAL;
8429                 return 0;
8430         }
8431
8432         btf = btf_get_by_fd(attr->prog_btf_fd);
8433         if (IS_ERR(btf))
8434                 return PTR_ERR(btf);
8435         env->prog->aux->btf = btf;
8436
8437         err = check_btf_func(env, attr, uattr);
8438         if (err)
8439                 return err;
8440
8441         err = check_btf_line(env, attr, uattr);
8442         if (err)
8443                 return err;
8444
8445         return 0;
8446 }
8447
8448 /* check %cur's range satisfies %old's */
8449 static bool range_within(struct bpf_reg_state *old,
8450                          struct bpf_reg_state *cur)
8451 {
8452         return old->umin_value <= cur->umin_value &&
8453                old->umax_value >= cur->umax_value &&
8454                old->smin_value <= cur->smin_value &&
8455                old->smax_value >= cur->smax_value;
8456 }
8457
8458 /* Maximum number of register states that can exist at once */
8459 #define ID_MAP_SIZE     (MAX_BPF_REG + MAX_BPF_STACK / BPF_REG_SIZE)
8460 struct idpair {
8461         u32 old;
8462         u32 cur;
8463 };
8464
8465 /* If in the old state two registers had the same id, then they need to have
8466  * the same id in the new state as well.  But that id could be different from
8467  * the old state, so we need to track the mapping from old to new ids.
8468  * Once we have seen that, say, a reg with old id 5 had new id 9, any subsequent
8469  * regs with old id 5 must also have new id 9 for the new state to be safe.  But
8470  * regs with a different old id could still have new id 9, we don't care about
8471  * that.
8472  * So we look through our idmap to see if this old id has been seen before.  If
8473  * so, we require the new id to match; otherwise, we add the id pair to the map.
8474  */
8475 static bool check_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct idpair *idmap)
8476 {
8477         unsigned int i;
8478
8479         for (i = 0; i < ID_MAP_SIZE; i++) {
8480                 if (!idmap[i].old) {
8481                         /* Reached an empty slot; haven't seen this id before */
8482                         idmap[i].old = old_id;
8483                         idmap[i].cur = cur_id;
8484                         return true;
8485                 }
8486                 if (idmap[i].old == old_id)
8487                         return idmap[i].cur == cur_id;
8488         }
8489         /* We ran out of idmap slots, which should be impossible */
8490         WARN_ON_ONCE(1);
8491         return false;
8492 }
8493
8494 static void clean_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
8495                              struct bpf_func_state *st)
8496 {
8497         enum bpf_reg_liveness live;
8498         int i, j;
8499
8500         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
8501                 live = st->regs[i].live;
8502                 /* liveness must not touch this register anymore */
8503                 st->regs[i].live |= REG_LIVE_DONE;
8504                 if (!(live & REG_LIVE_READ))
8505                         /* since the register is unused, clear its state
8506                          * to make further comparison simpler
8507                          */
8508                         __mark_reg_not_init(env, &st->regs[i]);
8509         }
8510
8511         for (i = 0; i < st->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
8512                 live = st->stack[i].spilled_ptr.live;
8513                 /* liveness must not touch this stack slot anymore */
8514                 st->stack[i].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_DONE;
8515                 if (!(live & REG_LIVE_READ)) {
8516                         __mark_reg_not_init(env, &st->stack[i].spilled_ptr);
8517                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
8518                                 st->stack[i].slot_type[j] = STACK_INVALID;
8519                 }
8520         }
8521 }
8522
8523 static void clean_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
8524                                  struct bpf_verifier_state *st)
8525 {
8526         int i;
8527
8528         if (st->frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE)
8529                 /* all regs in this state in all frames were already marked */
8530                 return;
8531
8532         for (i = 0; i <= st->curframe; i++)
8533                 clean_func_state(env, st->frame[i]);
8534 }
8535
8536 /* the parentage chains form a tree.
8537  * the verifier states are added to state lists at given insn and
8538  * pushed into state stack for future exploration.
8539  * when the verifier reaches bpf_exit insn some of the verifer states
8540  * stored in the state lists have their final liveness state already,
8541  * but a lot of states will get revised from liveness point of view when
8542  * the verifier explores other branches.
8543  * Example:
8544  * 1: r0 = 1
8545  * 2: if r1 == 100 goto pc+1
8546  * 3: r0 = 2
8547  * 4: exit
8548  * when the verifier reaches exit insn the register r0 in the state list of
8549  * insn 2 will be seen as !REG_LIVE_READ. Then the verifier pops the other_branch
8550  * of insn 2 and goes exploring further. At the insn 4 it will walk the
8551  * parentage chain from insn 4 into insn 2 and will mark r0 as REG_LIVE_READ.
8552  *
8553  * Since the verifier pushes the branch states as it sees them while exploring
8554  * the program the condition of walking the branch instruction for the second
8555  * time means that all states below this branch were already explored and
8556  * their final liveness markes are already propagated.
8557  * Hence when the verifier completes the search of state list in is_state_visited()
8558  * we can call this clean_live_states() function to mark all liveness states
8559  * as REG_LIVE_DONE to indicate that 'parent' pointers of 'struct bpf_reg_state'
8560  * will not be used.
8561  * This function also clears the registers and stack for states that !READ
8562  * to simplify state merging.
8563  *
8564  * Important note here that walking the same branch instruction in the callee
8565  * doesn't meant that the states are DONE. The verifier has to compare
8566  * the callsites
8567  */
8568 static void clean_live_states(struct bpf_verifier_env *env, int insn,
8569                               struct bpf_verifier_state *cur)
8570 {
8571         struct bpf_verifier_state_list *sl;
8572         int i;
8573
8574         sl = *explored_state(env, insn);
8575         while (sl) {
8576                 if (sl->state.branches)
8577                         goto next;
8578                 if (sl->state.insn_idx != insn ||
8579                     sl->state.curframe != cur->curframe)
8580                         goto next;
8581                 for (i = 0; i <= cur->curframe; i++)
8582                         if (sl->state.frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
8583                                 goto next;
8584                 clean_verifier_state(env, &sl->state);
8585 next:
8586                 sl = sl->next;
8587         }
8588 }
8589
8590 /* Returns true if (rold safe implies rcur safe) */
8591 static bool regsafe(struct bpf_reg_state *rold, struct bpf_reg_state *rcur,
8592                     struct idpair *idmap)
8593 {
8594         bool equal;
8595
8596         if (!(rold->live & REG_LIVE_READ))
8597                 /* explored state didn't use this */
8598                 return true;
8599
8600         equal = memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, parent)) == 0;
8601
8602         if (rold->type == PTR_TO_STACK)
8603                 /* two stack pointers are equal only if they're pointing to
8604                  * the same stack frame, since fp-8 in foo != fp-8 in bar
8605                  */
8606                 return equal && rold->frameno == rcur->frameno;
8607
8608         if (equal)
8609                 return true;
8610
8611         if (rold->type == NOT_INIT)
8612                 /* explored state can't have used this */
8613                 return true;
8614         if (rcur->type == NOT_INIT)
8615                 return false;
8616         switch (rold->type) {
8617         case SCALAR_VALUE:
8618                 if (rcur->type == SCALAR_VALUE) {
8619                         if (!rold->precise && !rcur->precise)
8620                                 return true;
8621                         /* new val must satisfy old val knowledge */
8622                         return range_within(rold, rcur) &&
8623                                tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
8624                 } else {
8625                         /* We're trying to use a pointer in place of a scalar.
8626                          * Even if the scalar was unbounded, this could lead to
8627                          * pointer leaks because scalars are allowed to leak
8628                          * while pointers are not. We could make this safe in
8629                          * special cases if root is calling us, but it's
8630                          * probably not worth the hassle.
8631                          */
8632                         return false;
8633                 }
8634         case PTR_TO_MAP_VALUE:
8635                 /* If the new min/max/var_off satisfy the old ones and
8636                  * everything else matches, we are OK.
8637                  * 'id' is not compared, since it's only used for maps with
8638                  * bpf_spin_lock inside map element and in such cases if
8639                  * the rest of the prog is valid for one map element then
8640                  * it's valid for all map elements regardless of the key
8641                  * used in bpf_map_lookup()
8642                  */
8643                 return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
8644                        range_within(rold, rcur) &&
8645                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
8646         case PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL:
8647                 /* a PTR_TO_MAP_VALUE could be safe to use as a
8648                  * PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL into the same map.
8649                  * However, if the old PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL then got NULL-
8650                  * checked, doing so could have affected others with the same
8651                  * id, and we can't check for that because we lost the id when
8652                  * we converted to a PTR_TO_MAP_VALUE.
8653                  */
8654                 if (rcur->type != PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL)
8655                         return false;
8656                 if (memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)))
8657                         return false;
8658                 /* Check our ids match any regs they're supposed to */
8659                 return check_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
8660         case PTR_TO_PACKET_META:
8661         case PTR_TO_PACKET:
8662                 if (rcur->type != rold->type)
8663                         return false;
8664                 /* We must have at least as much range as the old ptr
8665                  * did, so that any accesses which were safe before are
8666                  * still safe.  This is true even if old range < old off,
8667                  * since someone could have accessed through (ptr - k), or
8668                  * even done ptr -= k in a register, to get a safe access.
8669                  */
8670                 if (rold->range > rcur->range)
8671                         return false;
8672                 /* If the offsets don't match, we can't trust our alignment;
8673                  * nor can we be sure that we won't fall out of range.
8674                  */
8675                 if (rold->off != rcur->off)
8676                         return false;
8677                 /* id relations must be preserved */
8678                 if (rold->id && !check_ids(rold->id, rcur->id, idmap))
8679                         return false;
8680                 /* new val must satisfy old val knowledge */
8681                 return range_within(rold, rcur) &&
8682                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
8683         case PTR_TO_CTX:
8684         case CONST_PTR_TO_MAP:
8685         case PTR_TO_PACKET_END:
8686         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
8687         case PTR_TO_SOCKET:
8688         case PTR_TO_SOCKET_OR_NULL:
8689         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
8690         case PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL:
8691         case PTR_TO_TCP_SOCK:
8692         case PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL:
8693         case PTR_TO_XDP_SOCK:
8694                 /* Only valid matches are exact, which memcmp() above
8695                  * would have accepted
8696                  */
8697         default:
8698                 /* Don't know what's going on, just say it's not safe */
8699                 return false;
8700         }
8701
8702         /* Shouldn't get here; if we do, say it's not safe */
8703         WARN_ON_ONCE(1);
8704         return false;
8705 }
8706
8707 static bool stacksafe(struct bpf_func_state *old,
8708                       struct bpf_func_state *cur,
8709                       struct idpair *idmap)
8710 {
8711         int i, spi;
8712
8713         /* walk slots of the explored stack and ignore any additional
8714          * slots in the current stack, since explored(safe) state
8715          * didn't use them
8716          */
8717         for (i = 0; i < old->allocated_stack; i++) {
8718                 spi = i / BPF_REG_SIZE;
8719
8720                 if (!(old->stack[spi].spilled_ptr.live & REG_LIVE_READ)) {
8721                         i += BPF_REG_SIZE - 1;
8722                         /* explored state didn't use this */
8723                         continue;
8724                 }
8725
8726                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_INVALID)
8727                         continue;
8728
8729                 /* explored stack has more populated slots than current stack
8730                  * and these slots were used
8731                  */
8732                 if (i >= cur->allocated_stack)
8733                         return false;
8734
8735                 /* if old state was safe with misc data in the stack
8736                  * it will be safe with zero-initialized stack.
8737                  * The opposite is not true
8738                  */
8739                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC &&
8740                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_ZERO)
8741                         continue;
8742                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] !=
8743                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE])
8744                         /* Ex: old explored (safe) state has STACK_SPILL in
8745                          * this stack slot, but current has STACK_MISC ->
8746                          * this verifier states are not equivalent,
8747                          * return false to continue verification of this path
8748                          */
8749                         return false;
8750                 if (i % BPF_REG_SIZE)
8751                         continue;
8752                 if (old->stack[spi].slot_type[0] != STACK_SPILL)
8753                         continue;
8754                 if (!regsafe(&old->stack[spi].spilled_ptr,
8755                              &cur->stack[spi].spilled_ptr,
8756                              idmap))
8757                         /* when explored and current stack slot are both storing
8758                          * spilled registers, check that stored pointers types
8759                          * are the same as well.
8760                          * Ex: explored safe path could have stored
8761                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -8}
8762                          * but current path has stored:
8763                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -16}
8764                          * such verifier states are not equivalent.
8765                          * return false to continue verification of this path
8766                          */
8767                         return false;
8768         }
8769         return true;
8770 }
8771
8772 static bool refsafe(struct bpf_func_state *old, struct bpf_func_state *cur)
8773 {
8774         if (old->acquired_refs != cur->acquired_refs)
8775                 return false;
8776         return !memcmp(old->refs, cur->refs,
8777                        sizeof(*old->refs) * old->acquired_refs);
8778 }
8779
8780 /* compare two verifier states
8781  *
8782  * all states stored in state_list are known to be valid, since
8783  * verifier reached 'bpf_exit' instruction through them
8784  *
8785  * this function is called when verifier exploring different branches of
8786  * execution popped from the state stack. If it sees an old state that has
8787  * more strict register state and more strict stack state then this execution
8788  * branch doesn't need to be explored further, since verifier already
8789  * concluded that more strict state leads to valid finish.
8790  *
8791  * Therefore two states are equivalent if register state is more conservative
8792  * and explored stack state is more conservative than the current one.
8793  * Example:
8794  *       explored                   current
8795  * (slot1=INV slot2=MISC) == (slot1=MISC slot2=MISC)
8796  * (slot1=MISC slot2=MISC) != (slot1=INV slot2=MISC)
8797  *
8798  * In other words if current stack state (one being explored) has more
8799  * valid slots than old one that already passed validation, it means
8800  * the verifier can stop exploring and conclude that current state is valid too
8801  *
8802  * Similarly with registers. If explored state has register type as invalid
8803  * whereas register type in current state is meaningful, it means that
8804  * the current state will reach 'bpf_exit' instruction safely
8805  */
8806 static bool func_states_equal(struct bpf_func_state *old,
8807                               struct bpf_func_state *cur)
8808 {
8809         struct idpair *idmap;
8810         bool ret = false;
8811         int i;
8812
8813         idmap = kcalloc(ID_MAP_SIZE, sizeof(struct idpair), GFP_KERNEL);
8814         /* If we failed to allocate the idmap, just say it's not safe */
8815         if (!idmap)
8816                 return false;
8817
8818         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
8819                 if (!regsafe(&old->regs[i], &cur->regs[i], idmap))
8820                         goto out_free;
8821         }
8822
8823         if (!stacksafe(old, cur, idmap))
8824                 goto out_free;
8825
8826         if (!refsafe(old, cur))
8827                 goto out_free;
8828         ret = true;
8829 out_free:
8830         kfree(idmap);
8831         return ret;
8832 }
8833
8834 static bool states_equal(struct bpf_verifier_env *env,
8835                          struct bpf_verifier_state *old,
8836                          struct bpf_verifier_state *cur)
8837 {
8838         int i;
8839
8840         if (old->curframe != cur->curframe)
8841                 return false;
8842
8843         /* Verification state from speculative execution simulation
8844          * must never prune a non-speculative execution one.
8845          */
8846         if (old->speculative && !cur->speculative)
8847                 return false;
8848
8849         if (old->active_spin_lock != cur->active_spin_lock)
8850                 return false;
8851
8852         /* for states to be equal callsites have to be the same
8853          * and all frame states need to be equivalent
8854          */
8855         for (i = 0; i <= old->curframe; i++) {
8856                 if (old->frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
8857                         return false;
8858                 if (!func_states_equal(old->frame[i], cur->frame[i]))
8859                         return false;
8860         }
8861         return true;
8862 }
8863
8864 /* Return 0 if no propagation happened. Return negative error code if error
8865  * happened. Otherwise, return the propagated bit.
8866  */
8867 static int propagate_liveness_reg(struct bpf_verifier_env *env,
8868                                   struct bpf_reg_state *reg,
8869                                   struct bpf_reg_state *parent_reg)
8870 {
8871         u8 parent_flag = parent_reg->live & REG_LIVE_READ;
8872         u8 flag = reg->live & REG_LIVE_READ;
8873         int err;
8874
8875         /* When comes here, read flags of PARENT_REG or REG could be any of
8876          * REG_LIVE_READ64, REG_LIVE_READ32, REG_LIVE_NONE. There is no need
8877          * of propagation if PARENT_REG has strongest REG_LIVE_READ64.
8878          */
8879         if (parent_flag == REG_LIVE_READ64 ||
8880             /* Or if there is no read flag from REG. */
8881             !flag ||
8882             /* Or if the read flag from REG is the same as PARENT_REG. */
8883             parent_flag == flag)
8884                 return 0;
8885
8886         err = mark_reg_read(env, reg, parent_reg, flag);
8887         if (err)
8888                 return err;
8889
8890         return flag;
8891 }
8892
8893 /* A write screens off any subsequent reads; but write marks come from the
8894  * straight-line code between a state and its parent.  When we arrive at an
8895  * equivalent state (jump target or such) we didn't arrive by the straight-line
8896  * code, so read marks in the state must propagate to the parent regardless
8897  * of the state's write marks. That's what 'parent == state->parent' comparison
8898  * in mark_reg_read() is for.
8899  */
8900 static int propagate_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
8901                               const struct bpf_verifier_state *vstate,
8902                               struct bpf_verifier_state *vparent)
8903 {
8904         struct bpf_reg_state *state_reg, *parent_reg;
8905         struct bpf_func_state *state, *parent;
8906         int i, frame, err = 0;
8907
8908         if (vparent->curframe != vstate->curframe) {
8909                 WARN(1, "propagate_live: parent frame %d current frame %d\n",
8910                      vparent->curframe, vstate->curframe);
8911                 return -EFAULT;
8912         }
8913         /* Propagate read liveness of registers... */
8914         BUILD_BUG_ON(BPF_REG_FP + 1 != MAX_BPF_REG);
8915         for (frame = 0; frame <= vstate->curframe; frame++) {
8916                 parent = vparent->frame[frame];
8917                 state = vstate->frame[frame];
8918                 parent_reg = parent->regs;
8919                 state_reg = state->regs;
8920                 /* We don't need to worry about FP liveness, it's read-only */
8921                 for (i = frame < vstate->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
8922                         err = propagate_liveness_reg(env, &state_reg[i],
8923                                                      &parent_reg[i]);
8924                         if (err < 0)
8925                                 return err;
8926                         if (err == REG_LIVE_READ64)
8927                                 mark_insn_zext(env, &parent_reg[i]);
8928                 }
8929
8930                 /* Propagate stack slots. */
8931                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE &&
8932                             i < parent->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
8933                         parent_reg = &parent->stack[i].spilled_ptr;
8934                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
8935                         err = propagate_liveness_reg(env, state_reg,
8936                                                      parent_reg);
8937                         if (err < 0)
8938                                 return err;
8939                 }
8940         }
8941         return 0;
8942 }
8943
8944 /* find precise scalars in the previous equivalent state and
8945  * propagate them into the current state
8946  */
8947 static int propagate_precision(struct bpf_verifier_env *env,
8948                                const struct bpf_verifier_state *old)
8949 {
8950         struct bpf_reg_state *state_reg;
8951         struct bpf_func_state *state;
8952         int i, err = 0;
8953
8954         state = old->frame[old->curframe];
8955         state_reg = state->regs;
8956         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++, state_reg++) {
8957                 if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
8958                     !state_reg->precise)
8959                         continue;
8960                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
8961                         verbose(env, "propagating r%d\n", i);
8962                 err = mark_chain_precision(env, i);
8963                 if (err < 0)
8964                         return err;
8965         }
8966
8967         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
8968                 if (state->stack[i].slot_type[0] != STACK_SPILL)
8969                         continue;
8970                 state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
8971                 if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
8972                     !state_reg->precise)
8973                         continue;
8974                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
8975                         verbose(env, "propagating fp%d\n",
8976                                 (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
8977                 err = mark_chain_precision_stack(env, i);
8978                 if (err < 0)
8979                         return err;
8980         }
8981         return 0;
8982 }
8983
8984 static bool states_maybe_looping(struct bpf_verifier_state *old,
8985                                  struct bpf_verifier_state *cur)
8986 {
8987         struct bpf_func_state *fold, *fcur;
8988         int i, fr = cur->curframe;
8989
8990         if (old->curframe != fr)
8991                 return false;
8992
8993         fold = old->frame[fr];
8994         fcur = cur->frame[fr];
8995         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
8996                 if (memcmp(&fold->regs[i], &fcur->regs[i],
8997                            offsetof(struct bpf_reg_state, parent)))
8998                         return false;
8999         return true;
9000 }
9001
9002
9003 static int is_state_visited(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
9004 {
9005         struct bpf_verifier_state_list *new_sl;
9006         struct bpf_verifier_state_list *sl, **pprev;
9007         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state, *new;
9008         int i, j, err, states_cnt = 0;
9009         bool add_new_state = env->test_state_freq ? true : false;
9010
9011         cur->last_insn_idx = env->prev_insn_idx;
9012         if (!env->insn_aux_data[insn_idx].prune_point)
9013                 /* this 'insn_idx' instruction wasn't marked, so we will not
9014                  * be doing state search here
9015                  */
9016                 return 0;
9017
9018         /* bpf progs typically have pruning point every 4 instructions
9019          * http://vger.kernel.org/bpfconf2019.html#session-1
9020          * Do not add new state for future pruning if the verifier hasn't seen
9021          * at least 2 jumps and at least 8 instructions.
9022          * This heuristics helps decrease 'total_states' and 'peak_states' metric.
9023          * In tests that amounts to up to 50% reduction into total verifier
9024          * memory consumption and 20% verifier time speedup.
9025          */
9026         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed >= 2 &&
9027             env->insn_processed - env->prev_insn_processed >= 8)
9028                 add_new_state = true;
9029
9030         pprev = explored_state(env, insn_idx);
9031         sl = *pprev;
9032
9033         clean_live_states(env, insn_idx, cur);
9034
9035         while (sl) {
9036                 states_cnt++;
9037                 if (sl->state.insn_idx != insn_idx)
9038                         goto next;
9039                 if (sl->state.branches) {
9040                         if (states_maybe_looping(&sl->state, cur) &&
9041                             states_equal(env, &sl->state, cur)) {
9042                                 verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
9043                                 verbose(env, "infinite loop detected at insn %d\n", insn_idx);
9044                                 return -EINVAL;
9045                         }
9046                         /* if the verifier is processing a loop, avoid adding new state
9047                          * too often, since different loop iterations have distinct
9048                          * states and may not help future pruning.
9049                          * This threshold shouldn't be too low to make sure that
9050                          * a loop with large bound will be rejected quickly.
9051                          * The most abusive loop will be:
9052                          * r1 += 1
9053                          * if r1 < 1000000 goto pc-2
9054                          * 1M insn_procssed limit / 100 == 10k peak states.
9055                          * This threshold shouldn't be too high either, since states
9056                          * at the end of the loop are likely to be useful in pruning.
9057                          */
9058                         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed < 20 &&
9059                             env->insn_processed - env->prev_insn_processed < 100)
9060                                 add_new_state = false;
9061                         goto miss;
9062                 }
9063                 if (states_equal(env, &sl->state, cur)) {
9064                         sl->hit_cnt++;
9065                         /* reached equivalent register/stack state,
9066                          * prune the search.
9067                          * Registers read by the continuation are read by us.
9068                          * If we have any write marks in env->cur_state, they
9069                          * will prevent corresponding reads in the continuation
9070                          * from reaching our parent (an explored_state).  Our
9071                          * own state will get the read marks recorded, but
9072                          * they'll be immediately forgotten as we're pruning
9073                          * this state and will pop a new one.
9074                          */
9075                         err = propagate_liveness(env, &sl->state, cur);
9076
9077                         /* if previous state reached the exit with precision and
9078                          * current state is equivalent to it (except precsion marks)
9079                          * the precision needs to be propagated back in
9080                          * the current state.
9081                          */
9082                         err = err ? : push_jmp_history(env, cur);
9083                         err = err ? : propagate_precision(env, &sl->state);
9084                         if (err)
9085                                 return err;
9086                         return 1;
9087                 }
9088 miss:
9089                 /* when new state is not going to be added do not increase miss count.
9090                  * Otherwise several loop iterations will remove the state
9091                  * recorded earlier. The goal of these heuristics is to have
9092                  * states from some iterations of the loop (some in the beginning
9093                  * and some at the end) to help pruning.
9094                  */
9095                 if (add_new_state)
9096                         sl->miss_cnt++;
9097                 /* heuristic to determine whether this state is beneficial
9098                  * to keep checking from state equivalence point of view.
9099                  * Higher numbers increase max_states_per_insn and verification time,
9100                  * but do not meaningfully decrease insn_processed.
9101                  */
9102                 if (sl->miss_cnt > sl->hit_cnt * 3 + 3) {
9103                         /* the state is unlikely to be useful. Remove it to
9104                          * speed up verification
9105                          */
9106                         *pprev = sl->next;
9107                         if (sl->state.frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE) {
9108                                 u32 br = sl->state.branches;
9109
9110                                 WARN_ONCE(br,
9111                                           "BUG live_done but branches_to_explore %d\n",
9112                                           br);
9113                                 free_verifier_state(&sl->state, false);
9114                                 kfree(sl);
9115                                 env->peak_states--;
9116                         } else {
9117                                 /* cannot free this state, since parentage chain may
9118                                  * walk it later. Add it for free_list instead to
9119                                  * be freed at the end of verification
9120                                  */
9121                                 sl->next = env->free_list;
9122                                 env->free_list = sl;
9123                         }
9124                         sl = *pprev;
9125                         continue;
9126                 }
9127 next:
9128                 pprev = &sl->next;
9129                 sl = *pprev;
9130         }
9131
9132         if (env->max_states_per_insn < states_cnt)
9133                 env->max_states_per_insn = states_cnt;
9134
9135         if (!env->bpf_capable && states_cnt > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES)
9136                 return push_jmp_history(env, cur);
9137
9138         if (!add_new_state)
9139                 return push_jmp_history(env, cur);
9140
9141         /* There were no equivalent states, remember the current one.
9142          * Technically the current state is not proven to be safe yet,
9143          * but it will either reach outer most bpf_exit (which means it's safe)
9144          * or it will be rejected. When there are no loops the verifier won't be
9145          * seeing this tuple (frame[0].callsite, frame[1].callsite, .. insn_idx)
9146          * again on the way to bpf_exit.
9147          * When looping the sl->state.branches will be > 0 and this state
9148          * will not be considered for equivalence until branches == 0.
9149          */
9150         new_sl = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state_list), GFP_KERNEL);
9151         if (!new_sl)
9152                 return -ENOMEM;
9153         env->total_states++;
9154         env->peak_states++;
9155         env->prev_jmps_processed = env->jmps_processed;
9156         env->prev_insn_processed = env->insn_processed;
9157
9158         /* add new state to the head of linked list */
9159         new = &new_sl->state;
9160         err = copy_verifier_state(new, cur);
9161         if (err) {
9162                 free_verifier_state(new, false);
9163                 kfree(new_sl);
9164                 return err;
9165         }
9166         new->insn_idx = insn_idx;
9167         WARN_ONCE(new->branches != 1,
9168                   "BUG is_state_visited:branches_to_explore=%d insn %d\n", new->branches, insn_idx);
9169
9170         cur->parent = new;
9171         cur->first_insn_idx = insn_idx;
9172         clear_jmp_history(cur);
9173         new_sl->next = *explored_state(env, insn_idx);
9174         *explored_state(env, insn_idx) = new_sl;
9175         /* connect new state to parentage chain. Current frame needs all
9176          * registers connected. Only r6 - r9 of the callers are alive (pushed
9177          * to the stack implicitly by JITs) so in callers' frames connect just
9178          * r6 - r9 as an optimization. Callers will have r1 - r5 connected to
9179          * the state of the call instruction (with WRITTEN set), and r0 comes
9180          * from callee with its full parentage chain, anyway.
9181          */
9182         /* clear write marks in current state: the writes we did are not writes
9183          * our child did, so they don't screen off its reads from us.
9184          * (There are no read marks in current state, because reads always mark
9185          * their parent and current state never has children yet.  Only
9186          * explored_states can get read marks.)
9187          */
9188         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
9189                 for (i = j < cur->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++)
9190                         cur->frame[j]->regs[i].parent = &new->frame[j]->regs[i];
9191                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++)
9192                         cur->frame[j]->regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
9193         }
9194
9195         /* all stack frames are accessible from callee, clear them all */
9196         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
9197                 struct bpf_func_state *frame = cur->frame[j];
9198                 struct bpf_func_state *newframe = new->frame[j];
9199
9200                 for (i = 0; i < frame->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
9201                         frame->stack[i].spilled_ptr.live = REG_LIVE_NONE;
9202                         frame->stack[i].spilled_ptr.parent =
9203                                                 &newframe->stack[i].spilled_ptr;
9204                 }
9205         }
9206         return 0;
9207 }
9208
9209 /* Return true if it's OK to have the same insn return a different type. */
9210 static bool reg_type_mismatch_ok(enum bpf_reg_type type)
9211 {
9212         switch (type) {
9213         case PTR_TO_CTX:
9214         case PTR_TO_SOCKET:
9215         case PTR_TO_SOCKET_OR_NULL:
9216         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
9217         case PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL:
9218         case PTR_TO_TCP_SOCK:
9219         case PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL:
9220         case PTR_TO_XDP_SOCK:
9221         case PTR_TO_BTF_ID:
9222         case PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL:
9223                 return false;
9224         default:
9225                 return true;
9226         }
9227 }
9228
9229 /* If an instruction was previously used with particular pointer types, then we
9230  * need to be careful to avoid cases such as the below, where it may be ok
9231  * for one branch accessing the pointer, but not ok for the other branch:
9232  *
9233  * R1 = sock_ptr
9234  * goto X;
9235  * ...
9236  * R1 = some_other_valid_ptr;
9237  * goto X;
9238  * ...
9239  * R2 = *(u32 *)(R1 + 0);
9240  */
9241 static bool reg_type_mismatch(enum bpf_reg_type src, enum bpf_reg_type prev)
9242 {
9243         return src != prev && (!reg_type_mismatch_ok(src) ||
9244                                !reg_type_mismatch_ok(prev));
9245 }
9246
9247 static int do_check(struct bpf_verifier_env *env)
9248 {
9249         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
9250         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
9251         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
9252         struct bpf_reg_state *regs;
9253         int insn_cnt = env->prog->len;
9254         bool do_print_state = false;
9255         int prev_insn_idx = -1;
9256
9257         for (;;) {
9258                 struct bpf_insn *insn;
9259                 u8 class;
9260                 int err;
9261
9262                 env->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
9263                 if (env->insn_idx >= insn_cnt) {
9264                         verbose(env, "invalid insn idx %d insn_cnt %d\n",
9265                                 env->insn_idx, insn_cnt);
9266                         return -EFAULT;
9267                 }
9268
9269                 insn = &insns[env->insn_idx];
9270                 class = BPF_CLASS(insn->code);
9271
9272                 if (++env->insn_processed > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS) {
9273                         verbose(env,
9274                                 "BPF program is too large. Processed %d insn\n",
9275                                 env->insn_processed);
9276                         return -E2BIG;
9277                 }
9278
9279                 err = is_state_visited(env, env->insn_idx);
9280                 if (err < 0)
9281                         return err;
9282                 if (err == 1) {
9283                         /* found equivalent state, can prune the search */
9284                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
9285                                 if (do_print_state)
9286                                         verbose(env, "\nfrom %d to %d%s: safe\n",
9287                                                 env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
9288                                                 env->cur_state->speculative ?
9289                                                 " (speculative execution)" : "");
9290                                 else
9291                                         verbose(env, "%d: safe\n", env->insn_idx);
9292                         }
9293                         goto process_bpf_exit;
9294                 }
9295
9296                 if (signal_pending(current))
9297                         return -EAGAIN;
9298
9299                 if (need_resched())
9300                         cond_resched();
9301
9302                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2 ||
9303                     (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL && do_print_state)) {
9304                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
9305                                 verbose(env, "%d:", env->insn_idx);
9306                         else
9307                                 verbose(env, "\nfrom %d to %d%s:",
9308                                         env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
9309                                         env->cur_state->speculative ?
9310                                         " (speculative execution)" : "");
9311                         print_verifier_state(env, state->frame[state->curframe]);
9312                         do_print_state = false;
9313                 }
9314
9315                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
9316                         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
9317                                 .cb_print       = verbose,
9318                                 .private_data   = env,
9319                         };
9320
9321                         verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
9322                         verbose(env, "%d: ", env->insn_idx);
9323                         print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
9324                 }
9325
9326                 if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
9327                         err = bpf_prog_offload_verify_insn(env, env->insn_idx,
9328                                                            env->prev_insn_idx);
9329                         if (err)
9330                                 return err;
9331                 }
9332
9333                 regs = cur_regs(env);
9334                 env->insn_aux_data[env->insn_idx].seen = env->pass_cnt;
9335                 prev_insn_idx = env->insn_idx;
9336
9337                 if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
9338                         err = check_alu_op(env, insn);
9339                         if (err)
9340                                 return err;
9341
9342                 } else if (class == BPF_LDX) {
9343                         enum bpf_reg_type *prev_src_type, src_reg_type;
9344
9345                         /* check for reserved fields is already done */
9346
9347                         /* check src operand */
9348                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
9349                         if (err)
9350                                 return err;
9351
9352                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
9353                         if (err)
9354                                 return err;
9355
9356                         src_reg_type = regs[insn->src_reg].type;
9357
9358                         /* check that memory (src_reg + off) is readable,
9359                          * the state of dst_reg will be updated by this func
9360                          */
9361                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->src_reg,
9362                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
9363                                                BPF_READ, insn->dst_reg, false);
9364                         if (err)
9365                                 return err;
9366
9367                         prev_src_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
9368
9369                         if (*prev_src_type == NOT_INIT) {
9370                                 /* saw a valid insn
9371                                  * dst_reg = *(u32 *)(src_reg + off)
9372                                  * save type to validate intersecting paths
9373                                  */
9374                                 *prev_src_type = src_reg_type;
9375
9376                         } else if (reg_type_mismatch(src_reg_type, *prev_src_type)) {
9377                                 /* ABuser program is trying to use the same insn
9378                                  * dst_reg = *(u32*) (src_reg + off)
9379                                  * with different pointer types:
9380                                  * src_reg == ctx in one branch and
9381                                  * src_reg == stack|map in some other branch.
9382                                  * Reject it.
9383                                  */
9384                                 verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
9385                                 return -EINVAL;
9386                         }
9387
9388                 } else if (class == BPF_STX) {
9389                         enum bpf_reg_type *prev_dst_type, dst_reg_type;
9390
9391                         if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_XADD) {
9392                                 err = check_xadd(env, env->insn_idx, insn);
9393                                 if (err)
9394                                         return err;
9395                                 env->insn_idx++;
9396                                 continue;
9397                         }
9398
9399                         /* check src1 operand */
9400                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
9401                         if (err)
9402                                 return err;
9403                         /* check src2 operand */
9404                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
9405                         if (err)
9406                                 return err;
9407
9408                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
9409
9410                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
9411                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
9412                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
9413                                                BPF_WRITE, insn->src_reg, false);
9414                         if (err)
9415                                 return err;
9416
9417                         prev_dst_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
9418
9419                         if (*prev_dst_type == NOT_INIT) {
9420                                 *prev_dst_type = dst_reg_type;
9421                         } else if (reg_type_mismatch(dst_reg_type, *prev_dst_type)) {
9422                                 verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
9423                                 return -EINVAL;
9424                         }
9425
9426                 } else if (class == BPF_ST) {
9427                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM ||
9428                             insn->src_reg != BPF_REG_0) {
9429                                 verbose(env, "BPF_ST uses reserved fields\n");
9430                                 return -EINVAL;
9431                         }
9432                         /* check src operand */
9433                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
9434                         if (err)
9435                                 return err;
9436
9437                         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg)) {
9438                                 verbose(env, "BPF_ST stores into R%d %s is not allowed\n",
9439                                         insn->dst_reg,
9440                                         reg_type_str[reg_state(env, insn->dst_reg)->type]);
9441                                 return -EACCES;
9442                         }
9443
9444                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
9445                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
9446                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
9447                                                BPF_WRITE, -1, false);
9448                         if (err)
9449                                 return err;
9450
9451                 } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
9452                         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
9453
9454                         env->jmps_processed++;
9455                         if (opcode == BPF_CALL) {
9456                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
9457                                     insn->off != 0 ||
9458                                     (insn->src_reg != BPF_REG_0 &&
9459                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL) ||
9460                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
9461                                     class == BPF_JMP32) {
9462                                         verbose(env, "BPF_CALL uses reserved fields\n");
9463                                         return -EINVAL;
9464                                 }
9465
9466                                 if (env->cur_state->active_spin_lock &&
9467                                     (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL ||
9468                                      insn->imm != BPF_FUNC_spin_unlock)) {
9469                                         verbose(env, "function calls are not allowed while holding a lock\n");
9470                                         return -EINVAL;
9471                                 }
9472                                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
9473                                         err = check_func_call(env, insn, &env->insn_idx);
9474                                 else
9475                                         err = check_helper_call(env, insn->imm, env->insn_idx);
9476                                 if (err)
9477                                         return err;
9478
9479                         } else if (opcode == BPF_JA) {
9480                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
9481                                     insn->imm != 0 ||
9482                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
9483                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
9484                                     class == BPF_JMP32) {
9485                                         verbose(env, "BPF_JA uses reserved fields\n");
9486                                         return -EINVAL;
9487                                 }
9488
9489                                 env->insn_idx += insn->off + 1;
9490                                 continue;
9491
9492                         } else if (opcode == BPF_EXIT) {
9493                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
9494                                     insn->imm != 0 ||
9495                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
9496                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
9497                                     class == BPF_JMP32) {
9498                                         verbose(env, "BPF_EXIT uses reserved fields\n");
9499                                         return -EINVAL;
9500                                 }
9501
9502                                 if (env->cur_state->active_spin_lock) {
9503                                         verbose(env, "bpf_spin_unlock is missing\n");
9504                                         return -EINVAL;
9505                                 }
9506
9507                                 if (state->curframe) {
9508                                         /* exit from nested function */
9509                                         err = prepare_func_exit(env, &env->insn_idx);
9510                                         if (err)
9511                                                 return err;
9512                                         do_print_state = true;
9513                                         continue;
9514                                 }
9515
9516                                 err = check_reference_leak(env);
9517                                 if (err)
9518                                         return err;
9519
9520                                 err = check_return_code(env);
9521                                 if (err)
9522                                         return err;
9523 process_bpf_exit:
9524                                 update_branch_counts(env, env->cur_state);
9525                                 err = pop_stack(env, &prev_insn_idx,
9526                                                 &env->insn_idx, pop_log);
9527                                 if (err < 0) {
9528                                         if (err != -ENOENT)
9529                                                 return err;
9530                                         break;
9531                                 } else {
9532                                         do_print_state = true;
9533                                         continue;
9534                                 }
9535                         } else {
9536                                 err = check_cond_jmp_op(env, insn, &env->insn_idx);
9537                                 if (err)
9538                                         return err;
9539                         }
9540                 } else if (class == BPF_LD) {
9541                         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
9542
9543                         if (mode == BPF_ABS || mode == BPF_IND) {
9544                                 err = check_ld_abs(env, insn);
9545                                 if (err)
9546                                         return err;
9547
9548                         } else if (mode == BPF_IMM) {
9549                                 err = check_ld_imm(env, insn);
9550                                 if (err)
9551                                         return err;
9552
9553                                 env->insn_idx++;
9554                                 env->insn_aux_data[env->insn_idx].seen = env->pass_cnt;
9555                         } else {
9556                                 verbose(env, "invalid BPF_LD mode\n");
9557                                 return -EINVAL;
9558                         }
9559                 } else {
9560                         verbose(env, "unknown insn class %d\n", class);
9561                         return -EINVAL;
9562                 }
9563
9564                 env->insn_idx++;
9565         }
9566
9567         return 0;
9568 }
9569
9570 /* replace pseudo btf_id with kernel symbol address */
9571 static int check_pseudo_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
9572                                struct bpf_insn *insn,
9573                                struct bpf_insn_aux_data *aux)
9574 {
9575         u32 datasec_id, type, id = insn->imm;
9576         const struct btf_var_secinfo *vsi;
9577         const struct btf_type *datasec;
9578         const struct btf_type *t;
9579         const char *sym_name;
9580         bool percpu = false;
9581         u64 addr;
9582         int i;
9583
9584         if (!btf_vmlinux) {
9585                 verbose(env, "kernel is missing BTF, make sure CONFIG_DEBUG_INFO_BTF=y is specified in Kconfig.\n");
9586                 return -EINVAL;
9587         }
9588
9589         if (insn[1].imm != 0) {
9590                 verbose(env, "reserved field (insn[1].imm) is used in pseudo_btf_id ldimm64 insn.\n");
9591                 return -EINVAL;
9592         }
9593
9594         t = btf_type_by_id(btf_vmlinux, id);
9595         if (!t) {
9596                 verbose(env, "ldimm64 insn specifies invalid btf_id %d.\n", id);
9597                 return -ENOENT;
9598         }
9599
9600         if (!btf_type_is_var(t)) {
9601                 verbose(env, "pseudo btf_id %d in ldimm64 isn't KIND_VAR.\n",
9602                         id);
9603                 return -EINVAL;
9604         }
9605
9606         sym_name = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
9607         addr = kallsyms_lookup_name(sym_name);
9608         if (!addr) {
9609                 verbose(env, "ldimm64 failed to find the address for kernel symbol '%s'.\n",
9610                         sym_name);
9611                 return -ENOENT;
9612         }
9613
9614         datasec_id = btf_find_by_name_kind(btf_vmlinux, ".data..percpu",
9615                                            BTF_KIND_DATASEC);
9616         if (datasec_id > 0) {
9617                 datasec = btf_type_by_id(btf_vmlinux, datasec_id);
9618                 for_each_vsi(i, datasec, vsi) {
9619                         if (vsi->type == id) {
9620                                 percpu = true;
9621                                 break;
9622                         }
9623                 }
9624         }
9625
9626         insn[0].imm = (u32)addr;
9627         insn[1].imm = addr >> 32;
9628
9629         type = t->type;
9630         t = btf_type_skip_modifiers(btf_vmlinux, type, NULL);
9631         if (percpu) {
9632                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_PERCPU_BTF_ID;
9633                 aux->btf_var.btf_id = type;
9634         } else if (!btf_type_is_struct(t)) {
9635                 const struct btf_type *ret;
9636                 const char *tname;
9637                 u32 tsize;
9638
9639                 /* resolve the type size of ksym. */
9640                 ret = btf_resolve_size(btf_vmlinux, t, &tsize);
9641                 if (IS_ERR(ret)) {
9642                         tname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
9643                         verbose(env, "ldimm64 unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
9644                                 tname, PTR_ERR(ret));
9645                         return -EINVAL;
9646                 }
9647                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM;
9648                 aux->btf_var.mem_size = tsize;
9649         } else {
9650                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID;
9651                 aux->btf_var.btf_id = type;
9652         }
9653         return 0;
9654 }
9655
9656 static int check_map_prealloc(struct bpf_map *map)
9657 {
9658         return (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_HASH &&
9659                 map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH &&
9660                 map->map_type != BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS) ||
9661                 !(map->map_flags & BPF_F_NO_PREALLOC);
9662 }
9663
9664 static bool is_tracing_prog_type(enum bpf_prog_type type)
9665 {
9666         switch (type) {
9667         case BPF_PROG_TYPE_KPROBE:
9668         case BPF_PROG_TYPE_TRACEPOINT:
9669         case BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT:
9670         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
9671                 return true;
9672         default:
9673                 return false;
9674         }
9675 }
9676
9677 static bool is_preallocated_map(struct bpf_map *map)
9678 {
9679         if (!check_map_prealloc(map))
9680                 return false;
9681         if (map->inner_map_meta && !check_map_prealloc(map->inner_map_meta))
9682                 return false;
9683         return true;
9684 }
9685
9686 static int check_map_prog_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
9687                                         struct bpf_map *map,
9688                                         struct bpf_prog *prog)
9689
9690 {
9691         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
9692         /*
9693          * Validate that trace type programs use preallocated hash maps.
9694          *
9695          * For programs attached to PERF events this is mandatory as the
9696          * perf NMI can hit any arbitrary code sequence.
9697          *
9698          * All other trace types using preallocated hash maps are unsafe as
9699          * well because tracepoint or kprobes can be inside locked regions
9700          * of the memory allocator or at a place where a recursion into the
9701          * memory allocator would see inconsistent state.
9702          *
9703          * On RT enabled kernels run-time allocation of all trace type
9704          * programs is strictly prohibited due to lock type constraints. On
9705          * !RT kernels it is allowed for backwards compatibility reasons for
9706          * now, but warnings are emitted so developers are made aware of
9707          * the unsafety and can fix their programs before this is enforced.
9708          */
9709         if (is_tracing_prog_type(prog_type) && !is_preallocated_map(map)) {
9710                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT) {
9711                         verbose(env, "perf_event programs can only use preallocated hash map\n");
9712                         return -EINVAL;
9713                 }
9714                 if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT)) {
9715                         verbose(env, "trace type programs can only use preallocated hash map\n");
9716                         return -EINVAL;
9717                 }
9718                 WARN_ONCE(1, "trace type BPF program uses run-time allocation\n");
9719                 verbose(env, "trace type programs with run-time allocated hash maps are unsafe. Switch to preallocated hash maps.\n");
9720         }
9721
9722         if ((is_tracing_prog_type(prog_type) ||
9723              prog_type == BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER) &&
9724             map_value_has_spin_lock(map)) {
9725                 verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
9726                 return -EINVAL;
9727         }
9728
9729         if ((bpf_prog_is_dev_bound(prog->aux) || bpf_map_is_dev_bound(map)) &&
9730             !bpf_offload_prog_map_match(prog, map)) {
9731                 verbose(env, "offload device mismatch between prog and map\n");
9732                 return -EINVAL;
9733         }
9734
9735         if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_STRUCT_OPS) {
9736                 verbose(env, "bpf_struct_ops map cannot be used in prog\n");
9737                 return -EINVAL;
9738         }
9739
9740         if (prog->aux->sleepable)
9741                 switch (map->map_type) {
9742                 case BPF_MAP_TYPE_HASH:
9743                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_HASH:
9744                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY:
9745                         if (!is_preallocated_map(map)) {
9746                                 verbose(env,
9747                                         "Sleepable programs can only use preallocated hash maps\n");
9748                                 return -EINVAL;
9749                         }
9750                         break;
9751                 default:
9752                         verbose(env,
9753                                 "Sleepable programs can only use array and hash maps\n");
9754                         return -EINVAL;
9755                 }
9756
9757         return 0;
9758 }
9759
9760 static bool bpf_map_is_cgroup_storage(struct bpf_map *map)
9761 {
9762         return (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE ||
9763                 map->map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE);
9764 }
9765
9766 /* find and rewrite pseudo imm in ld_imm64 instructions:
9767  *
9768  * 1. if it accesses map FD, replace it with actual map pointer.
9769  * 2. if it accesses btf_id of a VAR, replace it with pointer to the var.
9770  *
9771  * NOTE: btf_vmlinux is required for converting pseudo btf_id.
9772  */
9773 static int resolve_pseudo_ldimm64(struct bpf_verifier_env *env)
9774 {
9775         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
9776         int insn_cnt = env->prog->len;
9777         int i, j, err;
9778
9779         err = bpf_prog_calc_tag(env->prog);
9780         if (err)
9781                 return err;
9782
9783         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
9784                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
9785                     (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0)) {
9786                         verbose(env, "BPF_LDX uses reserved fields\n");
9787                         return -EINVAL;
9788                 }
9789
9790                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX &&
9791                     ((BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM &&
9792                       BPF_MODE(insn->code) != BPF_XADD) || insn->imm != 0)) {
9793                         verbose(env, "BPF_STX uses reserved fields\n");
9794                         return -EINVAL;
9795                 }
9796
9797                 if (insn[0].code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW)) {
9798                         struct bpf_insn_aux_data *aux;
9799                         struct bpf_map *map;
9800                         struct fd f;
9801                         u64 addr;
9802
9803                         if (i == insn_cnt - 1 || insn[1].code != 0 ||
9804                             insn[1].dst_reg != 0 || insn[1].src_reg != 0 ||
9805                             insn[1].off != 0) {
9806                                 verbose(env, "invalid bpf_ld_imm64 insn\n");
9807                                 return -EINVAL;
9808                         }
9809
9810                         if (insn[0].src_reg == 0)
9811                                 /* valid generic load 64-bit imm */
9812                                 goto next_insn;
9813
9814                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
9815                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
9816                                 err = check_pseudo_btf_id(env, insn, aux);
9817                                 if (err)
9818                                         return err;
9819                                 goto next_insn;
9820                         }
9821
9822                         /* In final convert_pseudo_ld_imm64() step, this is
9823                          * converted into regular 64-bit imm load insn.
9824                          */
9825                         if ((insn[0].src_reg != BPF_PSEUDO_MAP_FD &&
9826                              insn[0].src_reg != BPF_PSEUDO_MAP_VALUE) ||
9827                             (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD &&
9828                              insn[1].imm != 0)) {
9829                                 verbose(env,
9830                                         "unrecognized bpf_ld_imm64 insn\n");
9831                                 return -EINVAL;
9832                         }
9833
9834                         f = fdget(insn[0].imm);
9835                         map = __bpf_map_get(f);
9836                         if (IS_ERR(map)) {
9837                                 verbose(env, "fd %d is not pointing to valid bpf_map\n",
9838                                         insn[0].imm);
9839                                 return PTR_ERR(map);
9840                         }
9841
9842                         err = check_map_prog_compatibility(env, map, env->prog);
9843                         if (err) {
9844                                 fdput(f);
9845                                 return err;
9846                         }
9847
9848                         aux = &env->insn_aux_data[i];
9849                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD) {
9850                                 addr = (unsigned long)map;
9851                         } else {
9852                                 u32 off = insn[1].imm;
9853
9854                                 if (off >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
9855                                         verbose(env, "direct value offset of %u is not allowed\n", off);
9856                                         fdput(f);
9857                                         return -EINVAL;
9858                                 }
9859
9860                                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
9861                                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
9862                                         fdput(f);
9863                                         return -EINVAL;
9864                                 }
9865
9866                                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
9867                                 if (err) {
9868                                         verbose(env, "invalid access to map value pointer, value_size=%u off=%u\n",
9869                                                 map->value_size, off);
9870                                         fdput(f);
9871                                         return err;
9872                                 }
9873
9874                                 aux->map_off = off;
9875                                 addr += off;
9876                         }
9877
9878                         insn[0].imm = (u32)addr;
9879                         insn[1].imm = addr >> 32;
9880
9881                         /* check whether we recorded this map already */
9882                         for (j = 0; j < env->used_map_cnt; j++) {
9883                                 if (env->used_maps[j] == map) {
9884                                         aux->map_index = j;
9885                                         fdput(f);
9886                                         goto next_insn;
9887                                 }
9888                         }
9889
9890                         if (env->used_map_cnt >= MAX_USED_MAPS) {
9891                                 fdput(f);
9892                                 return -E2BIG;
9893                         }
9894
9895                         /* hold the map. If the program is rejected by verifier,
9896                          * the map will be released by release_maps() or it
9897                          * will be used by the valid program until it's unloaded
9898                          * and all maps are released in free_used_maps()
9899                          */
9900                         bpf_map_inc(map);
9901
9902                         aux->map_index = env->used_map_cnt;
9903                         env->used_maps[env->used_map_cnt++] = map;
9904
9905                         if (bpf_map_is_cgroup_storage(map) &&
9906                             bpf_cgroup_storage_assign(env->prog->aux, map)) {
9907                                 verbose(env, "only one cgroup storage of each type is allowed\n");
9908                                 fdput(f);
9909                                 return -EBUSY;
9910                         }
9911
9912                         fdput(f);
9913 next_insn:
9914                         insn++;
9915                         i++;
9916                         continue;
9917                 }
9918
9919                 /* Basic sanity check before we invest more work here. */
9920                 if (!bpf_opcode_in_insntable(insn->code)) {
9921                         verbose(env, "unknown opcode %02x\n", insn->code);
9922                         return -EINVAL;
9923                 }
9924         }
9925
9926         /* now all pseudo BPF_LD_IMM64 instructions load valid
9927          * 'struct bpf_map *' into a register instead of user map_fd.
9928          * These pointers will be used later by verifier to validate map access.
9929          */
9930         return 0;
9931 }
9932
9933 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
9934 static void release_maps(struct bpf_verifier_env *env)
9935 {
9936         __bpf_free_used_maps(env->prog->aux, env->used_maps,
9937                              env->used_map_cnt);
9938 }
9939
9940 /* convert pseudo BPF_LD_IMM64 into generic BPF_LD_IMM64 */
9941 static void convert_pseudo_ld_imm64(struct bpf_verifier_env *env)
9942 {
9943         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
9944         int insn_cnt = env->prog->len;
9945         int i;
9946
9947         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++)
9948                 if (insn->code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW))
9949                         insn->src_reg = 0;
9950 }
9951
9952 /* single env->prog->insni[off] instruction was replaced with the range
9953  * insni[off, off + cnt).  Adjust corresponding insn_aux_data by copying
9954  * [0, off) and [off, end) to new locations, so the patched range stays zero
9955  */
9956 static int adjust_insn_aux_data(struct bpf_verifier_env *env,
9957                                 struct bpf_prog *new_prog, u32 off, u32 cnt)
9958 {
9959         struct bpf_insn_aux_data *new_data, *old_data = env->insn_aux_data;
9960         struct bpf_insn *insn = new_prog->insnsi;
9961         u32 prog_len;
9962         int i;
9963
9964         /* aux info at OFF always needs adjustment, no matter fast path
9965          * (cnt == 1) is taken or not. There is no guarantee INSN at OFF is the
9966          * original insn at old prog.
9967          */
9968         old_data[off].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + off + cnt - 1);
9969
9970         if (cnt == 1)
9971                 return 0;
9972         prog_len = new_prog->len;
9973         new_data = vzalloc(array_size(prog_len,
9974                                       sizeof(struct bpf_insn_aux_data)));
9975         if (!new_data)
9976                 return -ENOMEM;
9977         memcpy(new_data, old_data, sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * off);
9978         memcpy(new_data + off + cnt - 1, old_data + off,
9979                sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * (prog_len - off - cnt + 1));
9980         for (i = off; i < off + cnt - 1; i++) {
9981                 new_data[i].seen = env->pass_cnt;
9982                 new_data[i].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + i);
9983         }
9984         env->insn_aux_data = new_data;
9985         vfree(old_data);
9986         return 0;
9987 }
9988
9989 static void adjust_subprog_starts(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 len)
9990 {
9991         int i;
9992
9993         if (len == 1)
9994                 return;
9995         /* NOTE: fake 'exit' subprog should be updated as well. */
9996         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++) {
9997                 if (env->subprog_info[i].start <= off)
9998                         continue;
9999                 env->subprog_info[i].start += len - 1;
10000         }
10001 }
10002
10003 static void adjust_poke_descs(struct bpf_prog *prog, u32 len)
10004 {
10005         struct bpf_jit_poke_descriptor *tab = prog->aux->poke_tab;
10006         int i, sz = prog->aux->size_poke_tab;
10007         struct bpf_jit_poke_descriptor *desc;
10008
10009         for (i = 0; i < sz; i++) {
10010                 desc = &tab[i];
10011                 desc->insn_idx += len - 1;
10012         }
10013 }
10014
10015 static struct bpf_prog *bpf_patch_insn_data(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
10016                                             const struct bpf_insn *patch, u32 len)
10017 {
10018         struct bpf_prog *new_prog;
10019
10020         new_prog = bpf_patch_insn_single(env->prog, off, patch, len);
10021         if (IS_ERR(new_prog)) {
10022                 if (PTR_ERR(new_prog) == -ERANGE)
10023                         verbose(env,
10024                                 "insn %d cannot be patched due to 16-bit range\n",
10025                                 env->insn_aux_data[off].orig_idx);
10026                 return NULL;
10027         }
10028         if (adjust_insn_aux_data(env, new_prog, off, len))
10029                 return NULL;
10030         adjust_subprog_starts(env, off, len);
10031         adjust_poke_descs(new_prog, len);
10032         return new_prog;
10033 }
10034
10035 static int adjust_subprog_starts_after_remove(struct bpf_verifier_env *env,
10036                                               u32 off, u32 cnt)
10037 {
10038         int i, j;
10039
10040         /* find first prog starting at or after off (first to remove) */
10041         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
10042                 if (env->subprog_info[i].start >= off)
10043                         break;
10044         /* find first prog starting at or after off + cnt (first to stay) */
10045         for (j = i; j < env->subprog_cnt; j++)
10046                 if (env->subprog_info[j].start >= off + cnt)
10047                         break;
10048         /* if j doesn't start exactly at off + cnt, we are just removing
10049          * the front of previous prog
10050          */
10051         if (env->subprog_info[j].start != off + cnt)
10052                 j--;
10053
10054         if (j > i) {
10055                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
10056                 int move;
10057
10058                 /* move fake 'exit' subprog as well */
10059                 move = env->subprog_cnt + 1 - j;
10060
10061                 memmove(env->subprog_info + i,
10062                         env->subprog_info + j,
10063                         sizeof(*env->subprog_info) * move);
10064                 env->subprog_cnt -= j - i;
10065
10066                 /* remove func_info */
10067                 if (aux->func_info) {
10068                         move = aux->func_info_cnt - j;
10069
10070                         memmove(aux->func_info + i,
10071                                 aux->func_info + j,
10072                                 sizeof(*aux->func_info) * move);
10073                         aux->func_info_cnt -= j - i;
10074                         /* func_info->insn_off is set after all code rewrites,
10075                          * in adjust_btf_func() - no need to adjust
10076                          */
10077                 }
10078         } else {
10079                 /* convert i from "first prog to remove" to "first to adjust" */
10080                 if (env->subprog_info[i].start == off)
10081                         i++;
10082         }
10083
10084         /* update fake 'exit' subprog as well */
10085         for (; i <= env->subprog_cnt; i++)
10086                 env->subprog_info[i].start -= cnt;
10087
10088         return 0;
10089 }
10090
10091 static int bpf_adj_linfo_after_remove(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
10092                                       u32 cnt)
10093 {
10094         struct bpf_prog *prog = env->prog;
10095         u32 i, l_off, l_cnt, nr_linfo;
10096         struct bpf_line_info *linfo;
10097
10098         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
10099         if (!nr_linfo)
10100                 return 0;
10101
10102         linfo = prog->aux->linfo;
10103
10104         /* find first line info to remove, count lines to be removed */
10105         for (i = 0; i < nr_linfo; i++)
10106                 if (linfo[i].insn_off >= off)
10107                         break;
10108
10109         l_off = i;
10110         l_cnt = 0;
10111         for (; i < nr_linfo; i++)
10112                 if (linfo[i].insn_off < off + cnt)
10113                         l_cnt++;
10114                 else
10115                         break;
10116
10117         /* First live insn doesn't match first live linfo, it needs to "inherit"
10118          * last removed linfo.  prog is already modified, so prog->len == off
10119          * means no live instructions after (tail of the program was removed).
10120          */
10121         if (prog->len != off && l_cnt &&
10122             (i == nr_linfo || linfo[i].insn_off != off + cnt)) {
10123                 l_cnt--;
10124                 linfo[--i].insn_off = off + cnt;
10125         }
10126
10127         /* remove the line info which refer to the removed instructions */
10128         if (l_cnt) {
10129                 memmove(linfo + l_off, linfo + i,
10130                         sizeof(*linfo) * (nr_linfo - i));
10131
10132                 prog->aux->nr_linfo -= l_cnt;
10133                 nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
10134         }
10135
10136         /* pull all linfo[i].insn_off >= off + cnt in by cnt */
10137         for (i = l_off; i < nr_linfo; i++)
10138                 linfo[i].insn_off -= cnt;
10139
10140         /* fix up all subprogs (incl. 'exit') which start >= off */
10141         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++)
10142                 if (env->subprog_info[i].linfo_idx > l_off) {
10143                         /* program may have started in the removed region but
10144                          * may not be fully removed
10145                          */
10146                         if (env->subprog_info[i].linfo_idx >= l_off + l_cnt)
10147                                 env->subprog_info[i].linfo_idx -= l_cnt;
10148                         else
10149                                 env->subprog_info[i].linfo_idx = l_off;
10150                 }
10151
10152         return 0;
10153 }
10154
10155 static int verifier_remove_insns(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 cnt)
10156 {
10157         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
10158         unsigned int orig_prog_len = env->prog->len;
10159         int err;
10160
10161         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
10162                 bpf_prog_offload_remove_insns(env, off, cnt);
10163
10164         err = bpf_remove_insns(env->prog, off, cnt);
10165         if (err)
10166                 return err;
10167
10168         err = adjust_subprog_starts_after_remove(env, off, cnt);
10169         if (err)
10170                 return err;
10171
10172         err = bpf_adj_linfo_after_remove(env, off, cnt);
10173         if (err)
10174                 return err;
10175
10176         memmove(aux_data + off, aux_data + off + cnt,
10177                 sizeof(*aux_data) * (orig_prog_len - off - cnt));
10178
10179         return 0;
10180 }
10181
10182 /* The verifier does more data flow analysis than llvm and will not
10183  * explore branches that are dead at run time. Malicious programs can
10184  * have dead code too. Therefore replace all dead at-run-time code
10185  * with 'ja -1'.
10186  *
10187  * Just nops are not optimal, e.g. if they would sit at the end of the
10188  * program and through another bug we would manage to jump there, then
10189  * we'd execute beyond program memory otherwise. Returning exception
10190  * code also wouldn't work since we can have subprogs where the dead
10191  * code could be located.
10192  */
10193 static void sanitize_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
10194 {
10195         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
10196         struct bpf_insn trap = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, -1);
10197         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
10198         const int insn_cnt = env->prog->len;
10199         int i;
10200
10201         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
10202                 if (aux_data[i].seen)
10203                         continue;
10204                 memcpy(insn + i, &trap, sizeof(trap));
10205         }
10206 }
10207
10208 static bool insn_is_cond_jump(u8 code)
10209 {
10210         u8 op;
10211
10212         if (BPF_CLASS(code) == BPF_JMP32)
10213                 return true;
10214
10215         if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP)
10216                 return false;
10217
10218         op = BPF_OP(code);
10219         return op != BPF_JA && op != BPF_EXIT && op != BPF_CALL;
10220 }
10221
10222 static void opt_hard_wire_dead_code_branches(struct bpf_verifier_env *env)
10223 {
10224         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
10225         struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
10226         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
10227         const int insn_cnt = env->prog->len;
10228         int i;
10229
10230         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
10231                 if (!insn_is_cond_jump(insn->code))
10232                         continue;
10233
10234                 if (!aux_data[i + 1].seen)
10235                         ja.off = insn->off;
10236                 else if (!aux_data[i + 1 + insn->off].seen)
10237                         ja.off = 0;
10238                 else
10239                         continue;
10240
10241                 if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
10242                         bpf_prog_offload_replace_insn(env, i, &ja);
10243
10244                 memcpy(insn, &ja, sizeof(ja));
10245         }
10246 }
10247
10248 static int opt_remove_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
10249 {
10250         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
10251         int insn_cnt = env->prog->len;
10252         int i, err;
10253
10254         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
10255                 int j;
10256
10257                 j = 0;
10258                 while (i + j < insn_cnt && !aux_data[i + j].seen)
10259                         j++;
10260                 if (!j)
10261                         continue;
10262
10263                 err = verifier_remove_insns(env, i, j);
10264                 if (err)
10265                         return err;
10266                 insn_cnt = env->prog->len;
10267         }
10268
10269         return 0;
10270 }
10271
10272 static int opt_remove_nops(struct bpf_verifier_env *env)
10273 {
10274         const struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
10275         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
10276         int insn_cnt = env->prog->len;
10277         int i, err;
10278
10279         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
10280                 if (memcmp(&insn[i], &ja, sizeof(ja)))
10281                         continue;
10282
10283                 err = verifier_remove_insns(env, i, 1);
10284                 if (err)
10285                         return err;
10286                 insn_cnt--;
10287                 i--;
10288         }
10289
10290         return 0;
10291 }
10292
10293 static int opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(struct bpf_verifier_env *env,
10294                                          const union bpf_attr *attr)
10295 {
10296         struct bpf_insn *patch, zext_patch[2], rnd_hi32_patch[4];
10297         struct bpf_insn_aux_data *aux = env->insn_aux_data;
10298         int i, patch_len, delta = 0, len = env->prog->len;
10299         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
10300         struct bpf_prog *new_prog;
10301         bool rnd_hi32;
10302
10303         rnd_hi32 = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_RND_HI32;
10304         zext_patch[1] = BPF_ZEXT_REG(0);
10305         rnd_hi32_patch[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, 0);
10306         rnd_hi32_patch[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_AX, 32);
10307         rnd_hi32_patch[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, 0, BPF_REG_AX);
10308         for (i = 0; i < len; i++) {
10309                 int adj_idx = i + delta;
10310                 struct bpf_insn insn;
10311
10312                 insn = insns[adj_idx];
10313                 if (!aux[adj_idx].zext_dst) {
10314                         u8 code, class;
10315                         u32 imm_rnd;
10316
10317                         if (!rnd_hi32)
10318                                 continue;
10319
10320                         code = insn.code;
10321                         class = BPF_CLASS(code);
10322                         if (insn_no_def(&insn))
10323                                 continue;
10324
10325                         /* NOTE: arg "reg" (the fourth one) is only used for
10326                          *       BPF_STX which has been ruled out in above
10327                          *       check, it is safe to pass NULL here.
10328                          */
10329                         if (is_reg64(env, &insn, insn.dst_reg, NULL, DST_OP)) {
10330                                 if (class == BPF_LD &&
10331                                     BPF_MODE(code) == BPF_IMM)
10332                                         i++;
10333                                 continue;
10334                         }
10335
10336                         /* ctx load could be transformed into wider load. */
10337                         if (class == BPF_LDX &&
10338                             aux[adj_idx].ptr_type == PTR_TO_CTX)
10339                                 continue;
10340
10341                         imm_rnd = get_random_int();
10342                         rnd_hi32_patch[0] = insn;
10343                         rnd_hi32_patch[1].imm = imm_rnd;
10344                         rnd_hi32_patch[3].dst_reg = insn.dst_reg;
10345                         patch = rnd_hi32_patch;
10346                         patch_len = 4;
10347                         goto apply_patch_buffer;
10348                 }
10349
10350                 if (!bpf_jit_needs_zext())
10351                         continue;
10352
10353                 zext_patch[0] = insn;
10354                 zext_patch[1].dst_reg = insn.dst_reg;
10355                 zext_patch[1].src_reg = insn.dst_reg;
10356                 patch = zext_patch;
10357                 patch_len = 2;
10358 apply_patch_buffer:
10359                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, adj_idx, patch, patch_len);
10360                 if (!new_prog)
10361                         return -ENOMEM;
10362                 env->prog = new_prog;
10363                 insns = new_prog->insnsi;
10364                 aux = env->insn_aux_data;
10365                 delta += patch_len - 1;
10366         }
10367
10368         return 0;
10369 }
10370
10371 /* convert load instructions that access fields of a context type into a
10372  * sequence of instructions that access fields of the underlying structure:
10373  *     struct __sk_buff    -> struct sk_buff
10374  *     struct bpf_sock_ops -> struct sock
10375  */
10376 static int convert_ctx_accesses(struct bpf_verifier_env *env)
10377 {
10378         const struct bpf_verifier_ops *ops = env->ops;
10379         int i, cnt, size, ctx_field_size, delta = 0;
10380         const int insn_cnt = env->prog->len;
10381         struct bpf_insn insn_buf[16], *insn;
10382         u32 target_size, size_default, off;
10383         struct bpf_prog *new_prog;
10384         enum bpf_access_type type;
10385         bool is_narrower_load;
10386
10387         if (ops->gen_prologue || env->seen_direct_write) {
10388                 if (!ops->gen_prologue) {
10389                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
10390                         return -EINVAL;
10391                 }
10392                 cnt = ops->gen_prologue(insn_buf, env->seen_direct_write,
10393                                         env->prog);
10394                 if (cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
10395                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
10396                         return -EINVAL;
10397                 } else if (cnt) {
10398                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, 0, insn_buf, cnt);
10399                         if (!new_prog)
10400                                 return -ENOMEM;
10401
10402                         env->prog = new_prog;
10403                         delta += cnt - 1;
10404                 }
10405         }
10406
10407         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
10408                 return 0;
10409
10410         insn = env->prog->insnsi + delta;
10411
10412         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
10413                 bpf_convert_ctx_access_t convert_ctx_access;
10414
10415                 if (insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B) ||
10416                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H) ||
10417                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W) ||
10418                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW))
10419                         type = BPF_READ;
10420                 else if (insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B) ||
10421                          insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H) ||
10422                          insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W) ||
10423                          insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW))
10424                         type = BPF_WRITE;
10425                 else
10426                         continue;
10427
10428                 if (type == BPF_WRITE &&
10429                     env->insn_aux_data[i + delta].sanitize_stack_off) {
10430                         struct bpf_insn patch[] = {
10431                                 /* Sanitize suspicious stack slot with zero.
10432                                  * There are no memory dependencies for this store,
10433                                  * since it's only using frame pointer and immediate
10434                                  * constant of zero
10435                                  */
10436                                 BPF_ST_MEM(BPF_DW, BPF_REG_FP,
10437                                            env->insn_aux_data[i + delta].sanitize_stack_off,
10438                                            0),
10439                                 /* the original STX instruction will immediately
10440                                  * overwrite the same stack slot with appropriate value
10441                                  */
10442                                 *insn,
10443                         };
10444
10445                         cnt = ARRAY_SIZE(patch);
10446                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patch, cnt);
10447                         if (!new_prog)
10448                                 return -ENOMEM;
10449
10450                         delta    += cnt - 1;
10451                         env->prog = new_prog;
10452                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
10453                         continue;
10454                 }
10455
10456                 switch (env->insn_aux_data[i + delta].ptr_type) {
10457                 case PTR_TO_CTX:
10458                         if (!ops->convert_ctx_access)
10459                                 continue;
10460                         convert_ctx_access = ops->convert_ctx_access;
10461                         break;
10462                 case PTR_TO_SOCKET:
10463                 case PTR_TO_SOCK_COMMON:
10464                         convert_ctx_access = bpf_sock_convert_ctx_access;
10465                         break;
10466                 case PTR_TO_TCP_SOCK:
10467                         convert_ctx_access = bpf_tcp_sock_convert_ctx_access;
10468                         break;
10469                 case PTR_TO_XDP_SOCK:
10470                         convert_ctx_access = bpf_xdp_sock_convert_ctx_access;
10471                         break;
10472                 case PTR_TO_BTF_ID:
10473                         if (type == BPF_READ) {
10474                                 insn->code = BPF_LDX | BPF_PROBE_MEM |
10475                                         BPF_SIZE((insn)->code);
10476                                 env->prog->aux->num_exentries++;
10477                         } else if (resolve_prog_type(env->prog) != BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS) {
10478                                 verbose(env, "Writes through BTF pointers are not allowed\n");
10479                                 return -EINVAL;
10480                         }
10481                         continue;
10482                 default:
10483                         continue;
10484                 }
10485
10486                 ctx_field_size = env->insn_aux_data[i + delta].ctx_field_size;
10487                 size = BPF_LDST_BYTES(insn);
10488
10489                 /* If the read access is a narrower load of the field,
10490                  * convert to a 4/8-byte load, to minimum program type specific
10491                  * convert_ctx_access changes. If conversion is successful,
10492                  * we will apply proper mask to the result.
10493                  */
10494                 is_narrower_load = size < ctx_field_size;
10495                 size_default = bpf_ctx_off_adjust_machine(ctx_field_size);
10496                 off = insn->off;
10497                 if (is_narrower_load) {
10498                         u8 size_code;
10499
10500                         if (type == BPF_WRITE) {
10501                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx access misconfigured\n");
10502                                 return -EINVAL;
10503                         }
10504
10505                         size_code = BPF_H;
10506                         if (ctx_field_size == 4)
10507                                 size_code = BPF_W;
10508                         else if (ctx_field_size == 8)
10509                                 size_code = BPF_DW;
10510
10511                         insn->off = off & ~(size_default - 1);
10512                         insn->code = BPF_LDX | BPF_MEM | size_code;
10513                 }
10514
10515                 target_size = 0;
10516                 cnt = convert_ctx_access(type, insn, insn_buf, env->prog,
10517                                          &target_size);
10518                 if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf) ||
10519                     (ctx_field_size && !target_size)) {
10520                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
10521                         return -EINVAL;
10522                 }
10523
10524                 if (is_narrower_load && size < target_size) {
10525                         u8 shift = bpf_ctx_narrow_access_offset(
10526                                 off, size, size_default) * 8;
10527                         if (ctx_field_size <= 4) {
10528                                 if (shift)
10529                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_RSH,
10530                                                                         insn->dst_reg,
10531                                                                         shift);
10532                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
10533                                                                 (1 << size * 8) - 1);
10534                         } else {
10535                                 if (shift)
10536                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_RSH,
10537                                                                         insn->dst_reg,
10538                                                                         shift);
10539                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
10540                                                                 (1ULL << size * 8) - 1);
10541                         }
10542                 }
10543
10544                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
10545                 if (!new_prog)
10546                         return -ENOMEM;
10547
10548                 delta += cnt - 1;
10549
10550                 /* keep walking new program and skip insns we just inserted */
10551                 env->prog = new_prog;
10552                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
10553         }
10554
10555         return 0;
10556 }
10557
10558 static int jit_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
10559 {
10560         struct bpf_prog *prog = env->prog, **func, *tmp;
10561         int i, j, subprog_start, subprog_end = 0, len, subprog;
10562         struct bpf_map *map_ptr;
10563         struct bpf_insn *insn;
10564         void *old_bpf_func;
10565         int err, num_exentries;
10566
10567         if (env->subprog_cnt <= 1)
10568                 return 0;
10569
10570         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
10571                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
10572                     insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
10573                         continue;
10574                 /* Upon error here we cannot fall back to interpreter but
10575                  * need a hard reject of the program. Thus -EFAULT is
10576                  * propagated in any case.
10577                  */
10578                 subprog = find_subprog(env, i + insn->imm + 1);
10579                 if (subprog < 0) {
10580                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
10581                                   i + insn->imm + 1);
10582                         return -EFAULT;
10583                 }
10584                 /* temporarily remember subprog id inside insn instead of
10585                  * aux_data, since next loop will split up all insns into funcs
10586                  */
10587                 insn->off = subprog;
10588                 /* remember original imm in case JIT fails and fallback
10589                  * to interpreter will be needed
10590                  */
10591                 env->insn_aux_data[i].call_imm = insn->imm;
10592                 /* point imm to __bpf_call_base+1 from JITs point of view */
10593                 insn->imm = 1;
10594         }
10595
10596         err = bpf_prog_alloc_jited_linfo(prog);
10597         if (err)
10598                 goto out_undo_insn;
10599
10600         err = -ENOMEM;
10601         func = kcalloc(env->subprog_cnt, sizeof(prog), GFP_KERNEL);
10602         if (!func)
10603                 goto out_undo_insn;
10604
10605         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
10606                 subprog_start = subprog_end;
10607                 subprog_end = env->subprog_info[i + 1].start;
10608
10609                 len = subprog_end - subprog_start;
10610                 /* BPF_PROG_RUN doesn't call subprogs directly,
10611                  * hence main prog stats include the runtime of subprogs.
10612                  * subprogs don't have IDs and not reachable via prog_get_next_id
10613                  * func[i]->aux->stats will never be accessed and stays NULL
10614                  */
10615                 func[i] = bpf_prog_alloc_no_stats(bpf_prog_size(len), GFP_USER);
10616                 if (!func[i])
10617                         goto out_free;
10618                 memcpy(func[i]->insnsi, &prog->insnsi[subprog_start],
10619                        len * sizeof(struct bpf_insn));
10620                 func[i]->type = prog->type;
10621                 func[i]->len = len;
10622                 if (bpf_prog_calc_tag(func[i]))
10623                         goto out_free;
10624                 func[i]->is_func = 1;
10625                 func[i]->aux->func_idx = i;
10626                 /* the btf and func_info will be freed only at prog->aux */
10627                 func[i]->aux->btf = prog->aux->btf;
10628                 func[i]->aux->func_info = prog->aux->func_info;
10629
10630                 for (j = 0; j < prog->aux->size_poke_tab; j++) {
10631                         u32 insn_idx = prog->aux->poke_tab[j].insn_idx;
10632                         int ret;
10633
10634                         if (!(insn_idx >= subprog_start &&
10635                               insn_idx <= subprog_end))
10636                                 continue;
10637
10638                         ret = bpf_jit_add_poke_descriptor(func[i],
10639                                                           &prog->aux->poke_tab[j]);
10640                         if (ret < 0) {
10641                                 verbose(env, "adding tail call poke descriptor failed\n");
10642                                 goto out_free;
10643                         }
10644
10645                         func[i]->insnsi[insn_idx - subprog_start].imm = ret + 1;
10646
10647                         map_ptr = func[i]->aux->poke_tab[ret].tail_call.map;
10648                         ret = map_ptr->ops->map_poke_track(map_ptr, func[i]->aux);
10649                         if (ret < 0) {
10650                                 verbose(env, "tracking tail call prog failed\n");
10651                                 goto out_free;
10652                         }
10653                 }
10654
10655                 /* Use bpf_prog_F_tag to indicate functions in stack traces.
10656                  * Long term would need debug info to populate names
10657                  */
10658                 func[i]->aux->name[0] = 'F';
10659                 func[i]->aux->stack_depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
10660                 func[i]->jit_requested = 1;
10661                 func[i]->aux->linfo = prog->aux->linfo;
10662                 func[i]->aux->nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
10663                 func[i]->aux->jited_linfo = prog->aux->jited_linfo;
10664                 func[i]->aux->linfo_idx = env->subprog_info[i].linfo_idx;
10665                 num_exentries = 0;
10666                 insn = func[i]->insnsi;
10667                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
10668                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
10669                             BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEM)
10670                                 num_exentries++;
10671                 }
10672                 func[i]->aux->num_exentries = num_exentries;
10673                 func[i]->aux->tail_call_reachable = env->subprog_info[i].tail_call_reachable;
10674                 func[i] = bpf_int_jit_compile(func[i]);
10675                 if (!func[i]->jited) {
10676                         err = -ENOTSUPP;
10677                         goto out_free;
10678                 }
10679                 cond_resched();
10680         }
10681
10682         /* Untrack main program's aux structs so that during map_poke_run()
10683          * we will not stumble upon the unfilled poke descriptors; each
10684          * of the main program's poke descs got distributed across subprogs
10685          * and got tracked onto map, so we are sure that none of them will
10686          * be missed after the operation below
10687          */
10688         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
10689                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
10690
10691                 map_ptr->ops->map_poke_untrack(map_ptr, prog->aux);
10692         }
10693
10694         /* at this point all bpf functions were successfully JITed
10695          * now populate all bpf_calls with correct addresses and
10696          * run last pass of JIT
10697          */
10698         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
10699                 insn = func[i]->insnsi;
10700                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
10701                         if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
10702                             insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
10703                                 continue;
10704                         subprog = insn->off;
10705                         insn->imm = BPF_CAST_CALL(func[subprog]->bpf_func) -
10706                                     __bpf_call_base;
10707                 }
10708
10709                 /* we use the aux data to keep a list of the start addresses
10710                  * of the JITed images for each function in the program
10711                  *
10712                  * for some architectures, such as powerpc64, the imm field
10713                  * might not be large enough to hold the offset of the start
10714                  * address of the callee's JITed image from __bpf_call_base
10715                  *
10716                  * in such cases, we can lookup the start address of a callee
10717                  * by using its subprog id, available from the off field of
10718                  * the call instruction, as an index for this list
10719                  */
10720                 func[i]->aux->func = func;
10721                 func[i]->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
10722         }
10723         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
10724                 old_bpf_func = func[i]->bpf_func;
10725                 tmp = bpf_int_jit_compile(func[i]);
10726                 if (tmp != func[i] || func[i]->bpf_func != old_bpf_func) {
10727                         verbose(env, "JIT doesn't support bpf-to-bpf calls\n");
10728                         err = -ENOTSUPP;
10729                         goto out_free;
10730                 }
10731                 cond_resched();
10732         }
10733
10734         /* finally lock prog and jit images for all functions and
10735          * populate kallsysm
10736          */
10737         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
10738                 bpf_prog_lock_ro(func[i]);
10739                 bpf_prog_kallsyms_add(func[i]);
10740         }
10741
10742         /* Last step: make now unused interpreter insns from main
10743          * prog consistent for later dump requests, so they can
10744          * later look the same as if they were interpreted only.
10745          */
10746         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
10747                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
10748                     insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
10749                         continue;
10750                 insn->off = env->insn_aux_data[i].call_imm;
10751                 subprog = find_subprog(env, i + insn->off + 1);
10752                 insn->imm = subprog;
10753         }
10754
10755         prog->jited = 1;
10756         prog->bpf_func = func[0]->bpf_func;
10757         prog->aux->func = func;
10758         prog->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
10759         bpf_prog_free_unused_jited_linfo(prog);
10760         return 0;
10761 out_free:
10762         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
10763                 if (!func[i])
10764                         continue;
10765
10766                 for (j = 0; j < func[i]->aux->size_poke_tab; j++) {
10767                         map_ptr = func[i]->aux->poke_tab[j].tail_call.map;
10768                         map_ptr->ops->map_poke_untrack(map_ptr, func[i]->aux);
10769                 }
10770                 bpf_jit_free(func[i]);
10771         }
10772         kfree(func);
10773 out_undo_insn:
10774         /* cleanup main prog to be interpreted */
10775         prog->jit_requested = 0;
10776         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
10777                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
10778                     insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
10779                         continue;
10780                 insn->off = 0;
10781                 insn->imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
10782         }
10783         bpf_prog_free_jited_linfo(prog);
10784         return err;
10785 }
10786
10787 static int fixup_call_args(struct bpf_verifier_env *env)
10788 {
10789 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
10790         struct bpf_prog *prog = env->prog;
10791         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
10792         int i, depth;
10793 #endif
10794         int err = 0;
10795
10796         if (env->prog->jit_requested &&
10797             !bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
10798                 err = jit_subprogs(env);
10799                 if (err == 0)
10800                         return 0;
10801                 if (err == -EFAULT)
10802                         return err;
10803         }
10804 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
10805         if (env->subprog_cnt > 1 && env->prog->aux->tail_call_reachable) {
10806                 /* When JIT fails the progs with bpf2bpf calls and tail_calls
10807                  * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
10808                  */
10809                 verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
10810                 return -EINVAL;
10811         }
10812         for (i = 0; i < prog->len; i++, insn++) {
10813                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
10814                     insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
10815                         continue;
10816                 depth = get_callee_stack_depth(env, insn, i);
10817                 if (depth < 0)
10818                         return depth;
10819                 bpf_patch_call_args(insn, depth);
10820         }
10821         err = 0;
10822 #endif
10823         return err;
10824 }
10825
10826 /* fixup insn->imm field of bpf_call instructions
10827  * and inline eligible helpers as explicit sequence of BPF instructions
10828  *
10829  * this function is called after eBPF program passed verification
10830  */
10831 static int fixup_bpf_calls(struct bpf_verifier_env *env)
10832 {
10833         struct bpf_prog *prog = env->prog;
10834         bool expect_blinding = bpf_jit_blinding_enabled(prog);
10835         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
10836         const struct bpf_func_proto *fn;
10837         const int insn_cnt = prog->len;
10838         const struct bpf_map_ops *ops;
10839         struct bpf_insn_aux_data *aux;
10840         struct bpf_insn insn_buf[16];
10841         struct bpf_prog *new_prog;
10842         struct bpf_map *map_ptr;
10843         int i, ret, cnt, delta = 0;
10844
10845         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
10846                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X) ||
10847                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
10848                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X) ||
10849                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
10850                         bool is64 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64;
10851                         struct bpf_insn mask_and_div[] = {
10852                                 BPF_MOV32_REG(insn->src_reg, insn->src_reg),
10853                                 /* Rx div 0 -> 0 */
10854                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JNE, insn->src_reg, 0, 2),
10855                                 BPF_ALU32_REG(BPF_XOR, insn->dst_reg, insn->dst_reg),
10856                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
10857                                 *insn,
10858                         };
10859                         struct bpf_insn mask_and_mod[] = {
10860                                 BPF_MOV32_REG(insn->src_reg, insn->src_reg),
10861                                 /* Rx mod 0 -> Rx */
10862                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, insn->src_reg, 0, 1),
10863                                 *insn,
10864                         };
10865                         struct bpf_insn *patchlet;
10866
10867                         if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
10868                             insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
10869                                 patchlet = mask_and_div + (is64 ? 1 : 0);
10870                                 cnt = ARRAY_SIZE(mask_and_div) - (is64 ? 1 : 0);
10871                         } else {
10872                                 patchlet = mask_and_mod + (is64 ? 1 : 0);
10873                                 cnt = ARRAY_SIZE(mask_and_mod) - (is64 ? 1 : 0);
10874                         }
10875
10876                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patchlet, cnt);
10877                         if (!new_prog)
10878                                 return -ENOMEM;
10879
10880                         delta    += cnt - 1;
10881                         env->prog = prog = new_prog;
10882                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
10883                         continue;
10884                 }
10885
10886                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LD &&
10887                     (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS ||
10888                      BPF_MODE(insn->code) == BPF_IND)) {
10889                         cnt = env->ops->gen_ld_abs(insn, insn_buf);
10890                         if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
10891                                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
10892                                 return -EINVAL;
10893                         }
10894
10895                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
10896                         if (!new_prog)
10897                                 return -ENOMEM;
10898
10899                         delta    += cnt - 1;
10900                         env->prog = prog = new_prog;
10901                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
10902                         continue;
10903                 }
10904
10905                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X) ||
10906                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X)) {
10907                         const u8 code_add = BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X;
10908                         const u8 code_sub = BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X;
10909                         struct bpf_insn insn_buf[16];
10910                         struct bpf_insn *patch = &insn_buf[0];
10911                         bool issrc, isneg;
10912                         u32 off_reg;
10913
10914                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
10915                         if (!aux->alu_state ||
10916                             aux->alu_state == BPF_ALU_NON_POINTER)
10917                                 continue;
10918
10919                         isneg = aux->alu_state & BPF_ALU_NEG_VALUE;
10920                         issrc = (aux->alu_state & BPF_ALU_SANITIZE) ==
10921                                 BPF_ALU_SANITIZE_SRC;
10922
10923                         off_reg = issrc ? insn->src_reg : insn->dst_reg;
10924                         if (isneg)
10925                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
10926                         *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit - 1);
10927                         *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_SUB, BPF_REG_AX, off_reg);
10928                         *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, BPF_REG_AX, off_reg);
10929                         *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_NEG, BPF_REG_AX, 0);
10930                         *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ARSH, BPF_REG_AX, 63);
10931                         if (issrc) {
10932                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_AND, BPF_REG_AX,
10933                                                          off_reg);
10934                                 insn->src_reg = BPF_REG_AX;
10935                         } else {
10936                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_AND, off_reg,
10937                                                          BPF_REG_AX);
10938                         }
10939                         if (isneg)
10940                                 insn->code = insn->code == code_add ?
10941                                              code_sub : code_add;
10942                         *patch++ = *insn;
10943                         if (issrc && isneg)
10944                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
10945                         cnt = patch - insn_buf;
10946
10947                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
10948                         if (!new_prog)
10949                                 return -ENOMEM;
10950
10951                         delta    += cnt - 1;
10952                         env->prog = prog = new_prog;
10953                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
10954                         continue;
10955                 }
10956
10957                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
10958                         continue;
10959                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
10960                         continue;
10961
10962                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_route_realm)
10963                         prog->dst_needed = 1;
10964                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_prandom_u32)
10965                         bpf_user_rnd_init_once();
10966                 if (insn->imm == BPF_FUNC_override_return)
10967                         prog->kprobe_override = 1;
10968                 if (insn->imm == BPF_FUNC_tail_call) {
10969                         /* If we tail call into other programs, we
10970                          * cannot make any assumptions since they can
10971                          * be replaced dynamically during runtime in
10972                          * the program array.
10973                          */
10974                         prog->cb_access = 1;
10975                         if (!allow_tail_call_in_subprogs(env))
10976                                 prog->aux->stack_depth = MAX_BPF_STACK;
10977                         prog->aux->max_pkt_offset = MAX_PACKET_OFF;
10978
10979                         /* mark bpf_tail_call as different opcode to avoid
10980                          * conditional branch in the interpeter for every normal
10981                          * call and to prevent accidental JITing by JIT compiler
10982                          * that doesn't support bpf_tail_call yet
10983                          */
10984                         insn->imm = 0;
10985                         insn->code = BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL;
10986
10987                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
10988                         if (env->bpf_capable && !expect_blinding &&
10989                             prog->jit_requested &&
10990                             !bpf_map_key_poisoned(aux) &&
10991                             !bpf_map_ptr_poisoned(aux) &&
10992                             !bpf_map_ptr_unpriv(aux)) {
10993                                 struct bpf_jit_poke_descriptor desc = {
10994                                         .reason = BPF_POKE_REASON_TAIL_CALL,
10995                                         .tail_call.map = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state),
10996                                         .tail_call.key = bpf_map_key_immediate(aux),
10997                                         .insn_idx = i + delta,
10998                                 };
10999
11000                                 ret = bpf_jit_add_poke_descriptor(prog, &desc);
11001                                 if (ret < 0) {
11002                                         verbose(env, "adding tail call poke descriptor failed\n");
11003                                         return ret;
11004                                 }
11005
11006                                 insn->imm = ret + 1;
11007                                 continue;
11008                         }
11009
11010                         if (!bpf_map_ptr_unpriv(aux))
11011                                 continue;
11012
11013                         /* instead of changing every JIT dealing with tail_call
11014                          * emit two extra insns:
11015                          * if (index >= max_entries) goto out;
11016                          * index &= array->index_mask;
11017                          * to avoid out-of-bounds cpu speculation
11018                          */
11019                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux)) {
11020                                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
11021                                 return -EINVAL;
11022                         }
11023
11024                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
11025                         insn_buf[0] = BPF_JMP_IMM(BPF_JGE, BPF_REG_3,
11026                                                   map_ptr->max_entries, 2);
11027                         insn_buf[1] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, BPF_REG_3,
11028                                                     container_of(map_ptr,
11029                                                                  struct bpf_array,
11030                                                                  map)->index_mask);
11031                         insn_buf[2] = *insn;
11032                         cnt = 3;
11033                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
11034                         if (!new_prog)
11035                                 return -ENOMEM;
11036
11037                         delta    += cnt - 1;
11038                         env->prog = prog = new_prog;
11039                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
11040                         continue;
11041                 }
11042
11043                 /* BPF_EMIT_CALL() assumptions in some of the map_gen_lookup
11044                  * and other inlining handlers are currently limited to 64 bit
11045                  * only.
11046                  */
11047                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
11048                     (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem ||
11049                      insn->imm == BPF_FUNC_map_update_elem ||
11050                      insn->imm == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
11051                      insn->imm == BPF_FUNC_map_push_elem   ||
11052                      insn->imm == BPF_FUNC_map_pop_elem    ||
11053                      insn->imm == BPF_FUNC_map_peek_elem)) {
11054                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
11055                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux))
11056                                 goto patch_call_imm;
11057
11058                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
11059                         ops = map_ptr->ops;
11060                         if (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
11061                             ops->map_gen_lookup) {
11062                                 cnt = ops->map_gen_lookup(map_ptr, insn_buf);
11063                                 if (cnt == -EOPNOTSUPP)
11064                                         goto patch_map_ops_generic;
11065                                 if (cnt <= 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
11066                                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
11067                                         return -EINVAL;
11068                                 }
11069
11070                                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta,
11071                                                                insn_buf, cnt);
11072                                 if (!new_prog)
11073                                         return -ENOMEM;
11074
11075                                 delta    += cnt - 1;
11076                                 env->prog = prog = new_prog;
11077                                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
11078                                 continue;
11079                         }
11080
11081                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_elem,
11082                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
11083                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_delete_elem,
11084                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
11085                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_update_elem,
11086                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
11087                                               u64 flags))NULL));
11088                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_push_elem,
11089                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value,
11090                                               u64 flags))NULL));
11091                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_pop_elem,
11092                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
11093                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_peek_elem,
11094                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
11095 patch_map_ops_generic:
11096                         switch (insn->imm) {
11097                         case BPF_FUNC_map_lookup_elem:
11098                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_lookup_elem) -
11099                                             __bpf_call_base;
11100                                 continue;
11101                         case BPF_FUNC_map_update_elem:
11102                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_update_elem) -
11103                                             __bpf_call_base;
11104                                 continue;
11105                         case BPF_FUNC_map_delete_elem:
11106                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_delete_elem) -
11107                                             __bpf_call_base;
11108                                 continue;
11109                         case BPF_FUNC_map_push_elem:
11110                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_push_elem) -
11111                                             __bpf_call_base;
11112                                 continue;
11113                         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
11114                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_pop_elem) -
11115                                             __bpf_call_base;
11116                                 continue;
11117                         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
11118                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_peek_elem) -
11119                                             __bpf_call_base;
11120                                 continue;
11121                         }
11122
11123                         goto patch_call_imm;
11124                 }
11125
11126                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
11127                     insn->imm == BPF_FUNC_jiffies64) {
11128                         struct bpf_insn ld_jiffies_addr[2] = {
11129                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_0,
11130                                              (unsigned long)&jiffies),
11131                         };
11132
11133                         insn_buf[0] = ld_jiffies_addr[0];
11134                         insn_buf[1] = ld_jiffies_addr[1];
11135                         insn_buf[2] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0,
11136                                                   BPF_REG_0, 0);
11137                         cnt = 3;
11138
11139                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf,
11140                                                        cnt);
11141                         if (!new_prog)
11142                                 return -ENOMEM;
11143
11144                         delta    += cnt - 1;
11145                         env->prog = prog = new_prog;
11146                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
11147                         continue;
11148                 }
11149
11150 patch_call_imm:
11151                 fn = env->ops->get_func_proto(insn->imm, env->prog);
11152                 /* all functions that have prototype and verifier allowed
11153                  * programs to call them, must be real in-kernel functions
11154                  */
11155                 if (!fn->func) {
11156                         verbose(env,
11157                                 "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
11158                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
11159                         return -EFAULT;
11160                 }
11161                 insn->imm = fn->func - __bpf_call_base;
11162         }
11163
11164         /* Since poke tab is now finalized, publish aux to tracker. */
11165         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
11166                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
11167                 if (!map_ptr->ops->map_poke_track ||
11168                     !map_ptr->ops->map_poke_untrack ||
11169                     !map_ptr->ops->map_poke_run) {
11170                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
11171                         return -EINVAL;
11172                 }
11173
11174                 ret = map_ptr->ops->map_poke_track(map_ptr, prog->aux);
11175                 if (ret < 0) {
11176                         verbose(env, "tracking tail call prog failed\n");
11177                         return ret;
11178                 }
11179         }
11180
11181         return 0;
11182 }
11183
11184 static void free_states(struct bpf_verifier_env *env)
11185 {
11186         struct bpf_verifier_state_list *sl, *sln;
11187         int i;
11188
11189         sl = env->free_list;
11190         while (sl) {
11191                 sln = sl->next;
11192                 free_verifier_state(&sl->state, false);
11193                 kfree(sl);
11194                 sl = sln;
11195         }
11196         env->free_list = NULL;
11197
11198         if (!env->explored_states)
11199                 return;
11200
11201         for (i = 0; i < state_htab_size(env); i++) {
11202                 sl = env->explored_states[i];
11203
11204                 while (sl) {
11205                         sln = sl->next;
11206                         free_verifier_state(&sl->state, false);
11207                         kfree(sl);
11208                         sl = sln;
11209                 }
11210                 env->explored_states[i] = NULL;
11211         }
11212 }
11213
11214 /* The verifier is using insn_aux_data[] to store temporary data during
11215  * verification and to store information for passes that run after the
11216  * verification like dead code sanitization. do_check_common() for subprogram N
11217  * may analyze many other subprograms. sanitize_insn_aux_data() clears all
11218  * temporary data after do_check_common() finds that subprogram N cannot be
11219  * verified independently. pass_cnt counts the number of times
11220  * do_check_common() was run and insn->aux->seen tells the pass number
11221  * insn_aux_data was touched. These variables are compared to clear temporary
11222  * data from failed pass. For testing and experiments do_check_common() can be
11223  * run multiple times even when prior attempt to verify is unsuccessful.
11224  */
11225 static void sanitize_insn_aux_data(struct bpf_verifier_env *env)
11226 {
11227         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
11228         struct bpf_insn_aux_data *aux;
11229         int i, class;
11230
11231         for (i = 0; i < env->prog->len; i++) {
11232                 class = BPF_CLASS(insn[i].code);
11233                 if (class != BPF_LDX && class != BPF_STX)
11234                         continue;
11235                 aux = &env->insn_aux_data[i];
11236                 if (aux->seen != env->pass_cnt)
11237                         continue;
11238                 memset(aux, 0, offsetof(typeof(*aux), orig_idx));
11239         }
11240 }
11241
11242 static int do_check_common(struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
11243 {
11244         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
11245         struct bpf_verifier_state *state;
11246         struct bpf_reg_state *regs;
11247         int ret, i;
11248
11249         env->prev_linfo = NULL;
11250         env->pass_cnt++;
11251
11252         state = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state), GFP_KERNEL);
11253         if (!state)
11254                 return -ENOMEM;
11255         state->curframe = 0;
11256         state->speculative = false;
11257         state->branches = 1;
11258         state->frame[0] = kzalloc(sizeof(struct bpf_func_state), GFP_KERNEL);
11259         if (!state->frame[0]) {
11260                 kfree(state);
11261                 return -ENOMEM;
11262         }
11263         env->cur_state = state;
11264         init_func_state(env, state->frame[0],
11265                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
11266                         0 /* frameno */,
11267                         subprog);
11268
11269         regs = state->frame[state->curframe]->regs;
11270         if (subprog || env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
11271                 ret = btf_prepare_func_args(env, subprog, regs);
11272                 if (ret)
11273                         goto out;
11274                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++) {
11275                         if (regs[i].type == PTR_TO_CTX)
11276                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
11277                         else if (regs[i].type == SCALAR_VALUE)
11278                                 mark_reg_unknown(env, regs, i);
11279                 }
11280         } else {
11281                 /* 1st arg to a function */
11282                 regs[BPF_REG_1].type = PTR_TO_CTX;
11283                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_1);
11284                 ret = btf_check_func_arg_match(env, subprog, regs);
11285                 if (ret == -EFAULT)
11286                         /* unlikely verifier bug. abort.
11287                          * ret == 0 and ret < 0 are sadly acceptable for
11288                          * main() function due to backward compatibility.
11289                          * Like socket filter program may be written as:
11290                          * int bpf_prog(struct pt_regs *ctx)
11291                          * and never dereference that ctx in the program.
11292                          * 'struct pt_regs' is a type mismatch for socket
11293                          * filter that should be using 'struct __sk_buff'.
11294                          */
11295                         goto out;
11296         }
11297
11298         ret = do_check(env);
11299 out:
11300         /* check for NULL is necessary, since cur_state can be freed inside
11301          * do_check() under memory pressure.
11302          */
11303         if (env->cur_state) {
11304                 free_verifier_state(env->cur_state, true);
11305                 env->cur_state = NULL;
11306         }
11307         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
11308         if (!ret && pop_log)
11309                 bpf_vlog_reset(&env->log, 0);
11310         free_states(env);
11311         if (ret)
11312                 /* clean aux data in case subprog was rejected */
11313                 sanitize_insn_aux_data(env);
11314         return ret;
11315 }
11316
11317 /* Verify all global functions in a BPF program one by one based on their BTF.
11318  * All global functions must pass verification. Otherwise the whole program is rejected.
11319  * Consider:
11320  * int bar(int);
11321  * int foo(int f)
11322  * {
11323  *    return bar(f);
11324  * }
11325  * int bar(int b)
11326  * {
11327  *    ...
11328  * }
11329  * foo() will be verified first for R1=any_scalar_value. During verification it
11330  * will be assumed that bar() already verified successfully and call to bar()
11331  * from foo() will be checked for type match only. Later bar() will be verified
11332  * independently to check that it's safe for R1=any_scalar_value.
11333  */
11334 static int do_check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
11335 {
11336         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
11337         int i, ret;
11338
11339         if (!aux->func_info)
11340                 return 0;
11341
11342         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
11343                 if (aux->func_info_aux[i].linkage != BTF_FUNC_GLOBAL)
11344                         continue;
11345                 env->insn_idx = env->subprog_info[i].start;
11346                 WARN_ON_ONCE(env->insn_idx == 0);
11347                 ret = do_check_common(env, i);
11348                 if (ret) {
11349                         return ret;
11350                 } else if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
11351                         verbose(env,
11352                                 "Func#%d is safe for any args that match its prototype\n",
11353                                 i);
11354                 }
11355         }
11356         return 0;
11357 }
11358
11359 static int do_check_main(struct bpf_verifier_env *env)
11360 {
11361         int ret;
11362
11363         env->insn_idx = 0;
11364         ret = do_check_common(env, 0);
11365         if (!ret)
11366                 env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
11367         return ret;
11368 }
11369
11370
11371 static void print_verification_stats(struct bpf_verifier_env *env)
11372 {
11373         int i;
11374
11375         if (env->log.level & BPF_LOG_STATS) {
11376                 verbose(env, "verification time %lld usec\n",
11377                         div_u64(env->verification_time, 1000));
11378                 verbose(env, "stack depth ");
11379                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
11380                         u32 depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
11381
11382                         verbose(env, "%d", depth);
11383                         if (i + 1 < env->subprog_cnt)
11384                                 verbose(env, "+");
11385                 }
11386                 verbose(env, "\n");
11387         }
11388         verbose(env, "processed %d insns (limit %d) max_states_per_insn %d "
11389                 "total_states %d peak_states %d mark_read %d\n",
11390                 env->insn_processed, BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS,
11391                 env->max_states_per_insn, env->total_states,
11392                 env->peak_states, env->longest_mark_read_walk);
11393 }
11394
11395 static int check_struct_ops_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
11396 {
11397         const struct btf_type *t, *func_proto;
11398         const struct bpf_struct_ops *st_ops;
11399         const struct btf_member *member;
11400         struct bpf_prog *prog = env->prog;
11401         u32 btf_id, member_idx;
11402         const char *mname;
11403
11404         btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
11405         st_ops = bpf_struct_ops_find(btf_id);
11406         if (!st_ops) {
11407                 verbose(env, "attach_btf_id %u is not a supported struct\n",
11408                         btf_id);
11409                 return -ENOTSUPP;
11410         }
11411
11412         t = st_ops->type;
11413         member_idx = prog->expected_attach_type;
11414         if (member_idx >= btf_type_vlen(t)) {
11415                 verbose(env, "attach to invalid member idx %u of struct %s\n",
11416                         member_idx, st_ops->name);
11417                 return -EINVAL;
11418         }
11419
11420         member = &btf_type_member(t)[member_idx];
11421         mname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, member->name_off);
11422         func_proto = btf_type_resolve_func_ptr(btf_vmlinux, member->type,
11423                                                NULL);
11424         if (!func_proto) {
11425                 verbose(env, "attach to invalid member %s(@idx %u) of struct %s\n",
11426                         mname, member_idx, st_ops->name);
11427                 return -EINVAL;
11428         }
11429
11430         if (st_ops->check_member) {
11431                 int err = st_ops->check_member(t, member);
11432
11433                 if (err) {
11434                         verbose(env, "attach to unsupported member %s of struct %s\n",
11435                                 mname, st_ops->name);
11436                         return err;
11437                 }
11438         }
11439
11440         prog->aux->attach_func_proto = func_proto;
11441         prog->aux->attach_func_name = mname;
11442         env->ops = st_ops->verifier_ops;
11443
11444         return 0;
11445 }
11446 #define SECURITY_PREFIX "security_"
11447
11448 static int check_attach_modify_return(unsigned long addr, const char *func_name)
11449 {
11450         if (within_error_injection_list(addr) ||
11451             !strncmp(SECURITY_PREFIX, func_name, sizeof(SECURITY_PREFIX) - 1))
11452                 return 0;
11453
11454         return -EINVAL;
11455 }
11456
11457 /* non exhaustive list of sleepable bpf_lsm_*() functions */
11458 BTF_SET_START(btf_sleepable_lsm_hooks)
11459 #ifdef CONFIG_BPF_LSM
11460 BTF_ID(func, bpf_lsm_bprm_committed_creds)
11461 #else
11462 BTF_ID_UNUSED
11463 #endif
11464 BTF_SET_END(btf_sleepable_lsm_hooks)
11465
11466 static int check_sleepable_lsm_hook(u32 btf_id)
11467 {
11468         return btf_id_set_contains(&btf_sleepable_lsm_hooks, btf_id);
11469 }
11470
11471 /* list of non-sleepable functions that are otherwise on
11472  * ALLOW_ERROR_INJECTION list
11473  */
11474 BTF_SET_START(btf_non_sleepable_error_inject)
11475 /* Three functions below can be called from sleepable and non-sleepable context.
11476  * Assume non-sleepable from bpf safety point of view.
11477  */
11478 BTF_ID(func, __add_to_page_cache_locked)
11479 BTF_ID(func, should_fail_alloc_page)
11480 BTF_ID(func, should_failslab)
11481 BTF_SET_END(btf_non_sleepable_error_inject)
11482
11483 static int check_non_sleepable_error_inject(u32 btf_id)
11484 {
11485         return btf_id_set_contains(&btf_non_sleepable_error_inject, btf_id);
11486 }
11487
11488 int bpf_check_attach_target(struct bpf_verifier_log *log,
11489                             const struct bpf_prog *prog,
11490                             const struct bpf_prog *tgt_prog,
11491                             u32 btf_id,
11492                             struct bpf_attach_target_info *tgt_info)
11493 {
11494         bool prog_extension = prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT;
11495         const char prefix[] = "btf_trace_";
11496         int ret = 0, subprog = -1, i;
11497         const struct btf_type *t;
11498         bool conservative = true;
11499         const char *tname;
11500         struct btf *btf;
11501         long addr = 0;
11502
11503         if (!btf_id) {
11504                 bpf_log(log, "Tracing programs must provide btf_id\n");
11505                 return -EINVAL;
11506         }
11507         btf = tgt_prog ? tgt_prog->aux->btf : btf_vmlinux;
11508         if (!btf) {
11509                 bpf_log(log,
11510                         "FENTRY/FEXIT program can only be attached to another program annotated with BTF\n");
11511                 return -EINVAL;
11512         }
11513         t = btf_type_by_id(btf, btf_id);
11514         if (!t) {
11515                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u is invalid\n", btf_id);
11516                 return -EINVAL;
11517         }
11518         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
11519         if (!tname) {
11520                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u doesn't have a name\n", btf_id);
11521                 return -EINVAL;
11522         }
11523         if (tgt_prog) {
11524                 struct bpf_prog_aux *aux = tgt_prog->aux;
11525
11526                 for (i = 0; i < aux->func_info_cnt; i++)
11527                         if (aux->func_info[i].type_id == btf_id) {
11528                                 subprog = i;
11529                                 break;
11530                         }
11531                 if (subprog == -1) {
11532                         bpf_log(log, "Subprog %s doesn't exist\n", tname);
11533                         return -EINVAL;
11534                 }
11535                 conservative = aux->func_info_aux[subprog].unreliable;
11536                 if (prog_extension) {
11537                         if (conservative) {
11538                                 bpf_log(log,
11539                                         "Cannot replace static functions\n");
11540                                 return -EINVAL;
11541                         }
11542                         if (!prog->jit_requested) {
11543                                 bpf_log(log,
11544                                         "Extension programs should be JITed\n");
11545                                 return -EINVAL;
11546                         }
11547                 }
11548                 if (!tgt_prog->jited) {
11549                         bpf_log(log, "Can attach to only JITed progs\n");
11550                         return -EINVAL;
11551                 }
11552                 if (tgt_prog->type == prog->type) {
11553                         /* Cannot fentry/fexit another fentry/fexit program.
11554                          * Cannot attach program extension to another extension.
11555                          * It's ok to attach fentry/fexit to extension program.
11556                          */
11557                         bpf_log(log, "Cannot recursively attach\n");
11558                         return -EINVAL;
11559                 }
11560                 if (tgt_prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
11561                     prog_extension &&
11562                     (tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FENTRY ||
11563                      tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FEXIT)) {
11564                         /* Program extensions can extend all program types
11565                          * except fentry/fexit. The reason is the following.
11566                          * The fentry/fexit programs are used for performance
11567                          * analysis, stats and can be attached to any program
11568                          * type except themselves. When extension program is
11569                          * replacing XDP function it is necessary to allow
11570                          * performance analysis of all functions. Both original
11571                          * XDP program and its program extension. Hence
11572                          * attaching fentry/fexit to BPF_PROG_TYPE_EXT is
11573                          * allowed. If extending of fentry/fexit was allowed it
11574                          * would be possible to create long call chain
11575                          * fentry->extension->fentry->extension beyond
11576                          * reasonable stack size. Hence extending fentry is not
11577                          * allowed.
11578                          */
11579                         bpf_log(log, "Cannot extend fentry/fexit\n");
11580                         return -EINVAL;
11581                 }
11582         } else {
11583                 if (prog_extension) {
11584                         bpf_log(log, "Cannot replace kernel functions\n");
11585                         return -EINVAL;
11586                 }
11587         }
11588
11589         switch (prog->expected_attach_type) {
11590         case BPF_TRACE_RAW_TP:
11591                 if (tgt_prog) {
11592                         bpf_log(log,
11593                                 "Only FENTRY/FEXIT progs are attachable to another BPF prog\n");
11594                         return -EINVAL;
11595                 }
11596                 if (!btf_type_is_typedef(t)) {
11597                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a typedef\n",
11598                                 btf_id);
11599                         return -EINVAL;
11600                 }
11601                 if (strncmp(prefix, tname, sizeof(prefix) - 1)) {
11602                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u points to wrong type name %s\n",
11603                                 btf_id, tname);
11604                         return -EINVAL;
11605                 }
11606                 tname += sizeof(prefix) - 1;
11607                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
11608                 if (!btf_type_is_ptr(t))
11609                         /* should never happen in valid vmlinux build */
11610                         return -EINVAL;
11611                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
11612                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
11613                         /* should never happen in valid vmlinux build */
11614                         return -EINVAL;
11615
11616                 break;
11617         case BPF_TRACE_ITER:
11618                 if (!btf_type_is_func(t)) {
11619                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
11620                                 btf_id);
11621                         return -EINVAL;
11622                 }
11623                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
11624                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
11625                         return -EINVAL;
11626                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
11627                 if (ret)
11628                         return ret;
11629                 break;
11630         default:
11631                 if (!prog_extension)
11632                         return -EINVAL;
11633                 fallthrough;
11634         case BPF_MODIFY_RETURN:
11635         case BPF_LSM_MAC:
11636         case BPF_TRACE_FENTRY:
11637         case BPF_TRACE_FEXIT:
11638                 if (!btf_type_is_func(t)) {
11639                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
11640                                 btf_id);
11641                         return -EINVAL;
11642                 }
11643                 if (prog_extension &&
11644                     btf_check_type_match(log, prog, btf, t))
11645                         return -EINVAL;
11646                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
11647                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
11648                         return -EINVAL;
11649
11650                 if ((prog->aux->saved_dst_prog_type || prog->aux->saved_dst_attach_type) &&
11651                     (!tgt_prog || prog->aux->saved_dst_prog_type != tgt_prog->type ||
11652                      prog->aux->saved_dst_attach_type != tgt_prog->expected_attach_type))
11653                         return -EINVAL;
11654
11655                 if (tgt_prog && conservative)
11656                         t = NULL;
11657
11658                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
11659                 if (ret < 0)
11660                         return ret;
11661
11662                 if (tgt_prog) {
11663                         if (subprog == 0)
11664                                 addr = (long) tgt_prog->bpf_func;
11665                         else
11666                                 addr = (long) tgt_prog->aux->func[subprog]->bpf_func;
11667                 } else {
11668                         addr = kallsyms_lookup_name(tname);
11669                         if (!addr) {
11670                                 bpf_log(log,
11671                                         "The address of function %s cannot be found\n",
11672                                         tname);
11673                                 return -ENOENT;
11674                         }
11675                 }
11676
11677                 if (prog->aux->sleepable) {
11678                         ret = -EINVAL;
11679                         switch (prog->type) {
11680                         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
11681                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can be sleepable only if they are
11682                                  * attached to ALLOW_ERROR_INJECTION and are not in denylist.
11683                                  */
11684                                 if (!check_non_sleepable_error_inject(btf_id) &&
11685                                     within_error_injection_list(addr))
11686                                         ret = 0;
11687                                 break;
11688                         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
11689                                 /* LSM progs check that they are attached to bpf_lsm_*() funcs.
11690                                  * Only some of them are sleepable.
11691                                  */
11692                                 if (check_sleepable_lsm_hook(btf_id))
11693                                         ret = 0;
11694                                 break;
11695                         default:
11696                                 break;
11697                         }
11698                         if (ret) {
11699                                 bpf_log(log, "%s is not sleepable\n", tname);
11700                                 return ret;
11701                         }
11702                 } else if (prog->expected_attach_type == BPF_MODIFY_RETURN) {
11703                         if (tgt_prog) {
11704                                 bpf_log(log, "can't modify return codes of BPF programs\n");
11705                                 return -EINVAL;
11706                         }
11707                         ret = check_attach_modify_return(addr, tname);
11708                         if (ret) {
11709                                 bpf_log(log, "%s() is not modifiable\n", tname);
11710                                 return ret;
11711                         }
11712                 }
11713
11714                 break;
11715         }
11716         tgt_info->tgt_addr = addr;
11717         tgt_info->tgt_name = tname;
11718         tgt_info->tgt_type = t;
11719         return 0;
11720 }
11721
11722 static int check_attach_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
11723 {
11724         struct bpf_prog *prog = env->prog;
11725         struct bpf_prog *tgt_prog = prog->aux->dst_prog;
11726         struct bpf_attach_target_info tgt_info = {};
11727         u32 btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
11728         struct bpf_trampoline *tr;
11729         int ret;
11730         u64 key;
11731
11732         if (prog->aux->sleepable && prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
11733             prog->type != BPF_PROG_TYPE_LSM) {
11734                 verbose(env, "Only fentry/fexit/fmod_ret and lsm programs can be sleepable\n");
11735                 return -EINVAL;
11736         }
11737
11738         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS)
11739                 return check_struct_ops_btf_id(env);
11740
11741         if (prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
11742             prog->type != BPF_PROG_TYPE_LSM &&
11743             prog->type != BPF_PROG_TYPE_EXT)
11744                 return 0;
11745
11746         ret = bpf_check_attach_target(&env->log, prog, tgt_prog, btf_id, &tgt_info);
11747         if (ret)
11748                 return ret;
11749
11750         if (tgt_prog && prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
11751                 /* to make freplace equivalent to their targets, they need to
11752                  * inherit env->ops and expected_attach_type for the rest of the
11753                  * verification
11754                  */
11755                 env->ops = bpf_verifier_ops[tgt_prog->type];
11756                 prog->expected_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
11757         }
11758
11759         /* store info about the attachment target that will be used later */
11760         prog->aux->attach_func_proto = tgt_info.tgt_type;
11761         prog->aux->attach_func_name = tgt_info.tgt_name;
11762
11763         if (tgt_prog) {
11764                 prog->aux->saved_dst_prog_type = tgt_prog->type;
11765                 prog->aux->saved_dst_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
11766         }
11767
11768         if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_RAW_TP) {
11769                 prog->aux->attach_btf_trace = true;
11770                 return 0;
11771         } else if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_ITER) {
11772                 if (!bpf_iter_prog_supported(prog))
11773                         return -EINVAL;
11774                 return 0;
11775         }
11776
11777         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM) {
11778                 ret = bpf_lsm_verify_prog(&env->log, prog);
11779                 if (ret < 0)
11780                         return ret;
11781         }
11782
11783         key = bpf_trampoline_compute_key(tgt_prog, btf_id);
11784         tr = bpf_trampoline_get(key, &tgt_info);
11785         if (!tr)
11786                 return -ENOMEM;
11787
11788         prog->aux->dst_trampoline = tr;
11789         return 0;
11790 }
11791
11792 struct btf *bpf_get_btf_vmlinux(void)
11793 {
11794         if (!btf_vmlinux && IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_INFO_BTF)) {
11795                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
11796                 if (!btf_vmlinux)
11797                         btf_vmlinux = btf_parse_vmlinux();
11798                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
11799         }
11800         return btf_vmlinux;
11801 }
11802
11803 int bpf_check(struct bpf_prog **prog, union bpf_attr *attr,
11804               union bpf_attr __user *uattr)
11805 {
11806         u64 start_time = ktime_get_ns();
11807         struct bpf_verifier_env *env;
11808         struct bpf_verifier_log *log;
11809         int i, len, ret = -EINVAL;
11810         bool is_priv;
11811
11812         /* no program is valid */
11813         if (ARRAY_SIZE(bpf_verifier_ops) == 0)
11814                 return -EINVAL;
11815
11816         /* 'struct bpf_verifier_env' can be global, but since it's not small,
11817          * allocate/free it every time bpf_check() is called
11818          */
11819         env = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_env), GFP_KERNEL);
11820         if (!env)
11821                 return -ENOMEM;
11822         log = &env->log;
11823
11824         len = (*prog)->len;
11825         env->insn_aux_data =
11826                 vzalloc(array_size(sizeof(struct bpf_insn_aux_data), len));
11827         ret = -ENOMEM;
11828         if (!env->insn_aux_data)
11829                 goto err_free_env;
11830         for (i = 0; i < len; i++)
11831                 env->insn_aux_data[i].orig_idx = i;
11832         env->prog = *prog;
11833         env->ops = bpf_verifier_ops[env->prog->type];
11834         is_priv = bpf_capable();
11835
11836         bpf_get_btf_vmlinux();
11837
11838         /* grab the mutex to protect few globals used by verifier */
11839         if (!is_priv)
11840                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
11841
11842         if (attr->log_level || attr->log_buf || attr->log_size) {
11843                 /* user requested verbose verifier output
11844                  * and supplied buffer to store the verification trace
11845                  */
11846                 log->level = attr->log_level;
11847                 log->ubuf = (char __user *) (unsigned long) attr->log_buf;
11848                 log->len_total = attr->log_size;
11849
11850                 ret = -EINVAL;
11851                 /* log attributes have to be sane */
11852                 if (log->len_total < 128 || log->len_total > UINT_MAX >> 2 ||
11853                     !log->level || !log->ubuf || log->level & ~BPF_LOG_MASK)
11854                         goto err_unlock;
11855         }
11856
11857         if (IS_ERR(btf_vmlinux)) {
11858                 /* Either gcc or pahole or kernel are broken. */
11859                 verbose(env, "in-kernel BTF is malformed\n");
11860                 ret = PTR_ERR(btf_vmlinux);
11861                 goto skip_full_check;
11862         }
11863
11864         env->strict_alignment = !!(attr->prog_flags & BPF_F_STRICT_ALIGNMENT);
11865         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS))
11866                 env->strict_alignment = true;
11867         if (attr->prog_flags & BPF_F_ANY_ALIGNMENT)
11868                 env->strict_alignment = false;
11869
11870         env->allow_ptr_leaks = bpf_allow_ptr_leaks();
11871         env->allow_ptr_to_map_access = bpf_allow_ptr_to_map_access();
11872         env->bypass_spec_v1 = bpf_bypass_spec_v1();
11873         env->bypass_spec_v4 = bpf_bypass_spec_v4();
11874         env->bpf_capable = bpf_capable();
11875
11876         if (is_priv)
11877                 env->test_state_freq = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_STATE_FREQ;
11878
11879         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
11880                 ret = bpf_prog_offload_verifier_prep(env->prog);
11881                 if (ret)
11882                         goto skip_full_check;
11883         }
11884
11885         env->explored_states = kvcalloc(state_htab_size(env),
11886                                        sizeof(struct bpf_verifier_state_list *),
11887                                        GFP_USER);
11888         ret = -ENOMEM;
11889         if (!env->explored_states)
11890                 goto skip_full_check;
11891
11892         ret = check_subprogs(env);
11893         if (ret < 0)
11894                 goto skip_full_check;
11895
11896         ret = check_btf_info(env, attr, uattr);
11897         if (ret < 0)
11898                 goto skip_full_check;
11899
11900         ret = check_attach_btf_id(env);
11901         if (ret)
11902                 goto skip_full_check;
11903
11904         ret = resolve_pseudo_ldimm64(env);
11905         if (ret < 0)
11906                 goto skip_full_check;
11907
11908         ret = check_cfg(env);
11909         if (ret < 0)
11910                 goto skip_full_check;
11911
11912         ret = do_check_subprogs(env);
11913         ret = ret ?: do_check_main(env);
11914
11915         if (ret == 0 && bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
11916                 ret = bpf_prog_offload_finalize(env);
11917
11918 skip_full_check:
11919         kvfree(env->explored_states);
11920
11921         if (ret == 0)
11922                 ret = check_max_stack_depth(env);
11923
11924         /* instruction rewrites happen after this point */
11925         if (is_priv) {
11926                 if (ret == 0)
11927                         opt_hard_wire_dead_code_branches(env);
11928                 if (ret == 0)
11929                         ret = opt_remove_dead_code(env);
11930                 if (ret == 0)
11931                         ret = opt_remove_nops(env);
11932         } else {
11933                 if (ret == 0)
11934                         sanitize_dead_code(env);
11935         }
11936
11937         if (ret == 0)
11938                 /* program is valid, convert *(u32*)(ctx + off) accesses */
11939                 ret = convert_ctx_accesses(env);
11940
11941         if (ret == 0)
11942                 ret = fixup_bpf_calls(env);
11943
11944         /* do 32-bit optimization after insn patching has done so those patched
11945          * insns could be handled correctly.
11946          */
11947         if (ret == 0 && !bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
11948                 ret = opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(env, attr);
11949                 env->prog->aux->verifier_zext = bpf_jit_needs_zext() ? !ret
11950                                                                      : false;
11951         }
11952
11953         if (ret == 0)
11954                 ret = fixup_call_args(env);
11955
11956         env->verification_time = ktime_get_ns() - start_time;
11957         print_verification_stats(env);
11958
11959         if (log->level && bpf_verifier_log_full(log))
11960                 ret = -ENOSPC;
11961         if (log->level && !log->ubuf) {
11962                 ret = -EFAULT;
11963                 goto err_release_maps;
11964         }
11965
11966         if (ret == 0 && env->used_map_cnt) {
11967                 /* if program passed verifier, update used_maps in bpf_prog_info */
11968                 env->prog->aux->used_maps = kmalloc_array(env->used_map_cnt,
11969                                                           sizeof(env->used_maps[0]),
11970                                                           GFP_KERNEL);
11971
11972                 if (!env->prog->aux->used_maps) {
11973                         ret = -ENOMEM;
11974                         goto err_release_maps;
11975                 }
11976
11977                 memcpy(env->prog->aux->used_maps, env->used_maps,
11978                        sizeof(env->used_maps[0]) * env->used_map_cnt);
11979                 env->prog->aux->used_map_cnt = env->used_map_cnt;
11980
11981                 /* program is valid. Convert pseudo bpf_ld_imm64 into generic
11982                  * bpf_ld_imm64 instructions
11983                  */
11984                 convert_pseudo_ld_imm64(env);
11985         }
11986
11987         if (ret == 0)
11988                 adjust_btf_func(env);
11989
11990 err_release_maps:
11991         if (!env->prog->aux->used_maps)
11992                 /* if we didn't copy map pointers into bpf_prog_info, release
11993                  * them now. Otherwise free_used_maps() will release them.
11994                  */
11995                 release_maps(env);
11996
11997         /* extension progs temporarily inherit the attach_type of their targets
11998            for verification purposes, so set it back to zero before returning
11999          */
12000         if (env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT)
12001                 env->prog->expected_attach_type = 0;
12002
12003         *prog = env->prog;
12004 err_unlock:
12005         if (!is_priv)
12006                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
12007         vfree(env->insn_aux_data);
12008 err_free_env:
12009         kfree(env);
12010         return ret;
12011 }