Merge git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/netdev/net
[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 paths 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 either 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 static bool bpf_pseudo_call(const struct bpf_insn *insn)
232 {
233         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
234                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL;
235 }
236
237 static bool bpf_pseudo_kfunc_call(const struct bpf_insn *insn)
238 {
239         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
240                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL;
241 }
242
243 static bool bpf_pseudo_func(const struct bpf_insn *insn)
244 {
245         return insn->code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW) &&
246                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC;
247 }
248
249 struct bpf_call_arg_meta {
250         struct bpf_map *map_ptr;
251         bool raw_mode;
252         bool pkt_access;
253         int regno;
254         int access_size;
255         int mem_size;
256         u64 msize_max_value;
257         int ref_obj_id;
258         int map_uid;
259         int func_id;
260         struct btf *btf;
261         u32 btf_id;
262         struct btf *ret_btf;
263         u32 ret_btf_id;
264         u32 subprogno;
265 };
266
267 struct btf *btf_vmlinux;
268
269 static DEFINE_MUTEX(bpf_verifier_lock);
270
271 static const struct bpf_line_info *
272 find_linfo(const struct bpf_verifier_env *env, u32 insn_off)
273 {
274         const struct bpf_line_info *linfo;
275         const struct bpf_prog *prog;
276         u32 i, nr_linfo;
277
278         prog = env->prog;
279         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
280
281         if (!nr_linfo || insn_off >= prog->len)
282                 return NULL;
283
284         linfo = prog->aux->linfo;
285         for (i = 1; i < nr_linfo; i++)
286                 if (insn_off < linfo[i].insn_off)
287                         break;
288
289         return &linfo[i - 1];
290 }
291
292 void bpf_verifier_vlog(struct bpf_verifier_log *log, const char *fmt,
293                        va_list args)
294 {
295         unsigned int n;
296
297         n = vscnprintf(log->kbuf, BPF_VERIFIER_TMP_LOG_SIZE, fmt, args);
298
299         WARN_ONCE(n >= BPF_VERIFIER_TMP_LOG_SIZE - 1,
300                   "verifier log line truncated - local buffer too short\n");
301
302         n = min(log->len_total - log->len_used - 1, n);
303         log->kbuf[n] = '\0';
304
305         if (log->level == BPF_LOG_KERNEL) {
306                 pr_err("BPF:%s\n", log->kbuf);
307                 return;
308         }
309         if (!copy_to_user(log->ubuf + log->len_used, log->kbuf, n + 1))
310                 log->len_used += n;
311         else
312                 log->ubuf = NULL;
313 }
314
315 static void bpf_vlog_reset(struct bpf_verifier_log *log, u32 new_pos)
316 {
317         char zero = 0;
318
319         if (!bpf_verifier_log_needed(log))
320                 return;
321
322         log->len_used = new_pos;
323         if (put_user(zero, log->ubuf + new_pos))
324                 log->ubuf = NULL;
325 }
326
327 /* log_level controls verbosity level of eBPF verifier.
328  * bpf_verifier_log_write() is used to dump the verification trace to the log,
329  * so the user can figure out what's wrong with the program
330  */
331 __printf(2, 3) void bpf_verifier_log_write(struct bpf_verifier_env *env,
332                                            const char *fmt, ...)
333 {
334         va_list args;
335
336         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
337                 return;
338
339         va_start(args, fmt);
340         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
341         va_end(args);
342 }
343 EXPORT_SYMBOL_GPL(bpf_verifier_log_write);
344
345 __printf(2, 3) static void verbose(void *private_data, const char *fmt, ...)
346 {
347         struct bpf_verifier_env *env = private_data;
348         va_list args;
349
350         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
351                 return;
352
353         va_start(args, fmt);
354         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
355         va_end(args);
356 }
357
358 __printf(2, 3) void bpf_log(struct bpf_verifier_log *log,
359                             const char *fmt, ...)
360 {
361         va_list args;
362
363         if (!bpf_verifier_log_needed(log))
364                 return;
365
366         va_start(args, fmt);
367         bpf_verifier_vlog(log, fmt, args);
368         va_end(args);
369 }
370
371 static const char *ltrim(const char *s)
372 {
373         while (isspace(*s))
374                 s++;
375
376         return s;
377 }
378
379 __printf(3, 4) static void verbose_linfo(struct bpf_verifier_env *env,
380                                          u32 insn_off,
381                                          const char *prefix_fmt, ...)
382 {
383         const struct bpf_line_info *linfo;
384
385         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
386                 return;
387
388         linfo = find_linfo(env, insn_off);
389         if (!linfo || linfo == env->prev_linfo)
390                 return;
391
392         if (prefix_fmt) {
393                 va_list args;
394
395                 va_start(args, prefix_fmt);
396                 bpf_verifier_vlog(&env->log, prefix_fmt, args);
397                 va_end(args);
398         }
399
400         verbose(env, "%s\n",
401                 ltrim(btf_name_by_offset(env->prog->aux->btf,
402                                          linfo->line_off)));
403
404         env->prev_linfo = linfo;
405 }
406
407 static void verbose_invalid_scalar(struct bpf_verifier_env *env,
408                                    struct bpf_reg_state *reg,
409                                    struct tnum *range, const char *ctx,
410                                    const char *reg_name)
411 {
412         char tn_buf[48];
413
414         verbose(env, "At %s the register %s ", ctx, reg_name);
415         if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
416                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
417                 verbose(env, "has value %s", tn_buf);
418         } else {
419                 verbose(env, "has unknown scalar value");
420         }
421         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), *range);
422         verbose(env, " should have been in %s\n", tn_buf);
423 }
424
425 static bool type_is_pkt_pointer(enum bpf_reg_type type)
426 {
427         return type == PTR_TO_PACKET ||
428                type == PTR_TO_PACKET_META;
429 }
430
431 static bool type_is_sk_pointer(enum bpf_reg_type type)
432 {
433         return type == PTR_TO_SOCKET ||
434                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON ||
435                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
436                 type == PTR_TO_XDP_SOCK;
437 }
438
439 static bool reg_type_not_null(enum bpf_reg_type type)
440 {
441         return type == PTR_TO_SOCKET ||
442                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
443                 type == PTR_TO_MAP_VALUE ||
444                 type == PTR_TO_MAP_KEY ||
445                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON;
446 }
447
448 static bool reg_type_may_be_null(enum bpf_reg_type type)
449 {
450         return type == PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL ||
451                type == PTR_TO_SOCKET_OR_NULL ||
452                type == PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL ||
453                type == PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL ||
454                type == PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL ||
455                type == PTR_TO_MEM_OR_NULL ||
456                type == PTR_TO_RDONLY_BUF_OR_NULL ||
457                type == PTR_TO_RDWR_BUF_OR_NULL;
458 }
459
460 static bool reg_may_point_to_spin_lock(const struct bpf_reg_state *reg)
461 {
462         return reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE &&
463                 map_value_has_spin_lock(reg->map_ptr);
464 }
465
466 static bool reg_type_may_be_refcounted_or_null(enum bpf_reg_type type)
467 {
468         return type == PTR_TO_SOCKET ||
469                 type == PTR_TO_SOCKET_OR_NULL ||
470                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
471                 type == PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL ||
472                 type == PTR_TO_MEM ||
473                 type == PTR_TO_MEM_OR_NULL;
474 }
475
476 static bool arg_type_may_be_refcounted(enum bpf_arg_type type)
477 {
478         return type == ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON;
479 }
480
481 static bool arg_type_may_be_null(enum bpf_arg_type type)
482 {
483         return type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL ||
484                type == ARG_PTR_TO_MEM_OR_NULL ||
485                type == ARG_PTR_TO_CTX_OR_NULL ||
486                type == ARG_PTR_TO_SOCKET_OR_NULL ||
487                type == ARG_PTR_TO_ALLOC_MEM_OR_NULL ||
488                type == ARG_PTR_TO_STACK_OR_NULL;
489 }
490
491 /* Determine whether the function releases some resources allocated by another
492  * function call. The first reference type argument will be assumed to be
493  * released by release_reference().
494  */
495 static bool is_release_function(enum bpf_func_id func_id)
496 {
497         return func_id == BPF_FUNC_sk_release ||
498                func_id == BPF_FUNC_ringbuf_submit ||
499                func_id == BPF_FUNC_ringbuf_discard;
500 }
501
502 static bool may_be_acquire_function(enum bpf_func_id func_id)
503 {
504         return func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_tcp ||
505                 func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_udp ||
506                 func_id == BPF_FUNC_skc_lookup_tcp ||
507                 func_id == BPF_FUNC_map_lookup_elem ||
508                 func_id == BPF_FUNC_ringbuf_reserve;
509 }
510
511 static bool is_acquire_function(enum bpf_func_id func_id,
512                                 const struct bpf_map *map)
513 {
514         enum bpf_map_type map_type = map ? map->map_type : BPF_MAP_TYPE_UNSPEC;
515
516         if (func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_tcp ||
517             func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_udp ||
518             func_id == BPF_FUNC_skc_lookup_tcp ||
519             func_id == BPF_FUNC_ringbuf_reserve)
520                 return true;
521
522         if (func_id == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
523             (map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
524              map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH))
525                 return true;
526
527         return false;
528 }
529
530 static bool is_ptr_cast_function(enum bpf_func_id func_id)
531 {
532         return func_id == BPF_FUNC_tcp_sock ||
533                 func_id == BPF_FUNC_sk_fullsock ||
534                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_sock ||
535                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp6_sock ||
536                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_udp6_sock ||
537                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_timewait_sock ||
538                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_request_sock;
539 }
540
541 static bool is_cmpxchg_insn(const struct bpf_insn *insn)
542 {
543         return BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX &&
544                BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
545                insn->imm == BPF_CMPXCHG;
546 }
547
548 /* string representation of 'enum bpf_reg_type' */
549 static const char * const reg_type_str[] = {
550         [NOT_INIT]              = "?",
551         [SCALAR_VALUE]          = "inv",
552         [PTR_TO_CTX]            = "ctx",
553         [CONST_PTR_TO_MAP]      = "map_ptr",
554         [PTR_TO_MAP_VALUE]      = "map_value",
555         [PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL] = "map_value_or_null",
556         [PTR_TO_STACK]          = "fp",
557         [PTR_TO_PACKET]         = "pkt",
558         [PTR_TO_PACKET_META]    = "pkt_meta",
559         [PTR_TO_PACKET_END]     = "pkt_end",
560         [PTR_TO_FLOW_KEYS]      = "flow_keys",
561         [PTR_TO_SOCKET]         = "sock",
562         [PTR_TO_SOCKET_OR_NULL] = "sock_or_null",
563         [PTR_TO_SOCK_COMMON]    = "sock_common",
564         [PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL] = "sock_common_or_null",
565         [PTR_TO_TCP_SOCK]       = "tcp_sock",
566         [PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL] = "tcp_sock_or_null",
567         [PTR_TO_TP_BUFFER]      = "tp_buffer",
568         [PTR_TO_XDP_SOCK]       = "xdp_sock",
569         [PTR_TO_BTF_ID]         = "ptr_",
570         [PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL] = "ptr_or_null_",
571         [PTR_TO_PERCPU_BTF_ID]  = "percpu_ptr_",
572         [PTR_TO_MEM]            = "mem",
573         [PTR_TO_MEM_OR_NULL]    = "mem_or_null",
574         [PTR_TO_RDONLY_BUF]     = "rdonly_buf",
575         [PTR_TO_RDONLY_BUF_OR_NULL] = "rdonly_buf_or_null",
576         [PTR_TO_RDWR_BUF]       = "rdwr_buf",
577         [PTR_TO_RDWR_BUF_OR_NULL] = "rdwr_buf_or_null",
578         [PTR_TO_FUNC]           = "func",
579         [PTR_TO_MAP_KEY]        = "map_key",
580 };
581
582 static char slot_type_char[] = {
583         [STACK_INVALID] = '?',
584         [STACK_SPILL]   = 'r',
585         [STACK_MISC]    = 'm',
586         [STACK_ZERO]    = '0',
587 };
588
589 static void print_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
590                            enum bpf_reg_liveness live)
591 {
592         if (live & (REG_LIVE_READ | REG_LIVE_WRITTEN | REG_LIVE_DONE))
593             verbose(env, "_");
594         if (live & REG_LIVE_READ)
595                 verbose(env, "r");
596         if (live & REG_LIVE_WRITTEN)
597                 verbose(env, "w");
598         if (live & REG_LIVE_DONE)
599                 verbose(env, "D");
600 }
601
602 static struct bpf_func_state *func(struct bpf_verifier_env *env,
603                                    const struct bpf_reg_state *reg)
604 {
605         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
606
607         return cur->frame[reg->frameno];
608 }
609
610 static const char *kernel_type_name(const struct btf* btf, u32 id)
611 {
612         return btf_name_by_offset(btf, btf_type_by_id(btf, id)->name_off);
613 }
614
615 static void print_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
616                                  const struct bpf_func_state *state)
617 {
618         const struct bpf_reg_state *reg;
619         enum bpf_reg_type t;
620         int i;
621
622         if (state->frameno)
623                 verbose(env, " frame%d:", state->frameno);
624         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
625                 reg = &state->regs[i];
626                 t = reg->type;
627                 if (t == NOT_INIT)
628                         continue;
629                 verbose(env, " R%d", i);
630                 print_liveness(env, reg->live);
631                 verbose(env, "=%s", reg_type_str[t]);
632                 if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
633                         verbose(env, "P");
634                 if ((t == SCALAR_VALUE || t == PTR_TO_STACK) &&
635                     tnum_is_const(reg->var_off)) {
636                         /* reg->off should be 0 for SCALAR_VALUE */
637                         verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
638                 } else {
639                         if (t == PTR_TO_BTF_ID ||
640                             t == PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL ||
641                             t == PTR_TO_PERCPU_BTF_ID)
642                                 verbose(env, "%s", kernel_type_name(reg->btf, reg->btf_id));
643                         verbose(env, "(id=%d", reg->id);
644                         if (reg_type_may_be_refcounted_or_null(t))
645                                 verbose(env, ",ref_obj_id=%d", reg->ref_obj_id);
646                         if (t != SCALAR_VALUE)
647                                 verbose(env, ",off=%d", reg->off);
648                         if (type_is_pkt_pointer(t))
649                                 verbose(env, ",r=%d", reg->range);
650                         else if (t == CONST_PTR_TO_MAP ||
651                                  t == PTR_TO_MAP_KEY ||
652                                  t == PTR_TO_MAP_VALUE ||
653                                  t == PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL)
654                                 verbose(env, ",ks=%d,vs=%d",
655                                         reg->map_ptr->key_size,
656                                         reg->map_ptr->value_size);
657                         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
658                                 /* Typically an immediate SCALAR_VALUE, but
659                                  * could be a pointer whose offset is too big
660                                  * for reg->off
661                                  */
662                                 verbose(env, ",imm=%llx", reg->var_off.value);
663                         } else {
664                                 if (reg->smin_value != reg->umin_value &&
665                                     reg->smin_value != S64_MIN)
666                                         verbose(env, ",smin_value=%lld",
667                                                 (long long)reg->smin_value);
668                                 if (reg->smax_value != reg->umax_value &&
669                                     reg->smax_value != S64_MAX)
670                                         verbose(env, ",smax_value=%lld",
671                                                 (long long)reg->smax_value);
672                                 if (reg->umin_value != 0)
673                                         verbose(env, ",umin_value=%llu",
674                                                 (unsigned long long)reg->umin_value);
675                                 if (reg->umax_value != U64_MAX)
676                                         verbose(env, ",umax_value=%llu",
677                                                 (unsigned long long)reg->umax_value);
678                                 if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
679                                         char tn_buf[48];
680
681                                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
682                                         verbose(env, ",var_off=%s", tn_buf);
683                                 }
684                                 if (reg->s32_min_value != reg->smin_value &&
685                                     reg->s32_min_value != S32_MIN)
686                                         verbose(env, ",s32_min_value=%d",
687                                                 (int)(reg->s32_min_value));
688                                 if (reg->s32_max_value != reg->smax_value &&
689                                     reg->s32_max_value != S32_MAX)
690                                         verbose(env, ",s32_max_value=%d",
691                                                 (int)(reg->s32_max_value));
692                                 if (reg->u32_min_value != reg->umin_value &&
693                                     reg->u32_min_value != U32_MIN)
694                                         verbose(env, ",u32_min_value=%d",
695                                                 (int)(reg->u32_min_value));
696                                 if (reg->u32_max_value != reg->umax_value &&
697                                     reg->u32_max_value != U32_MAX)
698                                         verbose(env, ",u32_max_value=%d",
699                                                 (int)(reg->u32_max_value));
700                         }
701                         verbose(env, ")");
702                 }
703         }
704         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
705                 char types_buf[BPF_REG_SIZE + 1];
706                 bool valid = false;
707                 int j;
708
709                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++) {
710                         if (state->stack[i].slot_type[j] != STACK_INVALID)
711                                 valid = true;
712                         types_buf[j] = slot_type_char[
713                                         state->stack[i].slot_type[j]];
714                 }
715                 types_buf[BPF_REG_SIZE] = 0;
716                 if (!valid)
717                         continue;
718                 verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
719                 print_liveness(env, state->stack[i].spilled_ptr.live);
720                 if (state->stack[i].slot_type[0] == STACK_SPILL) {
721                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
722                         t = reg->type;
723                         verbose(env, "=%s", reg_type_str[t]);
724                         if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
725                                 verbose(env, "P");
726                         if (t == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off))
727                                 verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
728                 } else {
729                         verbose(env, "=%s", types_buf);
730                 }
731         }
732         if (state->acquired_refs && state->refs[0].id) {
733                 verbose(env, " refs=%d", state->refs[0].id);
734                 for (i = 1; i < state->acquired_refs; i++)
735                         if (state->refs[i].id)
736                                 verbose(env, ",%d", state->refs[i].id);
737         }
738         if (state->in_callback_fn)
739                 verbose(env, " cb");
740         if (state->in_async_callback_fn)
741                 verbose(env, " async_cb");
742         verbose(env, "\n");
743 }
744
745 /* copy array src of length n * size bytes to dst. dst is reallocated if it's too
746  * small to hold src. This is different from krealloc since we don't want to preserve
747  * the contents of dst.
748  *
749  * Leaves dst untouched if src is NULL or length is zero. Returns NULL if memory could
750  * not be allocated.
751  */
752 static void *copy_array(void *dst, const void *src, size_t n, size_t size, gfp_t flags)
753 {
754         size_t bytes;
755
756         if (ZERO_OR_NULL_PTR(src))
757                 goto out;
758
759         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
760                 return NULL;
761
762         if (ksize(dst) < bytes) {
763                 kfree(dst);
764                 dst = kmalloc_track_caller(bytes, flags);
765                 if (!dst)
766                         return NULL;
767         }
768
769         memcpy(dst, src, bytes);
770 out:
771         return dst ? dst : ZERO_SIZE_PTR;
772 }
773
774 /* resize an array from old_n items to new_n items. the array is reallocated if it's too
775  * small to hold new_n items. new items are zeroed out if the array grows.
776  *
777  * Contrary to krealloc_array, does not free arr if new_n is zero.
778  */
779 static void *realloc_array(void *arr, size_t old_n, size_t new_n, size_t size)
780 {
781         if (!new_n || old_n == new_n)
782                 goto out;
783
784         arr = krealloc_array(arr, new_n, size, GFP_KERNEL);
785         if (!arr)
786                 return NULL;
787
788         if (new_n > old_n)
789                 memset(arr + old_n * size, 0, (new_n - old_n) * size);
790
791 out:
792         return arr ? arr : ZERO_SIZE_PTR;
793 }
794
795 static int copy_reference_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
796 {
797         dst->refs = copy_array(dst->refs, src->refs, src->acquired_refs,
798                                sizeof(struct bpf_reference_state), GFP_KERNEL);
799         if (!dst->refs)
800                 return -ENOMEM;
801
802         dst->acquired_refs = src->acquired_refs;
803         return 0;
804 }
805
806 static int copy_stack_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
807 {
808         size_t n = src->allocated_stack / BPF_REG_SIZE;
809
810         dst->stack = copy_array(dst->stack, src->stack, n, sizeof(struct bpf_stack_state),
811                                 GFP_KERNEL);
812         if (!dst->stack)
813                 return -ENOMEM;
814
815         dst->allocated_stack = src->allocated_stack;
816         return 0;
817 }
818
819 static int resize_reference_state(struct bpf_func_state *state, size_t n)
820 {
821         state->refs = realloc_array(state->refs, state->acquired_refs, n,
822                                     sizeof(struct bpf_reference_state));
823         if (!state->refs)
824                 return -ENOMEM;
825
826         state->acquired_refs = n;
827         return 0;
828 }
829
830 static int grow_stack_state(struct bpf_func_state *state, int size)
831 {
832         size_t old_n = state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE, n = size / BPF_REG_SIZE;
833
834         if (old_n >= n)
835                 return 0;
836
837         state->stack = realloc_array(state->stack, old_n, n, sizeof(struct bpf_stack_state));
838         if (!state->stack)
839                 return -ENOMEM;
840
841         state->allocated_stack = size;
842         return 0;
843 }
844
845 /* Acquire a pointer id from the env and update the state->refs to include
846  * this new pointer reference.
847  * On success, returns a valid pointer id to associate with the register
848  * On failure, returns a negative errno.
849  */
850 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
851 {
852         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
853         int new_ofs = state->acquired_refs;
854         int id, err;
855
856         err = resize_reference_state(state, state->acquired_refs + 1);
857         if (err)
858                 return err;
859         id = ++env->id_gen;
860         state->refs[new_ofs].id = id;
861         state->refs[new_ofs].insn_idx = insn_idx;
862
863         return id;
864 }
865
866 /* release function corresponding to acquire_reference_state(). Idempotent. */
867 static int release_reference_state(struct bpf_func_state *state, int ptr_id)
868 {
869         int i, last_idx;
870
871         last_idx = state->acquired_refs - 1;
872         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
873                 if (state->refs[i].id == ptr_id) {
874                         if (last_idx && i != last_idx)
875                                 memcpy(&state->refs[i], &state->refs[last_idx],
876                                        sizeof(*state->refs));
877                         memset(&state->refs[last_idx], 0, sizeof(*state->refs));
878                         state->acquired_refs--;
879                         return 0;
880                 }
881         }
882         return -EINVAL;
883 }
884
885 static void free_func_state(struct bpf_func_state *state)
886 {
887         if (!state)
888                 return;
889         kfree(state->refs);
890         kfree(state->stack);
891         kfree(state);
892 }
893
894 static void clear_jmp_history(struct bpf_verifier_state *state)
895 {
896         kfree(state->jmp_history);
897         state->jmp_history = NULL;
898         state->jmp_history_cnt = 0;
899 }
900
901 static void free_verifier_state(struct bpf_verifier_state *state,
902                                 bool free_self)
903 {
904         int i;
905
906         for (i = 0; i <= state->curframe; i++) {
907                 free_func_state(state->frame[i]);
908                 state->frame[i] = NULL;
909         }
910         clear_jmp_history(state);
911         if (free_self)
912                 kfree(state);
913 }
914
915 /* copy verifier state from src to dst growing dst stack space
916  * when necessary to accommodate larger src stack
917  */
918 static int copy_func_state(struct bpf_func_state *dst,
919                            const struct bpf_func_state *src)
920 {
921         int err;
922
923         memcpy(dst, src, offsetof(struct bpf_func_state, acquired_refs));
924         err = copy_reference_state(dst, src);
925         if (err)
926                 return err;
927         return copy_stack_state(dst, src);
928 }
929
930 static int copy_verifier_state(struct bpf_verifier_state *dst_state,
931                                const struct bpf_verifier_state *src)
932 {
933         struct bpf_func_state *dst;
934         int i, err;
935
936         dst_state->jmp_history = copy_array(dst_state->jmp_history, src->jmp_history,
937                                             src->jmp_history_cnt, sizeof(struct bpf_idx_pair),
938                                             GFP_USER);
939         if (!dst_state->jmp_history)
940                 return -ENOMEM;
941         dst_state->jmp_history_cnt = src->jmp_history_cnt;
942
943         /* if dst has more stack frames then src frame, free them */
944         for (i = src->curframe + 1; i <= dst_state->curframe; i++) {
945                 free_func_state(dst_state->frame[i]);
946                 dst_state->frame[i] = NULL;
947         }
948         dst_state->speculative = src->speculative;
949         dst_state->curframe = src->curframe;
950         dst_state->active_spin_lock = src->active_spin_lock;
951         dst_state->branches = src->branches;
952         dst_state->parent = src->parent;
953         dst_state->first_insn_idx = src->first_insn_idx;
954         dst_state->last_insn_idx = src->last_insn_idx;
955         for (i = 0; i <= src->curframe; i++) {
956                 dst = dst_state->frame[i];
957                 if (!dst) {
958                         dst = kzalloc(sizeof(*dst), GFP_KERNEL);
959                         if (!dst)
960                                 return -ENOMEM;
961                         dst_state->frame[i] = dst;
962                 }
963                 err = copy_func_state(dst, src->frame[i]);
964                 if (err)
965                         return err;
966         }
967         return 0;
968 }
969
970 static void update_branch_counts(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
971 {
972         while (st) {
973                 u32 br = --st->branches;
974
975                 /* WARN_ON(br > 1) technically makes sense here,
976                  * but see comment in push_stack(), hence:
977                  */
978                 WARN_ONCE((int)br < 0,
979                           "BUG update_branch_counts:branches_to_explore=%d\n",
980                           br);
981                 if (br)
982                         break;
983                 st = st->parent;
984         }
985 }
986
987 static int pop_stack(struct bpf_verifier_env *env, int *prev_insn_idx,
988                      int *insn_idx, bool pop_log)
989 {
990         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
991         struct bpf_verifier_stack_elem *elem, *head = env->head;
992         int err;
993
994         if (env->head == NULL)
995                 return -ENOENT;
996
997         if (cur) {
998                 err = copy_verifier_state(cur, &head->st);
999                 if (err)
1000                         return err;
1001         }
1002         if (pop_log)
1003                 bpf_vlog_reset(&env->log, head->log_pos);
1004         if (insn_idx)
1005                 *insn_idx = head->insn_idx;
1006         if (prev_insn_idx)
1007                 *prev_insn_idx = head->prev_insn_idx;
1008         elem = head->next;
1009         free_verifier_state(&head->st, false);
1010         kfree(head);
1011         env->head = elem;
1012         env->stack_size--;
1013         return 0;
1014 }
1015
1016 static struct bpf_verifier_state *push_stack(struct bpf_verifier_env *env,
1017                                              int insn_idx, int prev_insn_idx,
1018                                              bool speculative)
1019 {
1020         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1021         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
1022         int err;
1023
1024         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
1025         if (!elem)
1026                 goto err;
1027
1028         elem->insn_idx = insn_idx;
1029         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
1030         elem->next = env->head;
1031         elem->log_pos = env->log.len_used;
1032         env->head = elem;
1033         env->stack_size++;
1034         err = copy_verifier_state(&elem->st, cur);
1035         if (err)
1036                 goto err;
1037         elem->st.speculative |= speculative;
1038         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
1039                 verbose(env, "The sequence of %d jumps is too complex.\n",
1040                         env->stack_size);
1041                 goto err;
1042         }
1043         if (elem->st.parent) {
1044                 ++elem->st.parent->branches;
1045                 /* WARN_ON(branches > 2) technically makes sense here,
1046                  * but
1047                  * 1. speculative states will bump 'branches' for non-branch
1048                  * instructions
1049                  * 2. is_state_visited() heuristics may decide not to create
1050                  * a new state for a sequence of branches and all such current
1051                  * and cloned states will be pointing to a single parent state
1052                  * which might have large 'branches' count.
1053                  */
1054         }
1055         return &elem->st;
1056 err:
1057         free_verifier_state(env->cur_state, true);
1058         env->cur_state = NULL;
1059         /* pop all elements and return */
1060         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
1061         return NULL;
1062 }
1063
1064 #define CALLER_SAVED_REGS 6
1065 static const int caller_saved[CALLER_SAVED_REGS] = {
1066         BPF_REG_0, BPF_REG_1, BPF_REG_2, BPF_REG_3, BPF_REG_4, BPF_REG_5
1067 };
1068
1069 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
1070                                 struct bpf_reg_state *reg);
1071
1072 /* This helper doesn't clear reg->id */
1073 static void ___mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1074 {
1075         reg->var_off = tnum_const(imm);
1076         reg->smin_value = (s64)imm;
1077         reg->smax_value = (s64)imm;
1078         reg->umin_value = imm;
1079         reg->umax_value = imm;
1080
1081         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1082         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1083         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1084         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1085 }
1086
1087 /* Mark the unknown part of a register (variable offset or scalar value) as
1088  * known to have the value @imm.
1089  */
1090 static void __mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1091 {
1092         /* Clear id, off, and union(map_ptr, range) */
1093         memset(((u8 *)reg) + sizeof(reg->type), 0,
1094                offsetof(struct bpf_reg_state, var_off) - sizeof(reg->type));
1095         ___mark_reg_known(reg, imm);
1096 }
1097
1098 static void __mark_reg32_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1099 {
1100         reg->var_off = tnum_const_subreg(reg->var_off, imm);
1101         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1102         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1103         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1104         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1105 }
1106
1107 /* Mark the 'variable offset' part of a register as zero.  This should be
1108  * used only on registers holding a pointer type.
1109  */
1110 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1111 {
1112         __mark_reg_known(reg, 0);
1113 }
1114
1115 static void __mark_reg_const_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1116 {
1117         __mark_reg_known(reg, 0);
1118         reg->type = SCALAR_VALUE;
1119 }
1120
1121 static void mark_reg_known_zero(struct bpf_verifier_env *env,
1122                                 struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1123 {
1124         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1125                 verbose(env, "mark_reg_known_zero(regs, %u)\n", regno);
1126                 /* Something bad happened, let's kill all regs */
1127                 for (regno = 0; regno < MAX_BPF_REG; regno++)
1128                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1129                 return;
1130         }
1131         __mark_reg_known_zero(regs + regno);
1132 }
1133
1134 static void mark_ptr_not_null_reg(struct bpf_reg_state *reg)
1135 {
1136         switch (reg->type) {
1137         case PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL: {
1138                 const struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
1139
1140                 if (map->inner_map_meta) {
1141                         reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
1142                         reg->map_ptr = map->inner_map_meta;
1143                         /* transfer reg's id which is unique for every map_lookup_elem
1144                          * as UID of the inner map.
1145                          */
1146                         reg->map_uid = reg->id;
1147                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_XSKMAP) {
1148                         reg->type = PTR_TO_XDP_SOCK;
1149                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
1150                            map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH) {
1151                         reg->type = PTR_TO_SOCKET;
1152                 } else {
1153                         reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
1154                 }
1155                 break;
1156         }
1157         case PTR_TO_SOCKET_OR_NULL:
1158                 reg->type = PTR_TO_SOCKET;
1159                 break;
1160         case PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL:
1161                 reg->type = PTR_TO_SOCK_COMMON;
1162                 break;
1163         case PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL:
1164                 reg->type = PTR_TO_TCP_SOCK;
1165                 break;
1166         case PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL:
1167                 reg->type = PTR_TO_BTF_ID;
1168                 break;
1169         case PTR_TO_MEM_OR_NULL:
1170                 reg->type = PTR_TO_MEM;
1171                 break;
1172         case PTR_TO_RDONLY_BUF_OR_NULL:
1173                 reg->type = PTR_TO_RDONLY_BUF;
1174                 break;
1175         case PTR_TO_RDWR_BUF_OR_NULL:
1176                 reg->type = PTR_TO_RDWR_BUF;
1177                 break;
1178         default:
1179                 WARN_ONCE(1, "unknown nullable register type");
1180         }
1181 }
1182
1183 static bool reg_is_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg)
1184 {
1185         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
1186 }
1187
1188 static bool reg_is_pkt_pointer_any(const struct bpf_reg_state *reg)
1189 {
1190         return reg_is_pkt_pointer(reg) ||
1191                reg->type == PTR_TO_PACKET_END;
1192 }
1193
1194 /* Unmodified PTR_TO_PACKET[_META,_END] register from ctx access. */
1195 static bool reg_is_init_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg,
1196                                     enum bpf_reg_type which)
1197 {
1198         /* The register can already have a range from prior markings.
1199          * This is fine as long as it hasn't been advanced from its
1200          * origin.
1201          */
1202         return reg->type == which &&
1203                reg->id == 0 &&
1204                reg->off == 0 &&
1205                tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
1206 }
1207
1208 /* Reset the min/max bounds of a register */
1209 static void __mark_reg_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1210 {
1211         reg->smin_value = S64_MIN;
1212         reg->smax_value = S64_MAX;
1213         reg->umin_value = 0;
1214         reg->umax_value = U64_MAX;
1215
1216         reg->s32_min_value = S32_MIN;
1217         reg->s32_max_value = S32_MAX;
1218         reg->u32_min_value = 0;
1219         reg->u32_max_value = U32_MAX;
1220 }
1221
1222 static void __mark_reg64_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1223 {
1224         reg->smin_value = S64_MIN;
1225         reg->smax_value = S64_MAX;
1226         reg->umin_value = 0;
1227         reg->umax_value = U64_MAX;
1228 }
1229
1230 static void __mark_reg32_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1231 {
1232         reg->s32_min_value = S32_MIN;
1233         reg->s32_max_value = S32_MAX;
1234         reg->u32_min_value = 0;
1235         reg->u32_max_value = U32_MAX;
1236 }
1237
1238 static void __update_reg32_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1239 {
1240         struct tnum var32_off = tnum_subreg(reg->var_off);
1241
1242         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
1243         reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value,
1244                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MIN));
1245         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
1246         reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value,
1247                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MAX));
1248         reg->u32_min_value = max_t(u32, reg->u32_min_value, (u32)var32_off.value);
1249         reg->u32_max_value = min(reg->u32_max_value,
1250                                  (u32)(var32_off.value | var32_off.mask));
1251 }
1252
1253 static void __update_reg64_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1254 {
1255         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
1256         reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value,
1257                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MIN));
1258         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
1259         reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value,
1260                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MAX));
1261         reg->umin_value = max(reg->umin_value, reg->var_off.value);
1262         reg->umax_value = min(reg->umax_value,
1263                               reg->var_off.value | reg->var_off.mask);
1264 }
1265
1266 static void __update_reg_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1267 {
1268         __update_reg32_bounds(reg);
1269         __update_reg64_bounds(reg);
1270 }
1271
1272 /* Uses signed min/max values to inform unsigned, and vice-versa */
1273 static void __reg32_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1274 {
1275         /* Learn sign from signed bounds.
1276          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
1277          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
1278          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
1279          */
1280         if (reg->s32_min_value >= 0 || reg->s32_max_value < 0) {
1281                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
1282                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
1283                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
1284                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
1285                 return;
1286         }
1287         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
1288          * boundary, so we must be careful.
1289          */
1290         if ((s32)reg->u32_max_value >= 0) {
1291                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
1292                  * is positive, hence safe.
1293                  */
1294                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value;
1295                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
1296                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
1297         } else if ((s32)reg->u32_min_value < 0) {
1298                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
1299                  * is negative, hence safe.
1300                  */
1301                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
1302                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
1303                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value;
1304         }
1305 }
1306
1307 static void __reg64_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1308 {
1309         /* Learn sign from signed bounds.
1310          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
1311          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
1312          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
1313          */
1314         if (reg->smin_value >= 0 || reg->smax_value < 0) {
1315                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
1316                                                           reg->umin_value);
1317                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
1318                                                           reg->umax_value);
1319                 return;
1320         }
1321         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
1322          * boundary, so we must be careful.
1323          */
1324         if ((s64)reg->umax_value >= 0) {
1325                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
1326                  * is positive, hence safe.
1327                  */
1328                 reg->smin_value = reg->umin_value;
1329                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
1330                                                           reg->umax_value);
1331         } else if ((s64)reg->umin_value < 0) {
1332                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
1333                  * is negative, hence safe.
1334                  */
1335                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
1336                                                           reg->umin_value);
1337                 reg->smax_value = reg->umax_value;
1338         }
1339 }
1340
1341 static void __reg_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1342 {
1343         __reg32_deduce_bounds(reg);
1344         __reg64_deduce_bounds(reg);
1345 }
1346
1347 /* Attempts to improve var_off based on unsigned min/max information */
1348 static void __reg_bound_offset(struct bpf_reg_state *reg)
1349 {
1350         struct tnum var64_off = tnum_intersect(reg->var_off,
1351                                                tnum_range(reg->umin_value,
1352                                                           reg->umax_value));
1353         struct tnum var32_off = tnum_intersect(tnum_subreg(reg->var_off),
1354                                                 tnum_range(reg->u32_min_value,
1355                                                            reg->u32_max_value));
1356
1357         reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(var64_off), var32_off);
1358 }
1359
1360 static void __reg_assign_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
1361 {
1362         reg->umin_value = reg->u32_min_value;
1363         reg->umax_value = reg->u32_max_value;
1364         /* Attempt to pull 32-bit signed bounds into 64-bit bounds
1365          * but must be positive otherwise set to worse case bounds
1366          * and refine later from tnum.
1367          */
1368         if (reg->s32_min_value >= 0 && reg->s32_max_value >= 0)
1369                 reg->smax_value = reg->s32_max_value;
1370         else
1371                 reg->smax_value = U32_MAX;
1372         if (reg->s32_min_value >= 0)
1373                 reg->smin_value = reg->s32_min_value;
1374         else
1375                 reg->smin_value = 0;
1376 }
1377
1378 static void __reg_combine_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
1379 {
1380         /* special case when 64-bit register has upper 32-bit register
1381          * zeroed. Typically happens after zext or <<32, >>32 sequence
1382          * allowing us to use 32-bit bounds directly,
1383          */
1384         if (tnum_equals_const(tnum_clear_subreg(reg->var_off), 0)) {
1385                 __reg_assign_32_into_64(reg);
1386         } else {
1387                 /* Otherwise the best we can do is push lower 32bit known and
1388                  * unknown bits into register (var_off set from jmp logic)
1389                  * then learn as much as possible from the 64-bit tnum
1390                  * known and unknown bits. The previous smin/smax bounds are
1391                  * invalid here because of jmp32 compare so mark them unknown
1392                  * so they do not impact tnum bounds calculation.
1393                  */
1394                 __mark_reg64_unbounded(reg);
1395                 __update_reg_bounds(reg);
1396         }
1397
1398         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
1399          * slightly.  e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
1400          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
1401          */
1402         __reg_deduce_bounds(reg);
1403         __reg_bound_offset(reg);
1404         __update_reg_bounds(reg);
1405 }
1406
1407 static bool __reg64_bound_s32(s64 a)
1408 {
1409         return a > S32_MIN && a < S32_MAX;
1410 }
1411
1412 static bool __reg64_bound_u32(u64 a)
1413 {
1414         return a > U32_MIN && a < U32_MAX;
1415 }
1416
1417 static void __reg_combine_64_into_32(struct bpf_reg_state *reg)
1418 {
1419         __mark_reg32_unbounded(reg);
1420
1421         if (__reg64_bound_s32(reg->smin_value) && __reg64_bound_s32(reg->smax_value)) {
1422                 reg->s32_min_value = (s32)reg->smin_value;
1423                 reg->s32_max_value = (s32)reg->smax_value;
1424         }
1425         if (__reg64_bound_u32(reg->umin_value) && __reg64_bound_u32(reg->umax_value)) {
1426                 reg->u32_min_value = (u32)reg->umin_value;
1427                 reg->u32_max_value = (u32)reg->umax_value;
1428         }
1429
1430         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
1431          * slightly.  e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
1432          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
1433          */
1434         __reg_deduce_bounds(reg);
1435         __reg_bound_offset(reg);
1436         __update_reg_bounds(reg);
1437 }
1438
1439 /* Mark a register as having a completely unknown (scalar) value. */
1440 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
1441                                struct bpf_reg_state *reg)
1442 {
1443         /*
1444          * Clear type, id, off, and union(map_ptr, range) and
1445          * padding between 'type' and union
1446          */
1447         memset(reg, 0, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off));
1448         reg->type = SCALAR_VALUE;
1449         reg->var_off = tnum_unknown;
1450         reg->frameno = 0;
1451         reg->precise = env->subprog_cnt > 1 || !env->bpf_capable;
1452         __mark_reg_unbounded(reg);
1453 }
1454
1455 static void mark_reg_unknown(struct bpf_verifier_env *env,
1456                              struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1457 {
1458         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1459                 verbose(env, "mark_reg_unknown(regs, %u)\n", regno);
1460                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
1461                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
1462                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1463                 return;
1464         }
1465         __mark_reg_unknown(env, regs + regno);
1466 }
1467
1468 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
1469                                 struct bpf_reg_state *reg)
1470 {
1471         __mark_reg_unknown(env, reg);
1472         reg->type = NOT_INIT;
1473 }
1474
1475 static void mark_reg_not_init(struct bpf_verifier_env *env,
1476                               struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1477 {
1478         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1479                 verbose(env, "mark_reg_not_init(regs, %u)\n", regno);
1480                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
1481                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
1482                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1483                 return;
1484         }
1485         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1486 }
1487
1488 static void mark_btf_ld_reg(struct bpf_verifier_env *env,
1489                             struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
1490                             enum bpf_reg_type reg_type,
1491                             struct btf *btf, u32 btf_id)
1492 {
1493         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
1494                 mark_reg_unknown(env, regs, regno);
1495                 return;
1496         }
1497         mark_reg_known_zero(env, regs, regno);
1498         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID;
1499         regs[regno].btf = btf;
1500         regs[regno].btf_id = btf_id;
1501 }
1502
1503 #define DEF_NOT_SUBREG  (0)
1504 static void init_reg_state(struct bpf_verifier_env *env,
1505                            struct bpf_func_state *state)
1506 {
1507         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
1508         int i;
1509
1510         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
1511                 mark_reg_not_init(env, regs, i);
1512                 regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
1513                 regs[i].parent = NULL;
1514                 regs[i].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
1515         }
1516
1517         /* frame pointer */
1518         regs[BPF_REG_FP].type = PTR_TO_STACK;
1519         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_FP);
1520         regs[BPF_REG_FP].frameno = state->frameno;
1521 }
1522
1523 #define BPF_MAIN_FUNC (-1)
1524 static void init_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
1525                             struct bpf_func_state *state,
1526                             int callsite, int frameno, int subprogno)
1527 {
1528         state->callsite = callsite;
1529         state->frameno = frameno;
1530         state->subprogno = subprogno;
1531         init_reg_state(env, state);
1532 }
1533
1534 /* Similar to push_stack(), but for async callbacks */
1535 static struct bpf_verifier_state *push_async_cb(struct bpf_verifier_env *env,
1536                                                 int insn_idx, int prev_insn_idx,
1537                                                 int subprog)
1538 {
1539         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
1540         struct bpf_func_state *frame;
1541
1542         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
1543         if (!elem)
1544                 goto err;
1545
1546         elem->insn_idx = insn_idx;
1547         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
1548         elem->next = env->head;
1549         elem->log_pos = env->log.len_used;
1550         env->head = elem;
1551         env->stack_size++;
1552         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
1553                 verbose(env,
1554                         "The sequence of %d jumps is too complex for async cb.\n",
1555                         env->stack_size);
1556                 goto err;
1557         }
1558         /* Unlike push_stack() do not copy_verifier_state().
1559          * The caller state doesn't matter.
1560          * This is async callback. It starts in a fresh stack.
1561          * Initialize it similar to do_check_common().
1562          */
1563         elem->st.branches = 1;
1564         frame = kzalloc(sizeof(*frame), GFP_KERNEL);
1565         if (!frame)
1566                 goto err;
1567         init_func_state(env, frame,
1568                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
1569                         0 /* frameno within this callchain */,
1570                         subprog /* subprog number within this prog */);
1571         elem->st.frame[0] = frame;
1572         return &elem->st;
1573 err:
1574         free_verifier_state(env->cur_state, true);
1575         env->cur_state = NULL;
1576         /* pop all elements and return */
1577         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
1578         return NULL;
1579 }
1580
1581
1582 enum reg_arg_type {
1583         SRC_OP,         /* register is used as source operand */
1584         DST_OP,         /* register is used as destination operand */
1585         DST_OP_NO_MARK  /* same as above, check only, don't mark */
1586 };
1587
1588 static int cmp_subprogs(const void *a, const void *b)
1589 {
1590         return ((struct bpf_subprog_info *)a)->start -
1591                ((struct bpf_subprog_info *)b)->start;
1592 }
1593
1594 static int find_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
1595 {
1596         struct bpf_subprog_info *p;
1597
1598         p = bsearch(&off, env->subprog_info, env->subprog_cnt,
1599                     sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs);
1600         if (!p)
1601                 return -ENOENT;
1602         return p - env->subprog_info;
1603
1604 }
1605
1606 static int add_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
1607 {
1608         int insn_cnt = env->prog->len;
1609         int ret;
1610
1611         if (off >= insn_cnt || off < 0) {
1612                 verbose(env, "call to invalid destination\n");
1613                 return -EINVAL;
1614         }
1615         ret = find_subprog(env, off);
1616         if (ret >= 0)
1617                 return ret;
1618         if (env->subprog_cnt >= BPF_MAX_SUBPROGS) {
1619                 verbose(env, "too many subprograms\n");
1620                 return -E2BIG;
1621         }
1622         /* determine subprog starts. The end is one before the next starts */
1623         env->subprog_info[env->subprog_cnt++].start = off;
1624         sort(env->subprog_info, env->subprog_cnt,
1625              sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs, NULL);
1626         return env->subprog_cnt - 1;
1627 }
1628
1629 struct bpf_kfunc_desc {
1630         struct btf_func_model func_model;
1631         u32 func_id;
1632         s32 imm;
1633 };
1634
1635 #define MAX_KFUNC_DESCS 256
1636 struct bpf_kfunc_desc_tab {
1637         struct bpf_kfunc_desc descs[MAX_KFUNC_DESCS];
1638         u32 nr_descs;
1639 };
1640
1641 static int kfunc_desc_cmp_by_id(const void *a, const void *b)
1642 {
1643         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
1644         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
1645
1646         /* func_id is not greater than BTF_MAX_TYPE */
1647         return d0->func_id - d1->func_id;
1648 }
1649
1650 static const struct bpf_kfunc_desc *
1651 find_kfunc_desc(const struct bpf_prog *prog, u32 func_id)
1652 {
1653         struct bpf_kfunc_desc desc = {
1654                 .func_id = func_id,
1655         };
1656         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
1657
1658         tab = prog->aux->kfunc_tab;
1659         return bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
1660                        sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_id);
1661 }
1662
1663 static int add_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, u32 func_id)
1664 {
1665         const struct btf_type *func, *func_proto;
1666         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
1667         struct bpf_prog_aux *prog_aux;
1668         struct bpf_kfunc_desc *desc;
1669         const char *func_name;
1670         unsigned long addr;
1671         int err;
1672
1673         prog_aux = env->prog->aux;
1674         tab = prog_aux->kfunc_tab;
1675         if (!tab) {
1676                 if (!btf_vmlinux) {
1677                         verbose(env, "calling kernel function is not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
1678                         return -ENOTSUPP;
1679                 }
1680
1681                 if (!env->prog->jit_requested) {
1682                         verbose(env, "JIT is required for calling kernel function\n");
1683                         return -ENOTSUPP;
1684                 }
1685
1686                 if (!bpf_jit_supports_kfunc_call()) {
1687                         verbose(env, "JIT does not support calling kernel function\n");
1688                         return -ENOTSUPP;
1689                 }
1690
1691                 if (!env->prog->gpl_compatible) {
1692                         verbose(env, "cannot call kernel function from non-GPL compatible program\n");
1693                         return -EINVAL;
1694                 }
1695
1696                 tab = kzalloc(sizeof(*tab), GFP_KERNEL);
1697                 if (!tab)
1698                         return -ENOMEM;
1699                 prog_aux->kfunc_tab = tab;
1700         }
1701
1702         if (find_kfunc_desc(env->prog, func_id))
1703                 return 0;
1704
1705         if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_DESCS) {
1706                 verbose(env, "too many different kernel function calls\n");
1707                 return -E2BIG;
1708         }
1709
1710         func = btf_type_by_id(btf_vmlinux, func_id);
1711         if (!func || !btf_type_is_func(func)) {
1712                 verbose(env, "kernel btf_id %u is not a function\n",
1713                         func_id);
1714                 return -EINVAL;
1715         }
1716         func_proto = btf_type_by_id(btf_vmlinux, func->type);
1717         if (!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)) {
1718                 verbose(env, "kernel function btf_id %u does not have a valid func_proto\n",
1719                         func_id);
1720                 return -EINVAL;
1721         }
1722
1723         func_name = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, func->name_off);
1724         addr = kallsyms_lookup_name(func_name);
1725         if (!addr) {
1726                 verbose(env, "cannot find address for kernel function %s\n",
1727                         func_name);
1728                 return -EINVAL;
1729         }
1730
1731         desc = &tab->descs[tab->nr_descs++];
1732         desc->func_id = func_id;
1733         desc->imm = BPF_CAST_CALL(addr) - __bpf_call_base;
1734         err = btf_distill_func_proto(&env->log, btf_vmlinux,
1735                                      func_proto, func_name,
1736                                      &desc->func_model);
1737         if (!err)
1738                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
1739                      kfunc_desc_cmp_by_id, NULL);
1740         return err;
1741 }
1742
1743 static int kfunc_desc_cmp_by_imm(const void *a, const void *b)
1744 {
1745         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
1746         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
1747
1748         if (d0->imm > d1->imm)
1749                 return 1;
1750         else if (d0->imm < d1->imm)
1751                 return -1;
1752         return 0;
1753 }
1754
1755 static void sort_kfunc_descs_by_imm(struct bpf_prog *prog)
1756 {
1757         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
1758
1759         tab = prog->aux->kfunc_tab;
1760         if (!tab)
1761                 return;
1762
1763         sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
1764              kfunc_desc_cmp_by_imm, NULL);
1765 }
1766
1767 bool bpf_prog_has_kfunc_call(const struct bpf_prog *prog)
1768 {
1769         return !!prog->aux->kfunc_tab;
1770 }
1771
1772 const struct btf_func_model *
1773 bpf_jit_find_kfunc_model(const struct bpf_prog *prog,
1774                          const struct bpf_insn *insn)
1775 {
1776         const struct bpf_kfunc_desc desc = {
1777                 .imm = insn->imm,
1778         };
1779         const struct bpf_kfunc_desc *res;
1780         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
1781
1782         tab = prog->aux->kfunc_tab;
1783         res = bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
1784                       sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_imm);
1785
1786         return res ? &res->func_model : NULL;
1787 }
1788
1789 static int add_subprog_and_kfunc(struct bpf_verifier_env *env)
1790 {
1791         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
1792         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
1793         int i, ret, insn_cnt = env->prog->len;
1794
1795         /* Add entry function. */
1796         ret = add_subprog(env, 0);
1797         if (ret)
1798                 return ret;
1799
1800         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
1801                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn) &&
1802                     !bpf_pseudo_kfunc_call(insn))
1803                         continue;
1804
1805                 if (!env->bpf_capable) {
1806                         verbose(env, "loading/calling other bpf or kernel functions are allowed for CAP_BPF and CAP_SYS_ADMIN\n");
1807                         return -EPERM;
1808                 }
1809
1810                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
1811                         ret = add_subprog(env, i + insn->imm + 1);
1812                         if (ret >= 0)
1813                                 /* remember subprog */
1814                                 insn[1].imm = ret;
1815                 } else if (bpf_pseudo_call(insn)) {
1816                         ret = add_subprog(env, i + insn->imm + 1);
1817                 } else {
1818                         ret = add_kfunc_call(env, insn->imm);
1819                 }
1820
1821                 if (ret < 0)
1822                         return ret;
1823         }
1824
1825         /* Add a fake 'exit' subprog which could simplify subprog iteration
1826          * logic. 'subprog_cnt' should not be increased.
1827          */
1828         subprog[env->subprog_cnt].start = insn_cnt;
1829
1830         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
1831                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
1832                         verbose(env, "func#%d @%d\n", i, subprog[i].start);
1833
1834         return 0;
1835 }
1836
1837 static int check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
1838 {
1839         int i, subprog_start, subprog_end, off, cur_subprog = 0;
1840         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
1841         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
1842         int insn_cnt = env->prog->len;
1843
1844         /* now check that all jumps are within the same subprog */
1845         subprog_start = subprog[cur_subprog].start;
1846         subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
1847         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
1848                 u8 code = insn[i].code;
1849
1850                 if (code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
1851                     insn[i].imm == BPF_FUNC_tail_call &&
1852                     insn[i].src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
1853                         subprog[cur_subprog].has_tail_call = true;
1854                 if (BPF_CLASS(code) == BPF_LD &&
1855                     (BPF_MODE(code) == BPF_ABS || BPF_MODE(code) == BPF_IND))
1856                         subprog[cur_subprog].has_ld_abs = true;
1857                 if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP && BPF_CLASS(code) != BPF_JMP32)
1858                         goto next;
1859                 if (BPF_OP(code) == BPF_EXIT || BPF_OP(code) == BPF_CALL)
1860                         goto next;
1861                 off = i + insn[i].off + 1;
1862                 if (off < subprog_start || off >= subprog_end) {
1863                         verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", i, off);
1864                         return -EINVAL;
1865                 }
1866 next:
1867                 if (i == subprog_end - 1) {
1868                         /* to avoid fall-through from one subprog into another
1869                          * the last insn of the subprog should be either exit
1870                          * or unconditional jump back
1871                          */
1872                         if (code != (BPF_JMP | BPF_EXIT) &&
1873                             code != (BPF_JMP | BPF_JA)) {
1874                                 verbose(env, "last insn is not an exit or jmp\n");
1875                                 return -EINVAL;
1876                         }
1877                         subprog_start = subprog_end;
1878                         cur_subprog++;
1879                         if (cur_subprog < env->subprog_cnt)
1880                                 subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
1881                 }
1882         }
1883         return 0;
1884 }
1885
1886 /* Parentage chain of this register (or stack slot) should take care of all
1887  * issues like callee-saved registers, stack slot allocation time, etc.
1888  */
1889 static int mark_reg_read(struct bpf_verifier_env *env,
1890                          const struct bpf_reg_state *state,
1891                          struct bpf_reg_state *parent, u8 flag)
1892 {
1893         bool writes = parent == state->parent; /* Observe write marks */
1894         int cnt = 0;
1895
1896         while (parent) {
1897                 /* if read wasn't screened by an earlier write ... */
1898                 if (writes && state->live & REG_LIVE_WRITTEN)
1899                         break;
1900                 if (parent->live & REG_LIVE_DONE) {
1901                         verbose(env, "verifier BUG type %s var_off %lld off %d\n",
1902                                 reg_type_str[parent->type],
1903                                 parent->var_off.value, parent->off);
1904                         return -EFAULT;
1905                 }
1906                 /* The first condition is more likely to be true than the
1907                  * second, checked it first.
1908                  */
1909                 if ((parent->live & REG_LIVE_READ) == flag ||
1910                     parent->live & REG_LIVE_READ64)
1911                         /* The parentage chain never changes and
1912                          * this parent was already marked as LIVE_READ.
1913                          * There is no need to keep walking the chain again and
1914                          * keep re-marking all parents as LIVE_READ.
1915                          * This case happens when the same register is read
1916                          * multiple times without writes into it in-between.
1917                          * Also, if parent has the stronger REG_LIVE_READ64 set,
1918                          * then no need to set the weak REG_LIVE_READ32.
1919                          */
1920                         break;
1921                 /* ... then we depend on parent's value */
1922                 parent->live |= flag;
1923                 /* REG_LIVE_READ64 overrides REG_LIVE_READ32. */
1924                 if (flag == REG_LIVE_READ64)
1925                         parent->live &= ~REG_LIVE_READ32;
1926                 state = parent;
1927                 parent = state->parent;
1928                 writes = true;
1929                 cnt++;
1930         }
1931
1932         if (env->longest_mark_read_walk < cnt)
1933                 env->longest_mark_read_walk = cnt;
1934         return 0;
1935 }
1936
1937 /* This function is supposed to be used by the following 32-bit optimization
1938  * code only. It returns TRUE if the source or destination register operates
1939  * on 64-bit, otherwise return FALSE.
1940  */
1941 static bool is_reg64(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
1942                      u32 regno, struct bpf_reg_state *reg, enum reg_arg_type t)
1943 {
1944         u8 code, class, op;
1945
1946         code = insn->code;
1947         class = BPF_CLASS(code);
1948         op = BPF_OP(code);
1949         if (class == BPF_JMP) {
1950                 /* BPF_EXIT for "main" will reach here. Return TRUE
1951                  * conservatively.
1952                  */
1953                 if (op == BPF_EXIT)
1954                         return true;
1955                 if (op == BPF_CALL) {
1956                         /* BPF to BPF call will reach here because of marking
1957                          * caller saved clobber with DST_OP_NO_MARK for which we
1958                          * don't care the register def because they are anyway
1959                          * marked as NOT_INIT already.
1960                          */
1961                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
1962                                 return false;
1963                         /* Helper call will reach here because of arg type
1964                          * check, conservatively return TRUE.
1965                          */
1966                         if (t == SRC_OP)
1967                                 return true;
1968
1969                         return false;
1970                 }
1971         }
1972
1973         if (class == BPF_ALU64 || class == BPF_JMP ||
1974             /* BPF_END always use BPF_ALU class. */
1975             (class == BPF_ALU && op == BPF_END && insn->imm == 64))
1976                 return true;
1977
1978         if (class == BPF_ALU || class == BPF_JMP32)
1979                 return false;
1980
1981         if (class == BPF_LDX) {
1982                 if (t != SRC_OP)
1983                         return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
1984                 /* LDX source must be ptr. */
1985                 return true;
1986         }
1987
1988         if (class == BPF_STX) {
1989                 /* BPF_STX (including atomic variants) has multiple source
1990                  * operands, one of which is a ptr. Check whether the caller is
1991                  * asking about it.
1992                  */
1993                 if (t == SRC_OP && reg->type != SCALAR_VALUE)
1994                         return true;
1995                 return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
1996         }
1997
1998         if (class == BPF_LD) {
1999                 u8 mode = BPF_MODE(code);
2000
2001                 /* LD_IMM64 */
2002                 if (mode == BPF_IMM)
2003                         return true;
2004
2005                 /* Both LD_IND and LD_ABS return 32-bit data. */
2006                 if (t != SRC_OP)
2007                         return  false;
2008
2009                 /* Implicit ctx ptr. */
2010                 if (regno == BPF_REG_6)
2011                         return true;
2012
2013                 /* Explicit source could be any width. */
2014                 return true;
2015         }
2016
2017         if (class == BPF_ST)
2018                 /* The only source register for BPF_ST is a ptr. */
2019                 return true;
2020
2021         /* Conservatively return true at default. */
2022         return true;
2023 }
2024
2025 /* Return the regno defined by the insn, or -1. */
2026 static int insn_def_regno(const struct bpf_insn *insn)
2027 {
2028         switch (BPF_CLASS(insn->code)) {
2029         case BPF_JMP:
2030         case BPF_JMP32:
2031         case BPF_ST:
2032                 return -1;
2033         case BPF_STX:
2034                 if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
2035                     (insn->imm & BPF_FETCH)) {
2036                         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
2037                                 return BPF_REG_0;
2038                         else
2039                                 return insn->src_reg;
2040                 } else {
2041                         return -1;
2042                 }
2043         default:
2044                 return insn->dst_reg;
2045         }
2046 }
2047
2048 /* Return TRUE if INSN has defined any 32-bit value explicitly. */
2049 static bool insn_has_def32(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
2050 {
2051         int dst_reg = insn_def_regno(insn);
2052
2053         if (dst_reg == -1)
2054                 return false;
2055
2056         return !is_reg64(env, insn, dst_reg, NULL, DST_OP);
2057 }
2058
2059 static void mark_insn_zext(struct bpf_verifier_env *env,
2060                            struct bpf_reg_state *reg)
2061 {
2062         s32 def_idx = reg->subreg_def;
2063
2064         if (def_idx == DEF_NOT_SUBREG)
2065                 return;
2066
2067         env->insn_aux_data[def_idx - 1].zext_dst = true;
2068         /* The dst will be zero extended, so won't be sub-register anymore. */
2069         reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
2070 }
2071
2072 static int check_reg_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
2073                          enum reg_arg_type t)
2074 {
2075         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
2076         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
2077         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + env->insn_idx;
2078         struct bpf_reg_state *reg, *regs = state->regs;
2079         bool rw64;
2080
2081         if (regno >= MAX_BPF_REG) {
2082                 verbose(env, "R%d is invalid\n", regno);
2083                 return -EINVAL;
2084         }
2085
2086         reg = &regs[regno];
2087         rw64 = is_reg64(env, insn, regno, reg, t);
2088         if (t == SRC_OP) {
2089                 /* check whether register used as source operand can be read */
2090                 if (reg->type == NOT_INIT) {
2091                         verbose(env, "R%d !read_ok\n", regno);
2092                         return -EACCES;
2093                 }
2094                 /* We don't need to worry about FP liveness because it's read-only */
2095                 if (regno == BPF_REG_FP)
2096                         return 0;
2097
2098                 if (rw64)
2099                         mark_insn_zext(env, reg);
2100
2101                 return mark_reg_read(env, reg, reg->parent,
2102                                      rw64 ? REG_LIVE_READ64 : REG_LIVE_READ32);
2103         } else {
2104                 /* check whether register used as dest operand can be written to */
2105                 if (regno == BPF_REG_FP) {
2106                         verbose(env, "frame pointer is read only\n");
2107                         return -EACCES;
2108                 }
2109                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2110                 reg->subreg_def = rw64 ? DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
2111                 if (t == DST_OP)
2112                         mark_reg_unknown(env, regs, regno);
2113         }
2114         return 0;
2115 }
2116
2117 /* for any branch, call, exit record the history of jmps in the given state */
2118 static int push_jmp_history(struct bpf_verifier_env *env,
2119                             struct bpf_verifier_state *cur)
2120 {
2121         u32 cnt = cur->jmp_history_cnt;
2122         struct bpf_idx_pair *p;
2123
2124         cnt++;
2125         p = krealloc(cur->jmp_history, cnt * sizeof(*p), GFP_USER);
2126         if (!p)
2127                 return -ENOMEM;
2128         p[cnt - 1].idx = env->insn_idx;
2129         p[cnt - 1].prev_idx = env->prev_insn_idx;
2130         cur->jmp_history = p;
2131         cur->jmp_history_cnt = cnt;
2132         return 0;
2133 }
2134
2135 /* Backtrack one insn at a time. If idx is not at the top of recorded
2136  * history then previous instruction came from straight line execution.
2137  */
2138 static int get_prev_insn_idx(struct bpf_verifier_state *st, int i,
2139                              u32 *history)
2140 {
2141         u32 cnt = *history;
2142
2143         if (cnt && st->jmp_history[cnt - 1].idx == i) {
2144                 i = st->jmp_history[cnt - 1].prev_idx;
2145                 (*history)--;
2146         } else {
2147                 i--;
2148         }
2149         return i;
2150 }
2151
2152 static const char *disasm_kfunc_name(void *data, const struct bpf_insn *insn)
2153 {
2154         const struct btf_type *func;
2155
2156         if (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL)
2157                 return NULL;
2158
2159         func = btf_type_by_id(btf_vmlinux, insn->imm);
2160         return btf_name_by_offset(btf_vmlinux, func->name_off);
2161 }
2162
2163 /* For given verifier state backtrack_insn() is called from the last insn to
2164  * the first insn. Its purpose is to compute a bitmask of registers and
2165  * stack slots that needs precision in the parent verifier state.
2166  */
2167 static int backtrack_insn(struct bpf_verifier_env *env, int idx,
2168                           u32 *reg_mask, u64 *stack_mask)
2169 {
2170         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
2171                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
2172                 .cb_print       = verbose,
2173                 .private_data   = env,
2174         };
2175         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + idx;
2176         u8 class = BPF_CLASS(insn->code);
2177         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
2178         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
2179         u32 dreg = 1u << insn->dst_reg;
2180         u32 sreg = 1u << insn->src_reg;
2181         u32 spi;
2182
2183         if (insn->code == 0)
2184                 return 0;
2185         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
2186                 verbose(env, "regs=%x stack=%llx before ", *reg_mask, *stack_mask);
2187                 verbose(env, "%d: ", idx);
2188                 print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
2189         }
2190
2191         if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
2192                 if (!(*reg_mask & dreg))
2193                         return 0;
2194                 if (opcode == BPF_MOV) {
2195                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
2196                                 /* dreg = sreg
2197                                  * dreg needs precision after this insn
2198                                  * sreg needs precision before this insn
2199                                  */
2200                                 *reg_mask &= ~dreg;
2201                                 *reg_mask |= sreg;
2202                         } else {
2203                                 /* dreg = K
2204                                  * dreg needs precision after this insn.
2205                                  * Corresponding register is already marked
2206                                  * as precise=true in this verifier state.
2207                                  * No further markings in parent are necessary
2208                                  */
2209                                 *reg_mask &= ~dreg;
2210                         }
2211                 } else {
2212                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
2213                                 /* dreg += sreg
2214                                  * both dreg and sreg need precision
2215                                  * before this insn
2216                                  */
2217                                 *reg_mask |= sreg;
2218                         } /* else dreg += K
2219                            * dreg still needs precision before this insn
2220                            */
2221                 }
2222         } else if (class == BPF_LDX) {
2223                 if (!(*reg_mask & dreg))
2224                         return 0;
2225                 *reg_mask &= ~dreg;
2226
2227                 /* scalars can only be spilled into stack w/o losing precision.
2228                  * Load from any other memory can be zero extended.
2229                  * The desire to keep that precision is already indicated
2230                  * by 'precise' mark in corresponding register of this state.
2231                  * No further tracking necessary.
2232                  */
2233                 if (insn->src_reg != BPF_REG_FP)
2234                         return 0;
2235                 if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW)
2236                         return 0;
2237
2238                 /* dreg = *(u64 *)[fp - off] was a fill from the stack.
2239                  * that [fp - off] slot contains scalar that needs to be
2240                  * tracked with precision
2241                  */
2242                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
2243                 if (spi >= 64) {
2244                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
2245                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
2246                         return -EFAULT;
2247                 }
2248                 *stack_mask |= 1ull << spi;
2249         } else if (class == BPF_STX || class == BPF_ST) {
2250                 if (*reg_mask & dreg)
2251                         /* stx & st shouldn't be using _scalar_ dst_reg
2252                          * to access memory. It means backtracking
2253                          * encountered a case of pointer subtraction.
2254                          */
2255                         return -ENOTSUPP;
2256                 /* scalars can only be spilled into stack */
2257                 if (insn->dst_reg != BPF_REG_FP)
2258                         return 0;
2259                 if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW)
2260                         return 0;
2261                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
2262                 if (spi >= 64) {
2263                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
2264                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
2265                         return -EFAULT;
2266                 }
2267                 if (!(*stack_mask & (1ull << spi)))
2268                         return 0;
2269                 *stack_mask &= ~(1ull << spi);
2270                 if (class == BPF_STX)
2271                         *reg_mask |= sreg;
2272         } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
2273                 if (opcode == BPF_CALL) {
2274                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
2275                                 return -ENOTSUPP;
2276                         /* regular helper call sets R0 */
2277                         *reg_mask &= ~1;
2278                         if (*reg_mask & 0x3f) {
2279                                 /* if backtracing was looking for registers R1-R5
2280                                  * they should have been found already.
2281                                  */
2282                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", *reg_mask);
2283                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
2284                                 return -EFAULT;
2285                         }
2286                 } else if (opcode == BPF_EXIT) {
2287                         return -ENOTSUPP;
2288                 }
2289         } else if (class == BPF_LD) {
2290                 if (!(*reg_mask & dreg))
2291                         return 0;
2292                 *reg_mask &= ~dreg;
2293                 /* It's ld_imm64 or ld_abs or ld_ind.
2294                  * For ld_imm64 no further tracking of precision
2295                  * into parent is necessary
2296                  */
2297                 if (mode == BPF_IND || mode == BPF_ABS)
2298                         /* to be analyzed */
2299                         return -ENOTSUPP;
2300         }
2301         return 0;
2302 }
2303
2304 /* the scalar precision tracking algorithm:
2305  * . at the start all registers have precise=false.
2306  * . scalar ranges are tracked as normal through alu and jmp insns.
2307  * . once precise value of the scalar register is used in:
2308  *   .  ptr + scalar alu
2309  *   . if (scalar cond K|scalar)
2310  *   .  helper_call(.., scalar, ...) where ARG_CONST is expected
2311  *   backtrack through the verifier states and mark all registers and
2312  *   stack slots with spilled constants that these scalar regisers
2313  *   should be precise.
2314  * . during state pruning two registers (or spilled stack slots)
2315  *   are equivalent if both are not precise.
2316  *
2317  * Note the verifier cannot simply walk register parentage chain,
2318  * since many different registers and stack slots could have been
2319  * used to compute single precise scalar.
2320  *
2321  * The approach of starting with precise=true for all registers and then
2322  * backtrack to mark a register as not precise when the verifier detects
2323  * that program doesn't care about specific value (e.g., when helper
2324  * takes register as ARG_ANYTHING parameter) is not safe.
2325  *
2326  * It's ok to walk single parentage chain of the verifier states.
2327  * It's possible that this backtracking will go all the way till 1st insn.
2328  * All other branches will be explored for needing precision later.
2329  *
2330  * The backtracking needs to deal with cases like:
2331  *   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)
2332  * r9 -= r8
2333  * r5 = r9
2334  * if r5 > 0x79f goto pc+7
2335  *    R5_w=inv(id=0,umax_value=1951,var_off=(0x0; 0x7ff))
2336  * r5 += 1
2337  * ...
2338  * call bpf_perf_event_output#25
2339  *   where .arg5_type = ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO
2340  *
2341  * and this case:
2342  * r6 = 1
2343  * call foo // uses callee's r6 inside to compute r0
2344  * r0 += r6
2345  * if r0 == 0 goto
2346  *
2347  * to track above reg_mask/stack_mask needs to be independent for each frame.
2348  *
2349  * Also if parent's curframe > frame where backtracking started,
2350  * the verifier need to mark registers in both frames, otherwise callees
2351  * may incorrectly prune callers. This is similar to
2352  * commit 7640ead93924 ("bpf: verifier: make sure callees don't prune with caller differences")
2353  *
2354  * For now backtracking falls back into conservative marking.
2355  */
2356 static void mark_all_scalars_precise(struct bpf_verifier_env *env,
2357                                      struct bpf_verifier_state *st)
2358 {
2359         struct bpf_func_state *func;
2360         struct bpf_reg_state *reg;
2361         int i, j;
2362
2363         /* big hammer: mark all scalars precise in this path.
2364          * pop_stack may still get !precise scalars.
2365          */
2366         for (; st; st = st->parent)
2367                 for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
2368                         func = st->frame[i];
2369                         for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
2370                                 reg = &func->regs[j];
2371                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE)
2372                                         continue;
2373                                 reg->precise = true;
2374                         }
2375                         for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
2376                                 if (func->stack[j].slot_type[0] != STACK_SPILL)
2377                                         continue;
2378                                 reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
2379                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE)
2380                                         continue;
2381                                 reg->precise = true;
2382                         }
2383                 }
2384 }
2385
2386 static int __mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
2387                                   int spi)
2388 {
2389         struct bpf_verifier_state *st = env->cur_state;
2390         int first_idx = st->first_insn_idx;
2391         int last_idx = env->insn_idx;
2392         struct bpf_func_state *func;
2393         struct bpf_reg_state *reg;
2394         u32 reg_mask = regno >= 0 ? 1u << regno : 0;
2395         u64 stack_mask = spi >= 0 ? 1ull << spi : 0;
2396         bool skip_first = true;
2397         bool new_marks = false;
2398         int i, err;
2399
2400         if (!env->bpf_capable)
2401                 return 0;
2402
2403         func = st->frame[st->curframe];
2404         if (regno >= 0) {
2405                 reg = &func->regs[regno];
2406                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2407                         WARN_ONCE(1, "backtracing misuse");
2408                         return -EFAULT;
2409                 }
2410                 if (!reg->precise)
2411                         new_marks = true;
2412                 else
2413                         reg_mask = 0;
2414                 reg->precise = true;
2415         }
2416
2417         while (spi >= 0) {
2418                 if (func->stack[spi].slot_type[0] != STACK_SPILL) {
2419                         stack_mask = 0;
2420                         break;
2421                 }
2422                 reg = &func->stack[spi].spilled_ptr;
2423                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2424                         stack_mask = 0;
2425                         break;
2426                 }
2427                 if (!reg->precise)
2428                         new_marks = true;
2429                 else
2430                         stack_mask = 0;
2431                 reg->precise = true;
2432                 break;
2433         }
2434
2435         if (!new_marks)
2436                 return 0;
2437         if (!reg_mask && !stack_mask)
2438                 return 0;
2439         for (;;) {
2440                 DECLARE_BITMAP(mask, 64);
2441                 u32 history = st->jmp_history_cnt;
2442
2443                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
2444                         verbose(env, "last_idx %d first_idx %d\n", last_idx, first_idx);
2445                 for (i = last_idx;;) {
2446                         if (skip_first) {
2447                                 err = 0;
2448                                 skip_first = false;
2449                         } else {
2450                                 err = backtrack_insn(env, i, &reg_mask, &stack_mask);
2451                         }
2452                         if (err == -ENOTSUPP) {
2453                                 mark_all_scalars_precise(env, st);
2454                                 return 0;
2455                         } else if (err) {
2456                                 return err;
2457                         }
2458                         if (!reg_mask && !stack_mask)
2459                                 /* Found assignment(s) into tracked register in this state.
2460                                  * Since this state is already marked, just return.
2461                                  * Nothing to be tracked further in the parent state.
2462                                  */
2463                                 return 0;
2464                         if (i == first_idx)
2465                                 break;
2466                         i = get_prev_insn_idx(st, i, &history);
2467                         if (i >= env->prog->len) {
2468                                 /* This can happen if backtracking reached insn 0
2469                                  * and there are still reg_mask or stack_mask
2470                                  * to backtrack.
2471                                  * It means the backtracking missed the spot where
2472                                  * particular register was initialized with a constant.
2473                                  */
2474                                 verbose(env, "BUG backtracking idx %d\n", i);
2475                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
2476                                 return -EFAULT;
2477                         }
2478                 }
2479                 st = st->parent;
2480                 if (!st)
2481                         break;
2482
2483                 new_marks = false;
2484                 func = st->frame[st->curframe];
2485                 bitmap_from_u64(mask, reg_mask);
2486                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
2487                         reg = &func->regs[i];
2488                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2489                                 reg_mask &= ~(1u << i);
2490                                 continue;
2491                         }
2492                         if (!reg->precise)
2493                                 new_marks = true;
2494                         reg->precise = true;
2495                 }
2496
2497                 bitmap_from_u64(mask, stack_mask);
2498                 for_each_set_bit(i, mask, 64) {
2499                         if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE) {
2500                                 /* the sequence of instructions:
2501                                  * 2: (bf) r3 = r10
2502                                  * 3: (7b) *(u64 *)(r3 -8) = r0
2503                                  * 4: (79) r4 = *(u64 *)(r10 -8)
2504                                  * doesn't contain jmps. It's backtracked
2505                                  * as a single block.
2506                                  * During backtracking insn 3 is not recognized as
2507                                  * stack access, so at the end of backtracking
2508                                  * stack slot fp-8 is still marked in stack_mask.
2509                                  * However the parent state may not have accessed
2510                                  * fp-8 and it's "unallocated" stack space.
2511                                  * In such case fallback to conservative.
2512                                  */
2513                                 mark_all_scalars_precise(env, st);
2514                                 return 0;
2515                         }
2516
2517                         if (func->stack[i].slot_type[0] != STACK_SPILL) {
2518                                 stack_mask &= ~(1ull << i);
2519                                 continue;
2520                         }
2521                         reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
2522                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2523                                 stack_mask &= ~(1ull << i);
2524                                 continue;
2525                         }
2526                         if (!reg->precise)
2527                                 new_marks = true;
2528                         reg->precise = true;
2529                 }
2530                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
2531                         print_verifier_state(env, func);
2532                         verbose(env, "parent %s regs=%x stack=%llx marks\n",
2533                                 new_marks ? "didn't have" : "already had",
2534                                 reg_mask, stack_mask);
2535                 }
2536
2537                 if (!reg_mask && !stack_mask)
2538                         break;
2539                 if (!new_marks)
2540                         break;
2541
2542                 last_idx = st->last_insn_idx;
2543                 first_idx = st->first_insn_idx;
2544         }
2545         return 0;
2546 }
2547
2548 static int mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2549 {
2550         return __mark_chain_precision(env, regno, -1);
2551 }
2552
2553 static int mark_chain_precision_stack(struct bpf_verifier_env *env, int spi)
2554 {
2555         return __mark_chain_precision(env, -1, spi);
2556 }
2557
2558 static bool is_spillable_regtype(enum bpf_reg_type type)
2559 {
2560         switch (type) {
2561         case PTR_TO_MAP_VALUE:
2562         case PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL:
2563         case PTR_TO_STACK:
2564         case PTR_TO_CTX:
2565         case PTR_TO_PACKET:
2566         case PTR_TO_PACKET_META:
2567         case PTR_TO_PACKET_END:
2568         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
2569         case CONST_PTR_TO_MAP:
2570         case PTR_TO_SOCKET:
2571         case PTR_TO_SOCKET_OR_NULL:
2572         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
2573         case PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL:
2574         case PTR_TO_TCP_SOCK:
2575         case PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL:
2576         case PTR_TO_XDP_SOCK:
2577         case PTR_TO_BTF_ID:
2578         case PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL:
2579         case PTR_TO_RDONLY_BUF:
2580         case PTR_TO_RDONLY_BUF_OR_NULL:
2581         case PTR_TO_RDWR_BUF:
2582         case PTR_TO_RDWR_BUF_OR_NULL:
2583         case PTR_TO_PERCPU_BTF_ID:
2584         case PTR_TO_MEM:
2585         case PTR_TO_MEM_OR_NULL:
2586         case PTR_TO_FUNC:
2587         case PTR_TO_MAP_KEY:
2588                 return true;
2589         default:
2590                 return false;
2591         }
2592 }
2593
2594 /* Does this register contain a constant zero? */
2595 static bool register_is_null(struct bpf_reg_state *reg)
2596 {
2597         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
2598 }
2599
2600 static bool register_is_const(struct bpf_reg_state *reg)
2601 {
2602         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off);
2603 }
2604
2605 static bool __is_scalar_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2606 {
2607         return tnum_is_unknown(reg->var_off) &&
2608                reg->smin_value == S64_MIN && reg->smax_value == S64_MAX &&
2609                reg->umin_value == 0 && reg->umax_value == U64_MAX &&
2610                reg->s32_min_value == S32_MIN && reg->s32_max_value == S32_MAX &&
2611                reg->u32_min_value == 0 && reg->u32_max_value == U32_MAX;
2612 }
2613
2614 static bool register_is_bounded(struct bpf_reg_state *reg)
2615 {
2616         return reg->type == SCALAR_VALUE && !__is_scalar_unbounded(reg);
2617 }
2618
2619 static bool __is_pointer_value(bool allow_ptr_leaks,
2620                                const struct bpf_reg_state *reg)
2621 {
2622         if (allow_ptr_leaks)
2623                 return false;
2624
2625         return reg->type != SCALAR_VALUE;
2626 }
2627
2628 static void save_register_state(struct bpf_func_state *state,
2629                                 int spi, struct bpf_reg_state *reg)
2630 {
2631         int i;
2632
2633         state->stack[spi].spilled_ptr = *reg;
2634         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2635
2636         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
2637                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_SPILL;
2638 }
2639
2640 /* check_stack_{read,write}_fixed_off functions track spill/fill of registers,
2641  * stack boundary and alignment are checked in check_mem_access()
2642  */
2643 static int check_stack_write_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
2644                                        /* stack frame we're writing to */
2645                                        struct bpf_func_state *state,
2646                                        int off, int size, int value_regno,
2647                                        int insn_idx)
2648 {
2649         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
2650         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE, err;
2651         u32 dst_reg = env->prog->insnsi[insn_idx].dst_reg;
2652         struct bpf_reg_state *reg = NULL;
2653
2654         err = grow_stack_state(state, round_up(slot + 1, BPF_REG_SIZE));
2655         if (err)
2656                 return err;
2657         /* caller checked that off % size == 0 and -MAX_BPF_STACK <= off < 0,
2658          * so it's aligned access and [off, off + size) are within stack limits
2659          */
2660         if (!env->allow_ptr_leaks &&
2661             state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
2662             size != BPF_REG_SIZE) {
2663                 verbose(env, "attempt to corrupt spilled pointer on stack\n");
2664                 return -EACCES;
2665         }
2666
2667         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
2668         if (value_regno >= 0)
2669                 reg = &cur->regs[value_regno];
2670         if (!env->bypass_spec_v4) {
2671                 bool sanitize = reg && is_spillable_regtype(reg->type);
2672
2673                 for (i = 0; i < size; i++) {
2674                         if (state->stack[spi].slot_type[i] == STACK_INVALID) {
2675                                 sanitize = true;
2676                                 break;
2677                         }
2678                 }
2679
2680                 if (sanitize)
2681                         env->insn_aux_data[insn_idx].sanitize_stack_spill = true;
2682         }
2683
2684         if (reg && size == BPF_REG_SIZE && register_is_bounded(reg) &&
2685             !register_is_null(reg) && env->bpf_capable) {
2686                 if (dst_reg != BPF_REG_FP) {
2687                         /* The backtracking logic can only recognize explicit
2688                          * stack slot address like [fp - 8]. Other spill of
2689                          * scalar via different register has to be conservative.
2690                          * Backtrack from here and mark all registers as precise
2691                          * that contributed into 'reg' being a constant.
2692                          */
2693                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
2694                         if (err)
2695                                 return err;
2696                 }
2697                 save_register_state(state, spi, reg);
2698         } else if (reg && is_spillable_regtype(reg->type)) {
2699                 /* register containing pointer is being spilled into stack */
2700                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
2701                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
2702                         verbose(env, "invalid size of register spill\n");
2703                         return -EACCES;
2704                 }
2705                 if (state != cur && reg->type == PTR_TO_STACK) {
2706                         verbose(env, "cannot spill pointers to stack into stack frame of the caller\n");
2707                         return -EINVAL;
2708                 }
2709                 save_register_state(state, spi, reg);
2710         } else {
2711                 u8 type = STACK_MISC;
2712
2713                 /* regular write of data into stack destroys any spilled ptr */
2714                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
2715                 /* Mark slots as STACK_MISC if they belonged to spilled ptr. */
2716                 if (state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL)
2717                         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
2718                                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_MISC;
2719
2720                 /* only mark the slot as written if all 8 bytes were written
2721                  * otherwise read propagation may incorrectly stop too soon
2722                  * when stack slots are partially written.
2723                  * This heuristic means that read propagation will be
2724                  * conservative, since it will add reg_live_read marks
2725                  * to stack slots all the way to first state when programs
2726                  * writes+reads less than 8 bytes
2727                  */
2728                 if (size == BPF_REG_SIZE)
2729                         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2730
2731                 /* when we zero initialize stack slots mark them as such */
2732                 if (reg && register_is_null(reg)) {
2733                         /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
2734                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
2735                         if (err)
2736                                 return err;
2737                         type = STACK_ZERO;
2738                 }
2739
2740                 /* Mark slots affected by this stack write. */
2741                 for (i = 0; i < size; i++)
2742                         state->stack[spi].slot_type[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] =
2743                                 type;
2744         }
2745         return 0;
2746 }
2747
2748 /* Write the stack: 'stack[ptr_regno + off] = value_regno'. 'ptr_regno' is
2749  * known to contain a variable offset.
2750  * This function checks whether the write is permitted and conservatively
2751  * tracks the effects of the write, considering that each stack slot in the
2752  * dynamic range is potentially written to.
2753  *
2754  * 'off' includes 'regno->off'.
2755  * 'value_regno' can be -1, meaning that an unknown value is being written to
2756  * the stack.
2757  *
2758  * Spilled pointers in range are not marked as written because we don't know
2759  * what's going to be actually written. This means that read propagation for
2760  * future reads cannot be terminated by this write.
2761  *
2762  * For privileged programs, uninitialized stack slots are considered
2763  * initialized by this write (even though we don't know exactly what offsets
2764  * are going to be written to). The idea is that we don't want the verifier to
2765  * reject future reads that access slots written to through variable offsets.
2766  */
2767 static int check_stack_write_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
2768                                      /* func where register points to */
2769                                      struct bpf_func_state *state,
2770                                      int ptr_regno, int off, int size,
2771                                      int value_regno, int insn_idx)
2772 {
2773         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
2774         int min_off, max_off;
2775         int i, err;
2776         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, *value_reg = NULL;
2777         bool writing_zero = false;
2778         /* set if the fact that we're writing a zero is used to let any
2779          * stack slots remain STACK_ZERO
2780          */
2781         bool zero_used = false;
2782
2783         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
2784         ptr_reg = &cur->regs[ptr_regno];
2785         min_off = ptr_reg->smin_value + off;
2786         max_off = ptr_reg->smax_value + off + size;
2787         if (value_regno >= 0)
2788                 value_reg = &cur->regs[value_regno];
2789         if (value_reg && register_is_null(value_reg))
2790                 writing_zero = true;
2791
2792         err = grow_stack_state(state, round_up(-min_off, BPF_REG_SIZE));
2793         if (err)
2794                 return err;
2795
2796
2797         /* Variable offset writes destroy any spilled pointers in range. */
2798         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
2799                 u8 new_type, *stype;
2800                 int slot, spi;
2801
2802                 slot = -i - 1;
2803                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
2804                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
2805
2806                 if (!env->allow_ptr_leaks
2807                                 && *stype != NOT_INIT
2808                                 && *stype != SCALAR_VALUE) {
2809                         /* Reject the write if there's are spilled pointers in
2810                          * range. If we didn't reject here, the ptr status
2811                          * would be erased below (even though not all slots are
2812                          * actually overwritten), possibly opening the door to
2813                          * leaks.
2814                          */
2815                         verbose(env, "spilled ptr in range of var-offset stack write; insn %d, ptr off: %d",
2816                                 insn_idx, i);
2817                         return -EINVAL;
2818                 }
2819
2820                 /* Erase all spilled pointers. */
2821                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
2822
2823                 /* Update the slot type. */
2824                 new_type = STACK_MISC;
2825                 if (writing_zero && *stype == STACK_ZERO) {
2826                         new_type = STACK_ZERO;
2827                         zero_used = true;
2828                 }
2829                 /* If the slot is STACK_INVALID, we check whether it's OK to
2830                  * pretend that it will be initialized by this write. The slot
2831                  * might not actually be written to, and so if we mark it as
2832                  * initialized future reads might leak uninitialized memory.
2833                  * For privileged programs, we will accept such reads to slots
2834                  * that may or may not be written because, if we're reject
2835                  * them, the error would be too confusing.
2836                  */
2837                 if (*stype == STACK_INVALID && !env->allow_uninit_stack) {
2838                         verbose(env, "uninit stack in range of var-offset write prohibited for !root; insn %d, off: %d",
2839                                         insn_idx, i);
2840                         return -EINVAL;
2841                 }
2842                 *stype = new_type;
2843         }
2844         if (zero_used) {
2845                 /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
2846                 err = mark_chain_precision(env, value_regno);
2847                 if (err)
2848                         return err;
2849         }
2850         return 0;
2851 }
2852
2853 /* When register 'dst_regno' is assigned some values from stack[min_off,
2854  * max_off), we set the register's type according to the types of the
2855  * respective stack slots. If all the stack values are known to be zeros, then
2856  * so is the destination reg. Otherwise, the register is considered to be
2857  * SCALAR. This function does not deal with register filling; the caller must
2858  * ensure that all spilled registers in the stack range have been marked as
2859  * read.
2860  */
2861 static void mark_reg_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
2862                                 /* func where src register points to */
2863                                 struct bpf_func_state *ptr_state,
2864                                 int min_off, int max_off, int dst_regno)
2865 {
2866         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
2867         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
2868         int i, slot, spi;
2869         u8 *stype;
2870         int zeros = 0;
2871
2872         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
2873                 slot = -i - 1;
2874                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
2875                 stype = ptr_state->stack[spi].slot_type;
2876                 if (stype[slot % BPF_REG_SIZE] != STACK_ZERO)
2877                         break;
2878                 zeros++;
2879         }
2880         if (zeros == max_off - min_off) {
2881                 /* any access_size read into register is zero extended,
2882                  * so the whole register == const_zero
2883                  */
2884                 __mark_reg_const_zero(&state->regs[dst_regno]);
2885                 /* backtracking doesn't support STACK_ZERO yet,
2886                  * so mark it precise here, so that later
2887                  * backtracking can stop here.
2888                  * Backtracking may not need this if this register
2889                  * doesn't participate in pointer adjustment.
2890                  * Forward propagation of precise flag is not
2891                  * necessary either. This mark is only to stop
2892                  * backtracking. Any register that contributed
2893                  * to const 0 was marked precise before spill.
2894                  */
2895                 state->regs[dst_regno].precise = true;
2896         } else {
2897                 /* have read misc data from the stack */
2898                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
2899         }
2900         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2901 }
2902
2903 /* Read the stack at 'off' and put the results into the register indicated by
2904  * 'dst_regno'. It handles reg filling if the addressed stack slot is a
2905  * spilled reg.
2906  *
2907  * 'dst_regno' can be -1, meaning that the read value is not going to a
2908  * register.
2909  *
2910  * The access is assumed to be within the current stack bounds.
2911  */
2912 static int check_stack_read_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
2913                                       /* func where src register points to */
2914                                       struct bpf_func_state *reg_state,
2915                                       int off, int size, int dst_regno)
2916 {
2917         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
2918         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
2919         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE;
2920         struct bpf_reg_state *reg;
2921         u8 *stype;
2922
2923         stype = reg_state->stack[spi].slot_type;
2924         reg = &reg_state->stack[spi].spilled_ptr;
2925
2926         if (stype[0] == STACK_SPILL) {
2927                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
2928                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2929                                 verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
2930                                 verbose(env, "invalid size of register fill\n");
2931                                 return -EACCES;
2932                         }
2933                         if (dst_regno >= 0) {
2934                                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
2935                                 state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2936                         }
2937                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
2938                         return 0;
2939                 }
2940                 for (i = 1; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
2941                         if (stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] != STACK_SPILL) {
2942                                 verbose(env, "corrupted spill memory\n");
2943                                 return -EACCES;
2944                         }
2945                 }
2946
2947                 if (dst_regno >= 0) {
2948                         /* restore register state from stack */
2949                         state->regs[dst_regno] = *reg;
2950                         /* mark reg as written since spilled pointer state likely
2951                          * has its liveness marks cleared by is_state_visited()
2952                          * which resets stack/reg liveness for state transitions
2953                          */
2954                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2955                 } else if (__is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg)) {
2956                         /* If dst_regno==-1, the caller is asking us whether
2957                          * it is acceptable to use this value as a SCALAR_VALUE
2958                          * (e.g. for XADD).
2959                          * We must not allow unprivileged callers to do that
2960                          * with spilled pointers.
2961                          */
2962                         verbose(env, "leaking pointer from stack off %d\n",
2963                                 off);
2964                         return -EACCES;
2965                 }
2966                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
2967         } else {
2968                 u8 type;
2969
2970                 for (i = 0; i < size; i++) {
2971                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
2972                         if (type == STACK_MISC)
2973                                 continue;
2974                         if (type == STACK_ZERO)
2975                                 continue;
2976                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
2977                                 off, i, size);
2978                         return -EACCES;
2979                 }
2980                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
2981                 if (dst_regno >= 0)
2982                         mark_reg_stack_read(env, reg_state, off, off + size, dst_regno);
2983         }
2984         return 0;
2985 }
2986
2987 enum stack_access_src {
2988         ACCESS_DIRECT = 1,  /* the access is performed by an instruction */
2989         ACCESS_HELPER = 2,  /* the access is performed by a helper */
2990 };
2991
2992 static int check_stack_range_initialized(struct bpf_verifier_env *env,
2993                                          int regno, int off, int access_size,
2994                                          bool zero_size_allowed,
2995                                          enum stack_access_src type,
2996                                          struct bpf_call_arg_meta *meta);
2997
2998 static struct bpf_reg_state *reg_state(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2999 {
3000         return cur_regs(env) + regno;
3001 }
3002
3003 /* Read the stack at 'ptr_regno + off' and put the result into the register
3004  * 'dst_regno'.
3005  * 'off' includes the pointer register's fixed offset(i.e. 'ptr_regno.off'),
3006  * but not its variable offset.
3007  * 'size' is assumed to be <= reg size and the access is assumed to be aligned.
3008  *
3009  * As opposed to check_stack_read_fixed_off, this function doesn't deal with
3010  * filling registers (i.e. reads of spilled register cannot be detected when
3011  * the offset is not fixed). We conservatively mark 'dst_regno' as containing
3012  * SCALAR_VALUE. That's why we assert that the 'ptr_regno' has a variable
3013  * offset; for a fixed offset check_stack_read_fixed_off should be used
3014  * instead.
3015  */
3016 static int check_stack_read_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
3017                                     int ptr_regno, int off, int size, int dst_regno)
3018 {
3019         /* The state of the source register. */
3020         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
3021         struct bpf_func_state *ptr_state = func(env, reg);
3022         int err;
3023         int min_off, max_off;
3024
3025         /* Note that we pass a NULL meta, so raw access will not be permitted.
3026          */
3027         err = check_stack_range_initialized(env, ptr_regno, off, size,
3028                                             false, ACCESS_DIRECT, NULL);
3029         if (err)
3030                 return err;
3031
3032         min_off = reg->smin_value + off;
3033         max_off = reg->smax_value + off;
3034         mark_reg_stack_read(env, ptr_state, min_off, max_off + size, dst_regno);
3035         return 0;
3036 }
3037
3038 /* check_stack_read dispatches to check_stack_read_fixed_off or
3039  * check_stack_read_var_off.
3040  *
3041  * The caller must ensure that the offset falls within the allocated stack
3042  * bounds.
3043  *
3044  * 'dst_regno' is a register which will receive the value from the stack. It
3045  * can be -1, meaning that the read value is not going to a register.
3046  */
3047 static int check_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
3048                             int ptr_regno, int off, int size,
3049                             int dst_regno)
3050 {
3051         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
3052         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
3053         int err;
3054         /* Some accesses are only permitted with a static offset. */
3055         bool var_off = !tnum_is_const(reg->var_off);
3056
3057         /* The offset is required to be static when reads don't go to a
3058          * register, in order to not leak pointers (see
3059          * check_stack_read_fixed_off).
3060          */
3061         if (dst_regno < 0 && var_off) {
3062                 char tn_buf[48];
3063
3064                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3065                 verbose(env, "variable offset stack pointer cannot be passed into helper function; var_off=%s off=%d size=%d\n",
3066                         tn_buf, off, size);
3067                 return -EACCES;
3068         }
3069         /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity
3070          * since it requires corresponding support in Spectre masking for stack
3071          * ALU. See also retrieve_ptr_limit().
3072          */
3073         if (!env->bypass_spec_v1 && var_off) {
3074                 char tn_buf[48];
3075
3076                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3077                 verbose(env, "R%d variable offset stack access prohibited for !root, var_off=%s\n",
3078                                 ptr_regno, tn_buf);
3079                 return -EACCES;
3080         }
3081
3082         if (!var_off) {
3083                 off += reg->var_off.value;
3084                 err = check_stack_read_fixed_off(env, state, off, size,
3085                                                  dst_regno);
3086         } else {
3087                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
3088                  * than fixed offset ones. Note that dst_regno >= 0 on this
3089                  * branch.
3090                  */
3091                 err = check_stack_read_var_off(env, ptr_regno, off, size,
3092                                                dst_regno);
3093         }
3094         return err;
3095 }
3096
3097
3098 /* check_stack_write dispatches to check_stack_write_fixed_off or
3099  * check_stack_write_var_off.
3100  *
3101  * 'ptr_regno' is the register used as a pointer into the stack.
3102  * 'off' includes 'ptr_regno->off', but not its variable offset (if any).
3103  * 'value_regno' is the register whose value we're writing to the stack. It can
3104  * be -1, meaning that we're not writing from a register.
3105  *
3106  * The caller must ensure that the offset falls within the maximum stack size.
3107  */
3108 static int check_stack_write(struct bpf_verifier_env *env,
3109                              int ptr_regno, int off, int size,
3110                              int value_regno, int insn_idx)
3111 {
3112         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
3113         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
3114         int err;
3115
3116         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
3117                 off += reg->var_off.value;
3118                 err = check_stack_write_fixed_off(env, state, off, size,
3119                                                   value_regno, insn_idx);
3120         } else {
3121                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
3122                  * than fixed offset ones.
3123                  */
3124                 err = check_stack_write_var_off(env, state,
3125                                                 ptr_regno, off, size,
3126                                                 value_regno, insn_idx);
3127         }
3128         return err;
3129 }
3130
3131 static int check_map_access_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3132                                  int off, int size, enum bpf_access_type type)
3133 {
3134         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
3135         struct bpf_map *map = regs[regno].map_ptr;
3136         u32 cap = bpf_map_flags_to_cap(map);
3137
3138         if (type == BPF_WRITE && !(cap & BPF_MAP_CAN_WRITE)) {
3139                 verbose(env, "write into map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
3140                         map->value_size, off, size);
3141                 return -EACCES;
3142         }
3143
3144         if (type == BPF_READ && !(cap & BPF_MAP_CAN_READ)) {
3145                 verbose(env, "read from map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
3146                         map->value_size, off, size);
3147                 return -EACCES;
3148         }
3149
3150         return 0;
3151 }
3152
3153 /* check read/write into memory region (e.g., map value, ringbuf sample, etc) */
3154 static int __check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
3155                               int off, int size, u32 mem_size,
3156                               bool zero_size_allowed)
3157 {
3158         bool size_ok = size > 0 || (size == 0 && zero_size_allowed);
3159         struct bpf_reg_state *reg;
3160
3161         if (off >= 0 && size_ok && (u64)off + size <= mem_size)
3162                 return 0;
3163
3164         reg = &cur_regs(env)[regno];
3165         switch (reg->type) {
3166         case PTR_TO_MAP_KEY:
3167                 verbose(env, "invalid access to map key, key_size=%d off=%d size=%d\n",
3168                         mem_size, off, size);
3169                 break;
3170         case PTR_TO_MAP_VALUE:
3171                 verbose(env, "invalid access to map value, value_size=%d off=%d size=%d\n",
3172                         mem_size, off, size);
3173                 break;
3174         case PTR_TO_PACKET:
3175         case PTR_TO_PACKET_META:
3176         case PTR_TO_PACKET_END:
3177                 verbose(env, "invalid access to packet, off=%d size=%d, R%d(id=%d,off=%d,r=%d)\n",
3178                         off, size, regno, reg->id, off, mem_size);
3179                 break;
3180         case PTR_TO_MEM:
3181         default:
3182                 verbose(env, "invalid access to memory, mem_size=%u off=%d size=%d\n",
3183                         mem_size, off, size);
3184         }
3185
3186         return -EACCES;
3187 }
3188
3189 /* check read/write into a memory region with possible variable offset */
3190 static int check_mem_region_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3191                                    int off, int size, u32 mem_size,
3192                                    bool zero_size_allowed)
3193 {
3194         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3195         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3196         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
3197         int err;
3198
3199         /* We may have adjusted the register pointing to memory region, so we
3200          * need to try adding each of min_value and max_value to off
3201          * to make sure our theoretical access will be safe.
3202          */
3203         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
3204                 print_verifier_state(env, state);
3205
3206         /* The minimum value is only important with signed
3207          * comparisons where we can't assume the floor of a
3208          * value is 0.  If we are using signed variables for our
3209          * index'es we need to make sure that whatever we use
3210          * will have a set floor within our range.
3211          */
3212         if (reg->smin_value < 0 &&
3213             (reg->smin_value == S64_MIN ||
3214              (off + reg->smin_value != (s64)(s32)(off + reg->smin_value)) ||
3215               reg->smin_value + off < 0)) {
3216                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
3217                         regno);
3218                 return -EACCES;
3219         }
3220         err = __check_mem_access(env, regno, reg->smin_value + off, size,
3221                                  mem_size, zero_size_allowed);
3222         if (err) {
3223                 verbose(env, "R%d min value is outside of the allowed memory range\n",
3224                         regno);
3225                 return err;
3226         }
3227
3228         /* If we haven't set a max value then we need to bail since we can't be
3229          * sure we won't do bad things.
3230          * If reg->umax_value + off could overflow, treat that as unbounded too.
3231          */
3232         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
3233                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, make sure to bounds check any such access\n",
3234                         regno);
3235                 return -EACCES;
3236         }
3237         err = __check_mem_access(env, regno, reg->umax_value + off, size,
3238                                  mem_size, zero_size_allowed);
3239         if (err) {
3240                 verbose(env, "R%d max value is outside of the allowed memory range\n",
3241                         regno);
3242                 return err;
3243         }
3244
3245         return 0;
3246 }
3247
3248 /* check read/write into a map element with possible variable offset */
3249 static int check_map_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3250                             int off, int size, bool zero_size_allowed)
3251 {
3252         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3253         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3254         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
3255         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
3256         int err;
3257
3258         err = check_mem_region_access(env, regno, off, size, map->value_size,
3259                                       zero_size_allowed);
3260         if (err)
3261                 return err;
3262
3263         if (map_value_has_spin_lock(map)) {
3264                 u32 lock = map->spin_lock_off;
3265
3266                 /* if any part of struct bpf_spin_lock can be touched by
3267                  * load/store reject this program.
3268                  * To check that [x1, x2) overlaps with [y1, y2)
3269                  * it is sufficient to check x1 < y2 && y1 < x2.
3270                  */
3271                 if (reg->smin_value + off < lock + sizeof(struct bpf_spin_lock) &&
3272                      lock < reg->umax_value + off + size) {
3273                         verbose(env, "bpf_spin_lock cannot be accessed directly by load/store\n");
3274                         return -EACCES;
3275                 }
3276         }
3277         if (map_value_has_timer(map)) {
3278                 u32 t = map->timer_off;
3279
3280                 if (reg->smin_value + off < t + sizeof(struct bpf_timer) &&
3281                      t < reg->umax_value + off + size) {
3282                         verbose(env, "bpf_timer cannot be accessed directly by load/store\n");
3283                         return -EACCES;
3284                 }
3285         }
3286         return err;
3287 }
3288
3289 #define MAX_PACKET_OFF 0xffff
3290
3291 static enum bpf_prog_type resolve_prog_type(struct bpf_prog *prog)
3292 {
3293         return prog->aux->dst_prog ? prog->aux->dst_prog->type : prog->type;
3294 }
3295
3296 static bool may_access_direct_pkt_data(struct bpf_verifier_env *env,
3297                                        const struct bpf_call_arg_meta *meta,
3298                                        enum bpf_access_type t)
3299 {
3300         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
3301
3302         switch (prog_type) {
3303         /* Program types only with direct read access go here! */
3304         case BPF_PROG_TYPE_LWT_IN:
3305         case BPF_PROG_TYPE_LWT_OUT:
3306         case BPF_PROG_TYPE_LWT_SEG6LOCAL:
3307         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
3308         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
3309         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
3310                 if (t == BPF_WRITE)
3311                         return false;
3312                 fallthrough;
3313
3314         /* Program types with direct read + write access go here! */
3315         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
3316         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
3317         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
3318         case BPF_PROG_TYPE_LWT_XMIT:
3319         case BPF_PROG_TYPE_SK_SKB:
3320         case BPF_PROG_TYPE_SK_MSG:
3321                 if (meta)
3322                         return meta->pkt_access;
3323
3324                 env->seen_direct_write = true;
3325                 return true;
3326
3327         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
3328                 if (t == BPF_WRITE)
3329                         env->seen_direct_write = true;
3330
3331                 return true;
3332
3333         default:
3334                 return false;
3335         }
3336 }
3337
3338 static int check_packet_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno, int off,
3339                                int size, bool zero_size_allowed)
3340 {
3341         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
3342         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
3343         int err;
3344
3345         /* We may have added a variable offset to the packet pointer; but any
3346          * reg->range we have comes after that.  We are only checking the fixed
3347          * offset.
3348          */
3349
3350         /* We don't allow negative numbers, because we aren't tracking enough
3351          * detail to prove they're safe.
3352          */
3353         if (reg->smin_value < 0) {
3354                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
3355                         regno);
3356                 return -EACCES;
3357         }
3358
3359         err = reg->range < 0 ? -EINVAL :
3360               __check_mem_access(env, regno, off, size, reg->range,
3361                                  zero_size_allowed);
3362         if (err) {
3363                 verbose(env, "R%d offset is outside of the packet\n", regno);
3364                 return err;
3365         }
3366
3367         /* __check_mem_access has made sure "off + size - 1" is within u16.
3368          * reg->umax_value can't be bigger than MAX_PACKET_OFF which is 0xffff,
3369          * otherwise find_good_pkt_pointers would have refused to set range info
3370          * that __check_mem_access would have rejected this pkt access.
3371          * Therefore, "off + reg->umax_value + size - 1" won't overflow u32.
3372          */
3373         env->prog->aux->max_pkt_offset =
3374                 max_t(u32, env->prog->aux->max_pkt_offset,
3375                       off + reg->umax_value + size - 1);
3376
3377         return err;
3378 }
3379
3380 /* check access to 'struct bpf_context' fields.  Supports fixed offsets only */
3381 static int check_ctx_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, int off, int size,
3382                             enum bpf_access_type t, enum bpf_reg_type *reg_type,
3383                             struct btf **btf, u32 *btf_id)
3384 {
3385         struct bpf_insn_access_aux info = {
3386                 .reg_type = *reg_type,
3387                 .log = &env->log,
3388         };
3389
3390         if (env->ops->is_valid_access &&
3391             env->ops->is_valid_access(off, size, t, env->prog, &info)) {
3392                 /* A non zero info.ctx_field_size indicates that this field is a
3393                  * candidate for later verifier transformation to load the whole
3394                  * field and then apply a mask when accessed with a narrower
3395                  * access than actual ctx access size. A zero info.ctx_field_size
3396                  * will only allow for whole field access and rejects any other
3397                  * type of narrower access.
3398                  */
3399                 *reg_type = info.reg_type;
3400
3401                 if (*reg_type == PTR_TO_BTF_ID || *reg_type == PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL) {
3402                         *btf = info.btf;
3403                         *btf_id = info.btf_id;
3404                 } else {
3405                         env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size = info.ctx_field_size;
3406                 }
3407                 /* remember the offset of last byte accessed in ctx */
3408                 if (env->prog->aux->max_ctx_offset < off + size)
3409                         env->prog->aux->max_ctx_offset = off + size;
3410                 return 0;
3411         }
3412
3413         verbose(env, "invalid bpf_context access off=%d size=%d\n", off, size);
3414         return -EACCES;
3415 }
3416
3417 static int check_flow_keys_access(struct bpf_verifier_env *env, int off,
3418                                   int size)
3419 {
3420         if (size < 0 || off < 0 ||
3421             (u64)off + size > sizeof(struct bpf_flow_keys)) {
3422                 verbose(env, "invalid access to flow keys off=%d size=%d\n",
3423                         off, size);
3424                 return -EACCES;
3425         }
3426         return 0;
3427 }
3428
3429 static int check_sock_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
3430                              u32 regno, int off, int size,
3431                              enum bpf_access_type t)
3432 {
3433         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
3434         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
3435         struct bpf_insn_access_aux info = {};
3436         bool valid;
3437
3438         if (reg->smin_value < 0) {
3439                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
3440                         regno);
3441                 return -EACCES;
3442         }
3443
3444         switch (reg->type) {
3445         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
3446                 valid = bpf_sock_common_is_valid_access(off, size, t, &info);
3447                 break;
3448         case PTR_TO_SOCKET:
3449                 valid = bpf_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
3450                 break;
3451         case PTR_TO_TCP_SOCK:
3452                 valid = bpf_tcp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
3453                 break;
3454         case PTR_TO_XDP_SOCK:
3455                 valid = bpf_xdp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
3456                 break;
3457         default:
3458                 valid = false;
3459         }
3460
3461
3462         if (valid) {
3463                 env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size =
3464                         info.ctx_field_size;
3465                 return 0;
3466         }
3467
3468         verbose(env, "R%d invalid %s access off=%d size=%d\n",
3469                 regno, reg_type_str[reg->type], off, size);
3470
3471         return -EACCES;
3472 }
3473
3474 static bool is_pointer_value(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
3475 {
3476         return __is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg_state(env, regno));
3477 }
3478
3479 static bool is_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
3480 {
3481         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
3482
3483         return reg->type == PTR_TO_CTX;
3484 }
3485
3486 static bool is_sk_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
3487 {
3488         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
3489
3490         return type_is_sk_pointer(reg->type);
3491 }
3492
3493 static bool is_pkt_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
3494 {
3495         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
3496
3497         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
3498 }
3499
3500 static bool is_flow_key_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
3501 {
3502         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
3503
3504         /* Separate to is_ctx_reg() since we still want to allow BPF_ST here. */
3505         return reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS;
3506 }
3507
3508 static int check_pkt_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
3509                                    const struct bpf_reg_state *reg,
3510                                    int off, int size, bool strict)
3511 {
3512         struct tnum reg_off;
3513         int ip_align;
3514
3515         /* Byte size accesses are always allowed. */
3516         if (!strict || size == 1)
3517                 return 0;
3518
3519         /* For platforms that do not have a Kconfig enabling
3520          * CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS the value of
3521          * NET_IP_ALIGN is universally set to '2'.  And on platforms
3522          * that do set CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS, we get
3523          * to this code only in strict mode where we want to emulate
3524          * the NET_IP_ALIGN==2 checking.  Therefore use an
3525          * unconditional IP align value of '2'.
3526          */
3527         ip_align = 2;
3528
3529         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(ip_align + reg->off + off));
3530         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
3531                 char tn_buf[48];
3532
3533                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3534                 verbose(env,
3535                         "misaligned packet access off %d+%s+%d+%d size %d\n",
3536                         ip_align, tn_buf, reg->off, off, size);
3537                 return -EACCES;
3538         }
3539
3540         return 0;
3541 }
3542
3543 static int check_generic_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
3544                                        const struct bpf_reg_state *reg,
3545                                        const char *pointer_desc,
3546                                        int off, int size, bool strict)
3547 {
3548         struct tnum reg_off;
3549
3550         /* Byte size accesses are always allowed. */
3551         if (!strict || size == 1)
3552                 return 0;
3553
3554         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(reg->off + off));
3555         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
3556                 char tn_buf[48];
3557
3558                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3559                 verbose(env, "misaligned %saccess off %s+%d+%d size %d\n",
3560                         pointer_desc, tn_buf, reg->off, off, size);
3561                 return -EACCES;
3562         }
3563
3564         return 0;
3565 }
3566
3567 static int check_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
3568                                const struct bpf_reg_state *reg, int off,
3569                                int size, bool strict_alignment_once)
3570 {
3571         bool strict = env->strict_alignment || strict_alignment_once;
3572         const char *pointer_desc = "";
3573
3574         switch (reg->type) {
3575         case PTR_TO_PACKET:
3576         case PTR_TO_PACKET_META:
3577                 /* Special case, because of NET_IP_ALIGN. Given metadata sits
3578                  * right in front, treat it the very same way.
3579                  */
3580                 return check_pkt_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict);
3581         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
3582                 pointer_desc = "flow keys ";
3583                 break;
3584         case PTR_TO_MAP_KEY:
3585                 pointer_desc = "key ";
3586                 break;
3587         case PTR_TO_MAP_VALUE:
3588                 pointer_desc = "value ";
3589                 break;
3590         case PTR_TO_CTX:
3591                 pointer_desc = "context ";
3592                 break;
3593         case PTR_TO_STACK:
3594                 pointer_desc = "stack ";
3595                 /* The stack spill tracking logic in check_stack_write_fixed_off()
3596                  * and check_stack_read_fixed_off() relies on stack accesses being
3597                  * aligned.
3598                  */
3599                 strict = true;
3600                 break;
3601         case PTR_TO_SOCKET:
3602                 pointer_desc = "sock ";
3603                 break;
3604         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
3605                 pointer_desc = "sock_common ";
3606                 break;
3607         case PTR_TO_TCP_SOCK:
3608                 pointer_desc = "tcp_sock ";
3609                 break;
3610         case PTR_TO_XDP_SOCK:
3611                 pointer_desc = "xdp_sock ";
3612                 break;
3613         default:
3614                 break;
3615         }
3616         return check_generic_ptr_alignment(env, reg, pointer_desc, off, size,
3617                                            strict);
3618 }
3619
3620 static int update_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
3621                               const struct bpf_func_state *func,
3622                               int off)
3623 {
3624         u16 stack = env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth;
3625
3626         if (stack >= -off)
3627                 return 0;
3628
3629         /* update known max for given subprogram */
3630         env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth = -off;
3631         return 0;
3632 }
3633
3634 /* starting from main bpf function walk all instructions of the function
3635  * and recursively walk all callees that given function can call.
3636  * Ignore jump and exit insns.
3637  * Since recursion is prevented by check_cfg() this algorithm
3638  * only needs a local stack of MAX_CALL_FRAMES to remember callsites
3639  */
3640 static int check_max_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env)
3641 {
3642         int depth = 0, frame = 0, idx = 0, i = 0, subprog_end;
3643         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
3644         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
3645         bool tail_call_reachable = false;
3646         int ret_insn[MAX_CALL_FRAMES];
3647         int ret_prog[MAX_CALL_FRAMES];
3648         int j;
3649
3650 process_func:
3651         /* protect against potential stack overflow that might happen when
3652          * bpf2bpf calls get combined with tailcalls. Limit the caller's stack
3653          * depth for such case down to 256 so that the worst case scenario
3654          * would result in 8k stack size (32 which is tailcall limit * 256 =
3655          * 8k).
3656          *
3657          * To get the idea what might happen, see an example:
3658          * func1 -> sub rsp, 128
3659          *  subfunc1 -> sub rsp, 256
3660          *  tailcall1 -> add rsp, 256
3661          *   func2 -> sub rsp, 192 (total stack size = 128 + 192 = 320)
3662          *   subfunc2 -> sub rsp, 64
3663          *   subfunc22 -> sub rsp, 128
3664          *   tailcall2 -> add rsp, 128
3665          *    func3 -> sub rsp, 32 (total stack size 128 + 192 + 64 + 32 = 416)
3666          *
3667          * tailcall will unwind the current stack frame but it will not get rid
3668          * of caller's stack as shown on the example above.
3669          */
3670         if (idx && subprog[idx].has_tail_call && depth >= 256) {
3671                 verbose(env,
3672                         "tail_calls are not allowed when call stack of previous frames is %d bytes. Too large\n",
3673                         depth);
3674                 return -EACCES;
3675         }
3676         /* round up to 32-bytes, since this is granularity
3677          * of interpreter stack size
3678          */
3679         depth += round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
3680         if (depth > MAX_BPF_STACK) {
3681                 verbose(env, "combined stack size of %d calls is %d. Too large\n",
3682                         frame + 1, depth);
3683                 return -EACCES;
3684         }
3685 continue_func:
3686         subprog_end = subprog[idx + 1].start;
3687         for (; i < subprog_end; i++) {
3688                 int next_insn;
3689
3690                 if (!bpf_pseudo_call(insn + i) && !bpf_pseudo_func(insn + i))
3691                         continue;
3692                 /* remember insn and function to return to */
3693                 ret_insn[frame] = i + 1;
3694                 ret_prog[frame] = idx;
3695
3696                 /* find the callee */
3697                 next_insn = i + insn[i].imm + 1;
3698                 idx = find_subprog(env, next_insn);
3699                 if (idx < 0) {
3700                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
3701                                   next_insn);
3702                         return -EFAULT;
3703                 }
3704                 if (subprog[idx].is_async_cb) {
3705                         if (subprog[idx].has_tail_call) {
3706                                 verbose(env, "verifier bug. subprog has tail_call and async cb\n");
3707                                 return -EFAULT;
3708                         }
3709                          /* async callbacks don't increase bpf prog stack size */
3710                         continue;
3711                 }
3712                 i = next_insn;
3713
3714                 if (subprog[idx].has_tail_call)
3715                         tail_call_reachable = true;
3716
3717                 frame++;
3718                 if (frame >= MAX_CALL_FRAMES) {
3719                         verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep !\n",
3720                                 frame);
3721                         return -E2BIG;
3722                 }
3723                 goto process_func;
3724         }
3725         /* if tail call got detected across bpf2bpf calls then mark each of the
3726          * currently present subprog frames as tail call reachable subprogs;
3727          * this info will be utilized by JIT so that we will be preserving the
3728          * tail call counter throughout bpf2bpf calls combined with tailcalls
3729          */
3730         if (tail_call_reachable)
3731                 for (j = 0; j < frame; j++)
3732                         subprog[ret_prog[j]].tail_call_reachable = true;
3733         if (subprog[0].tail_call_reachable)
3734                 env->prog->aux->tail_call_reachable = true;
3735
3736         /* end of for() loop means the last insn of the 'subprog'
3737          * was reached. Doesn't matter whether it was JA or EXIT
3738          */
3739         if (frame == 0)
3740                 return 0;
3741         depth -= round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
3742         frame--;
3743         i = ret_insn[frame];
3744         idx = ret_prog[frame];
3745         goto continue_func;
3746 }
3747
3748 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
3749 static int get_callee_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
3750                                   const struct bpf_insn *insn, int idx)
3751 {
3752         int start = idx + insn->imm + 1, subprog;
3753
3754         subprog = find_subprog(env, start);
3755         if (subprog < 0) {
3756                 WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
3757                           start);
3758                 return -EFAULT;
3759         }
3760         return env->subprog_info[subprog].stack_depth;
3761 }
3762 #endif
3763
3764 int check_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env,
3765                   const struct bpf_reg_state *reg, int regno)
3766 {
3767         /* Access to ctx or passing it to a helper is only allowed in
3768          * its original, unmodified form.
3769          */
3770
3771         if (reg->off) {
3772                 verbose(env, "dereference of modified ctx ptr R%d off=%d disallowed\n",
3773                         regno, reg->off);
3774                 return -EACCES;
3775         }
3776
3777         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
3778                 char tn_buf[48];
3779
3780                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3781                 verbose(env, "variable ctx access var_off=%s disallowed\n", tn_buf);
3782                 return -EACCES;
3783         }
3784
3785         return 0;
3786 }
3787
3788 static int __check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
3789                                  const char *buf_info,
3790                                  const struct bpf_reg_state *reg,
3791                                  int regno, int off, int size)
3792 {
3793         if (off < 0) {
3794                 verbose(env,
3795                         "R%d invalid %s buffer access: off=%d, size=%d\n",
3796                         regno, buf_info, off, size);
3797                 return -EACCES;
3798         }
3799         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
3800                 char tn_buf[48];
3801
3802                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3803                 verbose(env,
3804                         "R%d invalid variable buffer offset: off=%d, var_off=%s\n",
3805                         regno, off, tn_buf);
3806                 return -EACCES;
3807         }
3808
3809         return 0;
3810 }
3811
3812 static int check_tp_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
3813                                   const struct bpf_reg_state *reg,
3814                                   int regno, int off, int size)
3815 {
3816         int err;
3817
3818         err = __check_buffer_access(env, "tracepoint", reg, regno, off, size);
3819         if (err)
3820                 return err;
3821
3822         if (off + size > env->prog->aux->max_tp_access)
3823                 env->prog->aux->max_tp_access = off + size;
3824
3825         return 0;
3826 }
3827
3828 static int check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
3829                                const struct bpf_reg_state *reg,
3830                                int regno, int off, int size,
3831                                bool zero_size_allowed,
3832                                const char *buf_info,
3833                                u32 *max_access)
3834 {
3835         int err;
3836
3837         err = __check_buffer_access(env, buf_info, reg, regno, off, size);
3838         if (err)
3839                 return err;
3840
3841         if (off + size > *max_access)
3842                 *max_access = off + size;
3843
3844         return 0;
3845 }
3846
3847 /* BPF architecture zero extends alu32 ops into 64-bit registesr */
3848 static void zext_32_to_64(struct bpf_reg_state *reg)
3849 {
3850         reg->var_off = tnum_subreg(reg->var_off);
3851         __reg_assign_32_into_64(reg);
3852 }
3853
3854 /* truncate register to smaller size (in bytes)
3855  * must be called with size < BPF_REG_SIZE
3856  */
3857 static void coerce_reg_to_size(struct bpf_reg_state *reg, int size)
3858 {
3859         u64 mask;
3860
3861         /* clear high bits in bit representation */
3862         reg->var_off = tnum_cast(reg->var_off, size);
3863
3864         /* fix arithmetic bounds */
3865         mask = ((u64)1 << (size * 8)) - 1;
3866         if ((reg->umin_value & ~mask) == (reg->umax_value & ~mask)) {
3867                 reg->umin_value &= mask;
3868                 reg->umax_value &= mask;
3869         } else {
3870                 reg->umin_value = 0;
3871                 reg->umax_value = mask;
3872         }
3873         reg->smin_value = reg->umin_value;
3874         reg->smax_value = reg->umax_value;
3875
3876         /* If size is smaller than 32bit register the 32bit register
3877          * values are also truncated so we push 64-bit bounds into
3878          * 32-bit bounds. Above were truncated < 32-bits already.
3879          */
3880         if (size >= 4)
3881                 return;
3882         __reg_combine_64_into_32(reg);
3883 }
3884
3885 static bool bpf_map_is_rdonly(const struct bpf_map *map)
3886 {
3887         return (map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) && map->frozen;
3888 }
3889
3890 static int bpf_map_direct_read(struct bpf_map *map, int off, int size, u64 *val)
3891 {
3892         void *ptr;
3893         u64 addr;
3894         int err;
3895
3896         err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
3897         if (err)
3898                 return err;
3899         ptr = (void *)(long)addr + off;
3900
3901         switch (size) {
3902         case sizeof(u8):
3903                 *val = (u64)*(u8 *)ptr;
3904                 break;
3905         case sizeof(u16):
3906                 *val = (u64)*(u16 *)ptr;
3907                 break;
3908         case sizeof(u32):
3909                 *val = (u64)*(u32 *)ptr;
3910                 break;
3911         case sizeof(u64):
3912                 *val = *(u64 *)ptr;
3913                 break;
3914         default:
3915                 return -EINVAL;
3916         }
3917         return 0;
3918 }
3919
3920 static int check_ptr_to_btf_access(struct bpf_verifier_env *env,
3921                                    struct bpf_reg_state *regs,
3922                                    int regno, int off, int size,
3923                                    enum bpf_access_type atype,
3924                                    int value_regno)
3925 {
3926         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
3927         const struct btf_type *t = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
3928         const char *tname = btf_name_by_offset(reg->btf, t->name_off);
3929         u32 btf_id;
3930         int ret;
3931
3932         if (off < 0) {
3933                 verbose(env,
3934                         "R%d is ptr_%s invalid negative access: off=%d\n",
3935                         regno, tname, off);
3936                 return -EACCES;
3937         }
3938         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
3939                 char tn_buf[48];
3940
3941                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3942                 verbose(env,
3943                         "R%d is ptr_%s invalid variable offset: off=%d, var_off=%s\n",
3944                         regno, tname, off, tn_buf);
3945                 return -EACCES;
3946         }
3947
3948         if (env->ops->btf_struct_access) {
3949                 ret = env->ops->btf_struct_access(&env->log, reg->btf, t,
3950                                                   off, size, atype, &btf_id);
3951         } else {
3952                 if (atype != BPF_READ) {
3953                         verbose(env, "only read is supported\n");
3954                         return -EACCES;
3955                 }
3956
3957                 ret = btf_struct_access(&env->log, reg->btf, t, off, size,
3958                                         atype, &btf_id);
3959         }
3960
3961         if (ret < 0)
3962                 return ret;
3963
3964         if (atype == BPF_READ && value_regno >= 0)
3965                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, reg->btf, btf_id);
3966
3967         return 0;
3968 }
3969
3970 static int check_ptr_to_map_access(struct bpf_verifier_env *env,
3971                                    struct bpf_reg_state *regs,
3972                                    int regno, int off, int size,
3973                                    enum bpf_access_type atype,
3974                                    int value_regno)
3975 {
3976         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
3977         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
3978         const struct btf_type *t;
3979         const char *tname;
3980         u32 btf_id;
3981         int ret;
3982
3983         if (!btf_vmlinux) {
3984                 verbose(env, "map_ptr access not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
3985                 return -ENOTSUPP;
3986         }
3987
3988         if (!map->ops->map_btf_id || !*map->ops->map_btf_id) {
3989                 verbose(env, "map_ptr access not supported for map type %d\n",
3990                         map->map_type);
3991                 return -ENOTSUPP;
3992         }
3993
3994         t = btf_type_by_id(btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id);
3995         tname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
3996
3997         if (!env->allow_ptr_to_map_access) {
3998                 verbose(env,
3999                         "%s access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
4000                         tname);
4001                 return -EPERM;
4002         }
4003
4004         if (off < 0) {
4005                 verbose(env, "R%d is %s invalid negative access: off=%d\n",
4006                         regno, tname, off);
4007                 return -EACCES;
4008         }
4009
4010         if (atype != BPF_READ) {
4011                 verbose(env, "only read from %s is supported\n", tname);
4012                 return -EACCES;
4013         }
4014
4015         ret = btf_struct_access(&env->log, btf_vmlinux, t, off, size, atype, &btf_id);
4016         if (ret < 0)
4017                 return ret;
4018
4019         if (value_regno >= 0)
4020                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, btf_vmlinux, btf_id);
4021
4022         return 0;
4023 }
4024
4025 /* Check that the stack access at the given offset is within bounds. The
4026  * maximum valid offset is -1.
4027  *
4028  * The minimum valid offset is -MAX_BPF_STACK for writes, and
4029  * -state->allocated_stack for reads.
4030  */
4031 static int check_stack_slot_within_bounds(int off,
4032                                           struct bpf_func_state *state,
4033                                           enum bpf_access_type t)
4034 {
4035         int min_valid_off;
4036
4037         if (t == BPF_WRITE)
4038                 min_valid_off = -MAX_BPF_STACK;
4039         else
4040                 min_valid_off = -state->allocated_stack;
4041
4042         if (off < min_valid_off || off > -1)
4043                 return -EACCES;
4044         return 0;
4045 }
4046
4047 /* Check that the stack access at 'regno + off' falls within the maximum stack
4048  * bounds.
4049  *
4050  * 'off' includes `regno->offset`, but not its dynamic part (if any).
4051  */
4052 static int check_stack_access_within_bounds(
4053                 struct bpf_verifier_env *env,
4054                 int regno, int off, int access_size,
4055                 enum stack_access_src src, enum bpf_access_type type)
4056 {
4057         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
4058         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
4059         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
4060         int min_off, max_off;
4061         int err;
4062         char *err_extra;
4063
4064         if (src == ACCESS_HELPER)
4065                 /* We don't know if helpers are reading or writing (or both). */
4066                 err_extra = " indirect access to";
4067         else if (type == BPF_READ)
4068                 err_extra = " read from";
4069         else
4070                 err_extra = " write to";
4071
4072         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
4073                 min_off = reg->var_off.value + off;
4074                 if (access_size > 0)
4075                         max_off = min_off + access_size - 1;
4076                 else
4077                         max_off = min_off;
4078         } else {
4079                 if (reg->smax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF ||
4080                     reg->smin_value <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
4081                         verbose(env, "invalid unbounded variable-offset%s stack R%d\n",
4082                                 err_extra, regno);
4083                         return -EACCES;
4084                 }
4085                 min_off = reg->smin_value + off;
4086                 if (access_size > 0)
4087                         max_off = reg->smax_value + off + access_size - 1;
4088                 else
4089                         max_off = min_off;
4090         }
4091
4092         err = check_stack_slot_within_bounds(min_off, state, type);
4093         if (!err)
4094                 err = check_stack_slot_within_bounds(max_off, state, type);
4095
4096         if (err) {
4097                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
4098                         verbose(env, "invalid%s stack R%d off=%d size=%d\n",
4099                                 err_extra, regno, off, access_size);
4100                 } else {
4101                         char tn_buf[48];
4102
4103                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4104                         verbose(env, "invalid variable-offset%s stack R%d var_off=%s size=%d\n",
4105                                 err_extra, regno, tn_buf, access_size);
4106                 }
4107         }
4108         return err;
4109 }
4110
4111 /* check whether memory at (regno + off) is accessible for t = (read | write)
4112  * if t==write, value_regno is a register which value is stored into memory
4113  * if t==read, value_regno is a register which will receive the value from memory
4114  * if t==write && value_regno==-1, some unknown value is stored into memory
4115  * if t==read && value_regno==-1, don't care what we read from memory
4116  */
4117 static int check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, u32 regno,
4118                             int off, int bpf_size, enum bpf_access_type t,
4119                             int value_regno, bool strict_alignment_once)
4120 {
4121         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
4122         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
4123         struct bpf_func_state *state;
4124         int size, err = 0;
4125
4126         size = bpf_size_to_bytes(bpf_size);
4127         if (size < 0)
4128                 return size;
4129
4130         /* alignment checks will add in reg->off themselves */
4131         err = check_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict_alignment_once);
4132         if (err)
4133                 return err;
4134
4135         /* for access checks, reg->off is just part of off */
4136         off += reg->off;
4137
4138         if (reg->type == PTR_TO_MAP_KEY) {
4139                 if (t == BPF_WRITE) {
4140                         verbose(env, "write to change key R%d not allowed\n", regno);
4141                         return -EACCES;
4142                 }
4143
4144                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
4145                                               reg->map_ptr->key_size, false);
4146                 if (err)
4147                         return err;
4148                 if (value_regno >= 0)
4149                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4150         } else if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
4151                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
4152                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
4153                         verbose(env, "R%d leaks addr into map\n", value_regno);
4154                         return -EACCES;
4155                 }
4156                 err = check_map_access_type(env, regno, off, size, t);
4157                 if (err)
4158                         return err;
4159                 err = check_map_access(env, regno, off, size, false);
4160                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
4161                         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
4162
4163                         /* if map is read-only, track its contents as scalars */
4164                         if (tnum_is_const(reg->var_off) &&
4165                             bpf_map_is_rdonly(map) &&
4166                             map->ops->map_direct_value_addr) {
4167                                 int map_off = off + reg->var_off.value;
4168                                 u64 val = 0;
4169
4170                                 err = bpf_map_direct_read(map, map_off, size,
4171                                                           &val);
4172                                 if (err)
4173                                         return err;
4174
4175                                 regs[value_regno].type = SCALAR_VALUE;
4176                                 __mark_reg_known(&regs[value_regno], val);
4177                         } else {
4178                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4179                         }
4180                 }
4181         } else if (reg->type == PTR_TO_MEM) {
4182                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
4183                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
4184                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", value_regno);
4185                         return -EACCES;
4186                 }
4187                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
4188                                               reg->mem_size, false);
4189                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
4190                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4191         } else if (reg->type == PTR_TO_CTX) {
4192                 enum bpf_reg_type reg_type = SCALAR_VALUE;
4193                 struct btf *btf = NULL;
4194                 u32 btf_id = 0;
4195
4196                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
4197                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
4198                         verbose(env, "R%d leaks addr into ctx\n", value_regno);
4199                         return -EACCES;
4200                 }
4201
4202                 err = check_ctx_reg(env, reg, regno);
4203                 if (err < 0)
4204                         return err;
4205
4206                 err = check_ctx_access(env, insn_idx, off, size, t, &reg_type, &btf, &btf_id);
4207                 if (err)
4208                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
4209                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
4210                         /* ctx access returns either a scalar, or a
4211                          * PTR_TO_PACKET[_META,_END]. In the latter
4212                          * case, we know the offset is zero.
4213                          */
4214                         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
4215                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4216                         } else {
4217                                 mark_reg_known_zero(env, regs,
4218                                                     value_regno);
4219                                 if (reg_type_may_be_null(reg_type))
4220                                         regs[value_regno].id = ++env->id_gen;
4221                                 /* A load of ctx field could have different
4222                                  * actual load size with the one encoded in the
4223                                  * insn. When the dst is PTR, it is for sure not
4224                                  * a sub-register.
4225                                  */
4226                                 regs[value_regno].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
4227                                 if (reg_type == PTR_TO_BTF_ID ||
4228                                     reg_type == PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL) {
4229                                         regs[value_regno].btf = btf;
4230                                         regs[value_regno].btf_id = btf_id;
4231                                 }
4232                         }
4233                         regs[value_regno].type = reg_type;
4234                 }
4235
4236         } else if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
4237                 /* Basic bounds checks. */
4238                 err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, size, ACCESS_DIRECT, t);
4239                 if (err)
4240                         return err;
4241
4242                 state = func(env, reg);
4243                 err = update_stack_depth(env, state, off);
4244                 if (err)
4245                         return err;
4246
4247                 if (t == BPF_READ)
4248                         err = check_stack_read(env, regno, off, size,
4249                                                value_regno);
4250                 else
4251                         err = check_stack_write(env, regno, off, size,
4252                                                 value_regno, insn_idx);
4253         } else if (reg_is_pkt_pointer(reg)) {
4254                 if (t == BPF_WRITE && !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, t)) {
4255                         verbose(env, "cannot write into packet\n");
4256                         return -EACCES;
4257                 }
4258                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
4259                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
4260                         verbose(env, "R%d leaks addr into packet\n",
4261                                 value_regno);
4262                         return -EACCES;
4263                 }
4264                 err = check_packet_access(env, regno, off, size, false);
4265                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
4266                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4267         } else if (reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS) {
4268                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
4269                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
4270                         verbose(env, "R%d leaks addr into flow keys\n",
4271                                 value_regno);
4272                         return -EACCES;
4273                 }
4274
4275                 err = check_flow_keys_access(env, off, size);
4276                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
4277                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4278         } else if (type_is_sk_pointer(reg->type)) {
4279                 if (t == BPF_WRITE) {
4280                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
4281                                 regno, reg_type_str[reg->type]);
4282                         return -EACCES;
4283                 }
4284                 err = check_sock_access(env, insn_idx, regno, off, size, t);
4285                 if (!err && value_regno >= 0)
4286                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4287         } else if (reg->type == PTR_TO_TP_BUFFER) {
4288                 err = check_tp_buffer_access(env, reg, regno, off, size);
4289                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
4290                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4291         } else if (reg->type == PTR_TO_BTF_ID) {
4292                 err = check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, off, size, t,
4293                                               value_regno);
4294         } else if (reg->type == CONST_PTR_TO_MAP) {
4295                 err = check_ptr_to_map_access(env, regs, regno, off, size, t,
4296                                               value_regno);
4297         } else if (reg->type == PTR_TO_RDONLY_BUF) {
4298                 if (t == BPF_WRITE) {
4299                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
4300                                 regno, reg_type_str[reg->type]);
4301                         return -EACCES;
4302                 }
4303                 err = check_buffer_access(env, reg, regno, off, size, false,
4304                                           "rdonly",
4305                                           &env->prog->aux->max_rdonly_access);
4306                 if (!err && value_regno >= 0)
4307                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4308         } else if (reg->type == PTR_TO_RDWR_BUF) {
4309                 err = check_buffer_access(env, reg, regno, off, size, false,
4310                                           "rdwr",
4311                                           &env->prog->aux->max_rdwr_access);
4312                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
4313                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4314         } else {
4315                 verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
4316                         reg_type_str[reg->type]);
4317                 return -EACCES;
4318         }
4319
4320         if (!err && size < BPF_REG_SIZE && value_regno >= 0 && t == BPF_READ &&
4321             regs[value_regno].type == SCALAR_VALUE) {
4322                 /* b/h/w load zero-extends, mark upper bits as known 0 */
4323                 coerce_reg_to_size(&regs[value_regno], size);
4324         }
4325         return err;
4326 }
4327
4328 static int check_atomic(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, struct bpf_insn *insn)
4329 {
4330         int load_reg;
4331         int err;
4332
4333         switch (insn->imm) {
4334         case BPF_ADD:
4335         case BPF_ADD | BPF_FETCH:
4336         case BPF_AND:
4337         case BPF_AND | BPF_FETCH:
4338         case BPF_OR:
4339         case BPF_OR | BPF_FETCH:
4340         case BPF_XOR:
4341         case BPF_XOR | BPF_FETCH:
4342         case BPF_XCHG:
4343         case BPF_CMPXCHG:
4344                 break;
4345         default:
4346                 verbose(env, "BPF_ATOMIC uses invalid atomic opcode %02x\n", insn->imm);
4347                 return -EINVAL;
4348         }
4349
4350         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_W && BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
4351                 verbose(env, "invalid atomic operand size\n");
4352                 return -EINVAL;
4353         }
4354
4355         /* check src1 operand */
4356         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
4357         if (err)
4358                 return err;
4359
4360         /* check src2 operand */
4361         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
4362         if (err)
4363                 return err;
4364
4365         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG) {
4366                 /* Check comparison of R0 with memory location */
4367                 err = check_reg_arg(env, BPF_REG_0, SRC_OP);
4368                 if (err)
4369                         return err;
4370         }
4371
4372         if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
4373                 verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", insn->src_reg);
4374                 return -EACCES;
4375         }
4376
4377         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg) ||
4378             is_pkt_reg(env, insn->dst_reg) ||
4379             is_flow_key_reg(env, insn->dst_reg) ||
4380             is_sk_reg(env, insn->dst_reg)) {
4381                 verbose(env, "BPF_ATOMIC stores into R%d %s is not allowed\n",
4382                         insn->dst_reg,
4383                         reg_type_str[reg_state(env, insn->dst_reg)->type]);
4384                 return -EACCES;
4385         }
4386
4387         if (insn->imm & BPF_FETCH) {
4388                 if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
4389                         load_reg = BPF_REG_0;
4390                 else
4391                         load_reg = insn->src_reg;
4392
4393                 /* check and record load of old value */
4394                 err = check_reg_arg(env, load_reg, DST_OP);
4395                 if (err)
4396                         return err;
4397         } else {
4398                 /* This instruction accesses a memory location but doesn't
4399                  * actually load it into a register.
4400                  */
4401                 load_reg = -1;
4402         }
4403
4404         /* check whether we can read the memory */
4405         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
4406                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, load_reg, true);
4407         if (err)
4408                 return err;
4409
4410         /* check whether we can write into the same memory */
4411         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
4412                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_WRITE, -1, true);
4413         if (err)
4414                 return err;
4415
4416         return 0;
4417 }
4418
4419 /* When register 'regno' is used to read the stack (either directly or through
4420  * a helper function) make sure that it's within stack boundary and, depending
4421  * on the access type, that all elements of the stack are initialized.
4422  *
4423  * 'off' includes 'regno->off', but not its dynamic part (if any).
4424  *
4425  * All registers that have been spilled on the stack in the slots within the
4426  * read offsets are marked as read.
4427  */
4428 static int check_stack_range_initialized(
4429                 struct bpf_verifier_env *env, int regno, int off,
4430                 int access_size, bool zero_size_allowed,
4431                 enum stack_access_src type, struct bpf_call_arg_meta *meta)
4432 {
4433         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
4434         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
4435         int err, min_off, max_off, i, j, slot, spi;
4436         char *err_extra = type == ACCESS_HELPER ? " indirect" : "";
4437         enum bpf_access_type bounds_check_type;
4438         /* Some accesses can write anything into the stack, others are
4439          * read-only.
4440          */
4441         bool clobber = false;
4442
4443         if (access_size == 0 && !zero_size_allowed) {
4444                 verbose(env, "invalid zero-sized read\n");
4445                 return -EACCES;
4446         }
4447
4448         if (type == ACCESS_HELPER) {
4449                 /* The bounds checks for writes are more permissive than for
4450                  * reads. However, if raw_mode is not set, we'll do extra
4451                  * checks below.
4452                  */
4453                 bounds_check_type = BPF_WRITE;
4454                 clobber = true;
4455         } else {
4456                 bounds_check_type = BPF_READ;
4457         }
4458         err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, access_size,
4459                                                type, bounds_check_type);
4460         if (err)
4461                 return err;
4462
4463
4464         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
4465                 min_off = max_off = reg->var_off.value + off;
4466         } else {
4467                 /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for
4468                  * simplicity since it requires corresponding support in
4469                  * Spectre masking for stack ALU.
4470                  * See also retrieve_ptr_limit().
4471                  */
4472                 if (!env->bypass_spec_v1) {
4473                         char tn_buf[48];
4474
4475                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4476                         verbose(env, "R%d%s variable offset stack access prohibited for !root, var_off=%s\n",
4477                                 regno, err_extra, tn_buf);
4478                         return -EACCES;
4479                 }
4480                 /* Only initialized buffer on stack is allowed to be accessed
4481                  * with variable offset. With uninitialized buffer it's hard to
4482                  * guarantee that whole memory is marked as initialized on
4483                  * helper return since specific bounds are unknown what may
4484                  * cause uninitialized stack leaking.
4485                  */
4486                 if (meta && meta->raw_mode)
4487                         meta = NULL;
4488
4489                 min_off = reg->smin_value + off;
4490                 max_off = reg->smax_value + off;
4491         }
4492
4493         if (meta && meta->raw_mode) {
4494                 meta->access_size = access_size;
4495                 meta->regno = regno;
4496                 return 0;
4497         }
4498
4499         for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
4500                 u8 *stype;
4501
4502                 slot = -i - 1;
4503                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4504                 if (state->allocated_stack <= slot)
4505                         goto err;
4506                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
4507                 if (*stype == STACK_MISC)
4508                         goto mark;
4509                 if (*stype == STACK_ZERO) {
4510                         if (clobber) {
4511                                 /* helper can write anything into the stack */
4512                                 *stype = STACK_MISC;
4513                         }
4514                         goto mark;
4515                 }
4516
4517                 if (state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
4518                     state->stack[spi].spilled_ptr.type == PTR_TO_BTF_ID)
4519                         goto mark;
4520
4521                 if (state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
4522                     (state->stack[spi].spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE ||
4523                      env->allow_ptr_leaks)) {
4524                         if (clobber) {
4525                                 __mark_reg_unknown(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
4526                                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
4527                                         state->stack[spi].slot_type[j] = STACK_MISC;
4528                         }
4529                         goto mark;
4530                 }
4531
4532 err:
4533                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
4534                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d off %d+%d size %d\n",
4535                                 err_extra, regno, min_off, i - min_off, access_size);
4536                 } else {
4537                         char tn_buf[48];
4538
4539                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4540                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d var_off %s+%d size %d\n",
4541                                 err_extra, regno, tn_buf, i - min_off, access_size);
4542                 }
4543                 return -EACCES;
4544 mark:
4545                 /* reading any byte out of 8-byte 'spill_slot' will cause
4546                  * the whole slot to be marked as 'read'
4547                  */
4548                 mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
4549                               state->stack[spi].spilled_ptr.parent,
4550                               REG_LIVE_READ64);
4551         }
4552         return update_stack_depth(env, state, min_off);
4553 }
4554
4555 static int check_helper_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
4556                                    int access_size, bool zero_size_allowed,
4557                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
4558 {
4559         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
4560
4561         switch (reg->type) {
4562         case PTR_TO_PACKET:
4563         case PTR_TO_PACKET_META:
4564                 return check_packet_access(env, regno, reg->off, access_size,
4565                                            zero_size_allowed);
4566         case PTR_TO_MAP_KEY:
4567                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off, access_size,
4568                                                reg->map_ptr->key_size, false);
4569         case PTR_TO_MAP_VALUE:
4570                 if (check_map_access_type(env, regno, reg->off, access_size,
4571                                           meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE :
4572                                           BPF_READ))
4573                         return -EACCES;
4574                 return check_map_access(env, regno, reg->off, access_size,
4575                                         zero_size_allowed);
4576         case PTR_TO_MEM:
4577                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off,
4578                                                access_size, reg->mem_size,
4579                                                zero_size_allowed);
4580         case PTR_TO_RDONLY_BUF:
4581                 if (meta && meta->raw_mode)
4582                         return -EACCES;
4583                 return check_buffer_access(env, reg, regno, reg->off,
4584                                            access_size, zero_size_allowed,
4585                                            "rdonly",
4586                                            &env->prog->aux->max_rdonly_access);
4587         case PTR_TO_RDWR_BUF:
4588                 return check_buffer_access(env, reg, regno, reg->off,
4589                                            access_size, zero_size_allowed,
4590                                            "rdwr",
4591                                            &env->prog->aux->max_rdwr_access);
4592         case PTR_TO_STACK:
4593                 return check_stack_range_initialized(
4594                                 env,
4595                                 regno, reg->off, access_size,
4596                                 zero_size_allowed, ACCESS_HELPER, meta);
4597         default: /* scalar_value or invalid ptr */
4598                 /* Allow zero-byte read from NULL, regardless of pointer type */
4599                 if (zero_size_allowed && access_size == 0 &&
4600                     register_is_null(reg))
4601                         return 0;
4602
4603                 verbose(env, "R%d type=%s expected=%s\n", regno,
4604                         reg_type_str[reg->type],
4605                         reg_type_str[PTR_TO_STACK]);
4606                 return -EACCES;
4607         }
4608 }
4609
4610 int check_mem_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
4611                    u32 regno, u32 mem_size)
4612 {
4613         if (register_is_null(reg))
4614                 return 0;
4615
4616         if (reg_type_may_be_null(reg->type)) {
4617                 /* Assuming that the register contains a value check if the memory
4618                  * access is safe. Temporarily save and restore the register's state as
4619                  * the conversion shouldn't be visible to a caller.
4620                  */
4621                 const struct bpf_reg_state saved_reg = *reg;
4622                 int rv;
4623
4624                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
4625                 rv = check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, NULL);
4626                 *reg = saved_reg;
4627                 return rv;
4628         }
4629
4630         return check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, NULL);
4631 }
4632
4633 /* Implementation details:
4634  * bpf_map_lookup returns PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL
4635  * Two bpf_map_lookups (even with the same key) will have different reg->id.
4636  * For traditional PTR_TO_MAP_VALUE the verifier clears reg->id after
4637  * value_or_null->value transition, since the verifier only cares about
4638  * the range of access to valid map value pointer and doesn't care about actual
4639  * address of the map element.
4640  * For maps with 'struct bpf_spin_lock' inside map value the verifier keeps
4641  * reg->id > 0 after value_or_null->value transition. By doing so
4642  * two bpf_map_lookups will be considered two different pointers that
4643  * point to different bpf_spin_locks.
4644  * The verifier allows taking only one bpf_spin_lock at a time to avoid
4645  * dead-locks.
4646  * Since only one bpf_spin_lock is allowed the checks are simpler than
4647  * reg_is_refcounted() logic. The verifier needs to remember only
4648  * one spin_lock instead of array of acquired_refs.
4649  * cur_state->active_spin_lock remembers which map value element got locked
4650  * and clears it after bpf_spin_unlock.
4651  */
4652 static int process_spin_lock(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
4653                              bool is_lock)
4654 {
4655         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
4656         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
4657         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
4658         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
4659         u64 val = reg->var_off.value;
4660
4661         if (!is_const) {
4662                 verbose(env,
4663                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_spin_lock has to be at the constant offset\n",
4664                         regno);
4665                 return -EINVAL;
4666         }
4667         if (!map->btf) {
4668                 verbose(env,
4669                         "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_spin_lock\n",
4670                         map->name);
4671                 return -EINVAL;
4672         }
4673         if (!map_value_has_spin_lock(map)) {
4674                 if (map->spin_lock_off == -E2BIG)
4675                         verbose(env,
4676                                 "map '%s' has more than one 'struct bpf_spin_lock'\n",
4677                                 map->name);
4678                 else if (map->spin_lock_off == -ENOENT)
4679                         verbose(env,
4680                                 "map '%s' doesn't have 'struct bpf_spin_lock'\n",
4681                                 map->name);
4682                 else
4683                         verbose(env,
4684                                 "map '%s' is not a struct type or bpf_spin_lock is mangled\n",
4685                                 map->name);
4686                 return -EINVAL;
4687         }
4688         if (map->spin_lock_off != val + reg->off) {
4689                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_spin_lock'\n",
4690                         val + reg->off);
4691                 return -EINVAL;
4692         }
4693         if (is_lock) {
4694                 if (cur->active_spin_lock) {
4695                         verbose(env,
4696                                 "Locking two bpf_spin_locks are not allowed\n");
4697                         return -EINVAL;
4698                 }
4699                 cur->active_spin_lock = reg->id;
4700         } else {
4701                 if (!cur->active_spin_lock) {
4702                         verbose(env, "bpf_spin_unlock without taking a lock\n");
4703                         return -EINVAL;
4704                 }
4705                 if (cur->active_spin_lock != reg->id) {
4706                         verbose(env, "bpf_spin_unlock of different lock\n");
4707                         return -EINVAL;
4708                 }
4709                 cur->active_spin_lock = 0;
4710         }
4711         return 0;
4712 }
4713
4714 static int process_timer_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
4715                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
4716 {
4717         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
4718         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
4719         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
4720         u64 val = reg->var_off.value;
4721
4722         if (!is_const) {
4723                 verbose(env,
4724                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_timer has to be at the constant offset\n",
4725                         regno);
4726                 return -EINVAL;
4727         }
4728         if (!map->btf) {
4729                 verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_timer\n",
4730                         map->name);
4731                 return -EINVAL;
4732         }
4733         if (!map_value_has_timer(map)) {
4734                 if (map->timer_off == -E2BIG)
4735                         verbose(env,
4736                                 "map '%s' has more than one 'struct bpf_timer'\n",
4737                                 map->name);
4738                 else if (map->timer_off == -ENOENT)
4739                         verbose(env,
4740                                 "map '%s' doesn't have 'struct bpf_timer'\n",
4741                                 map->name);
4742                 else
4743                         verbose(env,
4744                                 "map '%s' is not a struct type or bpf_timer is mangled\n",
4745                                 map->name);
4746                 return -EINVAL;
4747         }
4748         if (map->timer_off != val + reg->off) {
4749                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_timer' that is at %d\n",
4750                         val + reg->off, map->timer_off);
4751                 return -EINVAL;
4752         }
4753         if (meta->map_ptr) {
4754                 verbose(env, "verifier bug. Two map pointers in a timer helper\n");
4755                 return -EFAULT;
4756         }
4757         meta->map_uid = reg->map_uid;
4758         meta->map_ptr = map;
4759         return 0;
4760 }
4761
4762 static bool arg_type_is_mem_ptr(enum bpf_arg_type type)
4763 {
4764         return type == ARG_PTR_TO_MEM ||
4765                type == ARG_PTR_TO_MEM_OR_NULL ||
4766                type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM;
4767 }
4768
4769 static bool arg_type_is_mem_size(enum bpf_arg_type type)
4770 {
4771         return type == ARG_CONST_SIZE ||
4772                type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO;
4773 }
4774
4775 static bool arg_type_is_alloc_size(enum bpf_arg_type type)
4776 {
4777         return type == ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO;
4778 }
4779
4780 static bool arg_type_is_int_ptr(enum bpf_arg_type type)
4781 {
4782         return type == ARG_PTR_TO_INT ||
4783                type == ARG_PTR_TO_LONG;
4784 }
4785
4786 static int int_ptr_type_to_size(enum bpf_arg_type type)
4787 {
4788         if (type == ARG_PTR_TO_INT)
4789                 return sizeof(u32);
4790         else if (type == ARG_PTR_TO_LONG)
4791                 return sizeof(u64);
4792
4793         return -EINVAL;
4794 }
4795
4796 static int resolve_map_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
4797                                  const struct bpf_call_arg_meta *meta,
4798                                  enum bpf_arg_type *arg_type)
4799 {
4800         if (!meta->map_ptr) {
4801                 /* kernel subsystem misconfigured verifier */
4802                 verbose(env, "invalid map_ptr to access map->type\n");
4803                 return -EACCES;
4804         }
4805
4806         switch (meta->map_ptr->map_type) {
4807         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
4808         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
4809                 if (*arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
4810                         *arg_type = ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON;
4811                 } else {
4812                         verbose(env, "invalid arg_type for sockmap/sockhash\n");
4813                         return -EINVAL;
4814                 }
4815                 break;
4816
4817         default:
4818                 break;
4819         }
4820         return 0;
4821 }
4822
4823 struct bpf_reg_types {
4824         const enum bpf_reg_type types[10];
4825         u32 *btf_id;
4826 };
4827
4828 static const struct bpf_reg_types map_key_value_types = {
4829         .types = {
4830                 PTR_TO_STACK,
4831                 PTR_TO_PACKET,
4832                 PTR_TO_PACKET_META,
4833                 PTR_TO_MAP_KEY,
4834                 PTR_TO_MAP_VALUE,
4835         },
4836 };
4837
4838 static const struct bpf_reg_types sock_types = {
4839         .types = {
4840                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
4841                 PTR_TO_SOCKET,
4842                 PTR_TO_TCP_SOCK,
4843                 PTR_TO_XDP_SOCK,
4844         },
4845 };
4846
4847 #ifdef CONFIG_NET
4848 static const struct bpf_reg_types btf_id_sock_common_types = {
4849         .types = {
4850                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
4851                 PTR_TO_SOCKET,
4852                 PTR_TO_TCP_SOCK,
4853                 PTR_TO_XDP_SOCK,
4854                 PTR_TO_BTF_ID,
4855         },
4856         .btf_id = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
4857 };
4858 #endif
4859
4860 static const struct bpf_reg_types mem_types = {
4861         .types = {
4862                 PTR_TO_STACK,
4863                 PTR_TO_PACKET,
4864                 PTR_TO_PACKET_META,
4865                 PTR_TO_MAP_KEY,
4866                 PTR_TO_MAP_VALUE,
4867                 PTR_TO_MEM,
4868                 PTR_TO_RDONLY_BUF,
4869                 PTR_TO_RDWR_BUF,
4870         },
4871 };
4872
4873 static const struct bpf_reg_types int_ptr_types = {
4874         .types = {
4875                 PTR_TO_STACK,
4876                 PTR_TO_PACKET,
4877                 PTR_TO_PACKET_META,
4878                 PTR_TO_MAP_KEY,
4879                 PTR_TO_MAP_VALUE,
4880         },
4881 };
4882
4883 static const struct bpf_reg_types fullsock_types = { .types = { PTR_TO_SOCKET } };
4884 static const struct bpf_reg_types scalar_types = { .types = { SCALAR_VALUE } };
4885 static const struct bpf_reg_types context_types = { .types = { PTR_TO_CTX } };
4886 static const struct bpf_reg_types alloc_mem_types = { .types = { PTR_TO_MEM } };
4887 static const struct bpf_reg_types const_map_ptr_types = { .types = { CONST_PTR_TO_MAP } };
4888 static const struct bpf_reg_types btf_ptr_types = { .types = { PTR_TO_BTF_ID } };
4889 static const struct bpf_reg_types spin_lock_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
4890 static const struct bpf_reg_types percpu_btf_ptr_types = { .types = { PTR_TO_PERCPU_BTF_ID } };
4891 static const struct bpf_reg_types func_ptr_types = { .types = { PTR_TO_FUNC } };
4892 static const struct bpf_reg_types stack_ptr_types = { .types = { PTR_TO_STACK } };
4893 static const struct bpf_reg_types const_str_ptr_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
4894 static const struct bpf_reg_types timer_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
4895
4896 static const struct bpf_reg_types *compatible_reg_types[__BPF_ARG_TYPE_MAX] = {
4897         [ARG_PTR_TO_MAP_KEY]            = &map_key_value_types,
4898         [ARG_PTR_TO_MAP_VALUE]          = &map_key_value_types,
4899         [ARG_PTR_TO_UNINIT_MAP_VALUE]   = &map_key_value_types,
4900         [ARG_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL]  = &map_key_value_types,
4901         [ARG_CONST_SIZE]                = &scalar_types,
4902         [ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO]        = &scalar_types,
4903         [ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO]  = &scalar_types,
4904         [ARG_CONST_MAP_PTR]             = &const_map_ptr_types,
4905         [ARG_PTR_TO_CTX]                = &context_types,
4906         [ARG_PTR_TO_CTX_OR_NULL]        = &context_types,
4907         [ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON]        = &sock_types,
4908 #ifdef CONFIG_NET
4909         [ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON] = &btf_id_sock_common_types,
4910 #endif
4911         [ARG_PTR_TO_SOCKET]             = &fullsock_types,
4912         [ARG_PTR_TO_SOCKET_OR_NULL]     = &fullsock_types,
4913         [ARG_PTR_TO_BTF_ID]             = &btf_ptr_types,
4914         [ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK]          = &spin_lock_types,
4915         [ARG_PTR_TO_MEM]                = &mem_types,
4916         [ARG_PTR_TO_MEM_OR_NULL]        = &mem_types,
4917         [ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM]         = &mem_types,
4918         [ARG_PTR_TO_ALLOC_MEM]          = &alloc_mem_types,
4919         [ARG_PTR_TO_ALLOC_MEM_OR_NULL]  = &alloc_mem_types,
4920         [ARG_PTR_TO_INT]                = &int_ptr_types,
4921         [ARG_PTR_TO_LONG]               = &int_ptr_types,
4922         [ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID]      = &percpu_btf_ptr_types,
4923         [ARG_PTR_TO_FUNC]               = &func_ptr_types,
4924         [ARG_PTR_TO_STACK_OR_NULL]      = &stack_ptr_types,
4925         [ARG_PTR_TO_CONST_STR]          = &const_str_ptr_types,
4926         [ARG_PTR_TO_TIMER]              = &timer_types,
4927 };
4928
4929 static int check_reg_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
4930                           enum bpf_arg_type arg_type,
4931                           const u32 *arg_btf_id)
4932 {
4933         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
4934         enum bpf_reg_type expected, type = reg->type;
4935         const struct bpf_reg_types *compatible;
4936         int i, j;
4937
4938         compatible = compatible_reg_types[arg_type];
4939         if (!compatible) {
4940                 verbose(env, "verifier internal error: unsupported arg type %d\n", arg_type);
4941                 return -EFAULT;
4942         }
4943
4944         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(compatible->types); i++) {
4945                 expected = compatible->types[i];
4946                 if (expected == NOT_INIT)
4947                         break;
4948
4949                 if (type == expected)
4950                         goto found;
4951         }
4952
4953         verbose(env, "R%d type=%s expected=", regno, reg_type_str[type]);
4954         for (j = 0; j + 1 < i; j++)
4955                 verbose(env, "%s, ", reg_type_str[compatible->types[j]]);
4956         verbose(env, "%s\n", reg_type_str[compatible->types[j]]);
4957         return -EACCES;
4958
4959 found:
4960         if (type == PTR_TO_BTF_ID) {
4961                 if (!arg_btf_id) {
4962                         if (!compatible->btf_id) {
4963                                 verbose(env, "verifier internal error: missing arg compatible BTF ID\n");
4964                                 return -EFAULT;
4965                         }
4966                         arg_btf_id = compatible->btf_id;
4967                 }
4968
4969                 if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
4970                                           btf_vmlinux, *arg_btf_id)) {
4971                         verbose(env, "R%d is of type %s but %s is expected\n",
4972                                 regno, kernel_type_name(reg->btf, reg->btf_id),
4973                                 kernel_type_name(btf_vmlinux, *arg_btf_id));
4974                         return -EACCES;
4975                 }
4976
4977                 if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
4978                         verbose(env, "R%d is a pointer to in-kernel struct with non-zero offset\n",
4979                                 regno);
4980                         return -EACCES;
4981                 }
4982         }
4983
4984         return 0;
4985 }
4986
4987 static int check_func_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 arg,
4988                           struct bpf_call_arg_meta *meta,
4989                           const struct bpf_func_proto *fn)
4990 {
4991         u32 regno = BPF_REG_1 + arg;
4992         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
4993         enum bpf_arg_type arg_type = fn->arg_type[arg];
4994         enum bpf_reg_type type = reg->type;
4995         int err = 0;
4996
4997         if (arg_type == ARG_DONTCARE)
4998                 return 0;
4999
5000         err = check_reg_arg(env, regno, SRC_OP);
5001         if (err)
5002                 return err;
5003
5004         if (arg_type == ARG_ANYTHING) {
5005                 if (is_pointer_value(env, regno)) {
5006                         verbose(env, "R%d leaks addr into helper function\n",
5007                                 regno);
5008                         return -EACCES;
5009                 }
5010                 return 0;
5011         }
5012
5013         if (type_is_pkt_pointer(type) &&
5014             !may_access_direct_pkt_data(env, meta, BPF_READ)) {
5015                 verbose(env, "helper access to the packet is not allowed\n");
5016                 return -EACCES;
5017         }
5018
5019         if (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE ||
5020             arg_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MAP_VALUE ||
5021             arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL) {
5022                 err = resolve_map_arg_type(env, meta, &arg_type);
5023                 if (err)
5024                         return err;
5025         }
5026
5027         if (register_is_null(reg) && arg_type_may_be_null(arg_type))
5028                 /* A NULL register has a SCALAR_VALUE type, so skip
5029                  * type checking.
5030                  */
5031                 goto skip_type_check;
5032
5033         err = check_reg_type(env, regno, arg_type, fn->arg_btf_id[arg]);
5034         if (err)
5035                 return err;
5036
5037         if (type == PTR_TO_CTX) {
5038                 err = check_ctx_reg(env, reg, regno);
5039                 if (err < 0)
5040                         return err;
5041         }
5042
5043 skip_type_check:
5044         if (reg->ref_obj_id) {
5045                 if (meta->ref_obj_id) {
5046                         verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
5047                                 regno, reg->ref_obj_id,
5048                                 meta->ref_obj_id);
5049                         return -EFAULT;
5050                 }
5051                 meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
5052         }
5053
5054         if (arg_type == ARG_CONST_MAP_PTR) {
5055                 /* bpf_map_xxx(map_ptr) call: remember that map_ptr */
5056                 if (meta->map_ptr) {
5057                         /* Use map_uid (which is unique id of inner map) to reject:
5058                          * inner_map1 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key1)
5059                          * inner_map2 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key2)
5060                          * if (inner_map1 && inner_map2) {
5061                          *     timer = bpf_map_lookup_elem(inner_map1);
5062                          *     if (timer)
5063                          *         // mismatch would have been allowed
5064                          *         bpf_timer_init(timer, inner_map2);
5065                          * }
5066                          *
5067                          * Comparing map_ptr is enough to distinguish normal and outer maps.
5068                          */
5069                         if (meta->map_ptr != reg->map_ptr ||
5070                             meta->map_uid != reg->map_uid) {
5071                                 verbose(env,
5072                                         "timer pointer in R1 map_uid=%d doesn't match map pointer in R2 map_uid=%d\n",
5073                                         meta->map_uid, reg->map_uid);
5074                                 return -EINVAL;
5075                         }
5076                 }
5077                 meta->map_ptr = reg->map_ptr;
5078                 meta->map_uid = reg->map_uid;
5079         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY) {
5080                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., key) call:
5081                  * check that [key, key + map->key_size) are within
5082                  * stack limits and initialized
5083                  */
5084                 if (!meta->map_ptr) {
5085                         /* in function declaration map_ptr must come before
5086                          * map_key, so that it's verified and known before
5087                          * we have to check map_key here. Otherwise it means
5088                          * that kernel subsystem misconfigured verifier
5089                          */
5090                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->key\n");
5091                         return -EACCES;
5092                 }
5093                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
5094                                               meta->map_ptr->key_size, false,
5095                                               NULL);
5096         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE ||
5097                    (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL &&
5098                     !register_is_null(reg)) ||
5099                    arg_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MAP_VALUE) {
5100                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., value) call:
5101                  * check [value, value + map->value_size) validity
5102                  */
5103                 if (!meta->map_ptr) {
5104                         /* kernel subsystem misconfigured verifier */
5105                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->value\n");
5106                         return -EACCES;
5107                 }
5108                 meta->raw_mode = (arg_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MAP_VALUE);
5109                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
5110                                               meta->map_ptr->value_size, false,
5111                                               meta);
5112         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID) {
5113                 if (!reg->btf_id) {
5114                         verbose(env, "Helper has invalid btf_id in R%d\n", regno);
5115                         return -EACCES;
5116                 }
5117                 meta->ret_btf = reg->btf;
5118                 meta->ret_btf_id = reg->btf_id;
5119         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK) {
5120                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_lock) {
5121                         if (process_spin_lock(env, regno, true))
5122                                 return -EACCES;
5123                 } else if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_unlock) {
5124                         if (process_spin_lock(env, regno, false))
5125                                 return -EACCES;
5126                 } else {
5127                         verbose(env, "verifier internal error\n");
5128                         return -EFAULT;
5129                 }
5130         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_TIMER) {
5131                 if (process_timer_func(env, regno, meta))
5132                         return -EACCES;
5133         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_FUNC) {
5134                 meta->subprogno = reg->subprogno;
5135         } else if (arg_type_is_mem_ptr(arg_type)) {
5136                 /* The access to this pointer is only checked when we hit the
5137                  * next is_mem_size argument below.
5138                  */
5139                 meta->raw_mode = (arg_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM);
5140         } else if (arg_type_is_mem_size(arg_type)) {
5141                 bool zero_size_allowed = (arg_type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO);
5142
5143                 /* This is used to refine r0 return value bounds for helpers
5144                  * that enforce this value as an upper bound on return values.
5145                  * See do_refine_retval_range() for helpers that can refine
5146                  * the return value. C type of helper is u32 so we pull register
5147                  * bound from umax_value however, if negative verifier errors
5148                  * out. Only upper bounds can be learned because retval is an
5149                  * int type and negative retvals are allowed.
5150                  */
5151                 meta->msize_max_value = reg->umax_value;
5152
5153                 /* The register is SCALAR_VALUE; the access check
5154                  * happens using its boundaries.
5155                  */
5156                 if (!tnum_is_const(reg->var_off))
5157                         /* For unprivileged variable accesses, disable raw
5158                          * mode so that the program is required to
5159                          * initialize all the memory that the helper could
5160                          * just partially fill up.
5161                          */
5162                         meta = NULL;
5163
5164                 if (reg->smin_value < 0) {
5165                         verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned or 'var &= const'\n",
5166                                 regno);
5167                         return -EACCES;
5168                 }
5169
5170                 if (reg->umin_value == 0) {
5171                         err = check_helper_mem_access(env, regno - 1, 0,
5172                                                       zero_size_allowed,
5173                                                       meta);
5174                         if (err)
5175                                 return err;
5176                 }
5177
5178                 if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_SIZ) {
5179                         verbose(env, "R%d unbounded memory access, use 'var &= const' or 'if (var < const)'\n",
5180                                 regno);
5181                         return -EACCES;
5182                 }
5183                 err = check_helper_mem_access(env, regno - 1,
5184                                               reg->umax_value,
5185                                               zero_size_allowed, meta);
5186                 if (!err)
5187                         err = mark_chain_precision(env, regno);
5188         } else if (arg_type_is_alloc_size(arg_type)) {
5189                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
5190                         verbose(env, "R%d is not a known constant'\n",
5191                                 regno);
5192                         return -EACCES;
5193                 }
5194                 meta->mem_size = reg->var_off.value;
5195         } else if (arg_type_is_int_ptr(arg_type)) {
5196                 int size = int_ptr_type_to_size(arg_type);
5197
5198                 err = check_helper_mem_access(env, regno, size, false, meta);
5199                 if (err)
5200                         return err;
5201                 err = check_ptr_alignment(env, reg, 0, size, true);
5202         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_CONST_STR) {
5203                 struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
5204                 int map_off;
5205                 u64 map_addr;
5206                 char *str_ptr;
5207
5208                 if (!bpf_map_is_rdonly(map)) {
5209                         verbose(env, "R%d does not point to a readonly map'\n", regno);
5210                         return -EACCES;
5211                 }
5212
5213                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
5214                         verbose(env, "R%d is not a constant address'\n", regno);
5215                         return -EACCES;
5216                 }
5217
5218                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
5219                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
5220                         return -EACCES;
5221                 }
5222
5223                 err = check_map_access(env, regno, reg->off,
5224                                        map->value_size - reg->off, false);
5225                 if (err)
5226                         return err;
5227
5228                 map_off = reg->off + reg->var_off.value;
5229                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &map_addr, map_off);
5230                 if (err) {
5231                         verbose(env, "direct value access on string failed\n");
5232                         return err;
5233                 }
5234
5235                 str_ptr = (char *)(long)(map_addr);
5236                 if (!strnchr(str_ptr + map_off, map->value_size - map_off, 0)) {
5237                         verbose(env, "string is not zero-terminated\n");
5238                         return -EINVAL;
5239                 }
5240         }
5241
5242         return err;
5243 }
5244
5245 static bool may_update_sockmap(struct bpf_verifier_env *env, int func_id)
5246 {
5247         enum bpf_attach_type eatype = env->prog->expected_attach_type;
5248         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
5249
5250         if (func_id != BPF_FUNC_map_update_elem)
5251                 return false;
5252
5253         /* It's not possible to get access to a locked struct sock in these
5254          * contexts, so updating is safe.
5255          */
5256         switch (type) {
5257         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
5258                 if (eatype == BPF_TRACE_ITER)
5259                         return true;
5260                 break;
5261         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
5262         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
5263         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
5264         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
5265         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
5266         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
5267         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
5268                 return true;
5269         default:
5270                 break;
5271         }
5272
5273         verbose(env, "cannot update sockmap in this context\n");
5274         return false;
5275 }
5276
5277 static bool allow_tail_call_in_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
5278 {
5279         return env->prog->jit_requested && IS_ENABLED(CONFIG_X86_64);
5280 }
5281
5282 static int check_map_func_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
5283                                         struct bpf_map *map, int func_id)
5284 {
5285         if (!map)
5286                 return 0;
5287
5288         /* We need a two way check, first is from map perspective ... */
5289         switch (map->map_type) {
5290         case BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY:
5291                 if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
5292                         goto error;
5293                 break;
5294         case BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY:
5295                 if (func_id != BPF_FUNC_perf_event_read &&
5296                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_output &&
5297                     func_id != BPF_FUNC_skb_output &&
5298                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_read_value &&
5299                     func_id != BPF_FUNC_xdp_output)
5300                         goto error;
5301                 break;
5302         case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
5303                 if (func_id != BPF_FUNC_ringbuf_output &&
5304                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve &&
5305                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_submit &&
5306                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_discard &&
5307                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_query)
5308                         goto error;
5309                 break;
5310         case BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE:
5311                 if (func_id != BPF_FUNC_get_stackid)
5312                         goto error;
5313                 break;
5314         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY:
5315                 if (func_id != BPF_FUNC_skb_under_cgroup &&
5316                     func_id != BPF_FUNC_current_task_under_cgroup)
5317                         goto error;
5318                 break;
5319         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE:
5320         case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE:
5321                 if (func_id != BPF_FUNC_get_local_storage)
5322                         goto error;
5323                 break;
5324         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP:
5325         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH:
5326                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
5327                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
5328                         goto error;
5329                 break;
5330         /* Restrict bpf side of cpumap and xskmap, open when use-cases
5331          * appear.
5332          */
5333         case BPF_MAP_TYPE_CPUMAP:
5334                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map)
5335                         goto error;
5336                 break;
5337         case BPF_MAP_TYPE_XSKMAP:
5338                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
5339                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
5340                         goto error;
5341                 break;
5342         case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
5343         case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
5344                 if (func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
5345                         goto error;
5346                 break;
5347         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
5348                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_map &&
5349                     func_id != BPF_FUNC_sock_map_update &&
5350                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
5351                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_map &&
5352                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
5353                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
5354                     !may_update_sockmap(env, func_id))
5355                         goto error;
5356                 break;
5357         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
5358                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_hash &&
5359                     func_id != BPF_FUNC_sock_hash_update &&
5360                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
5361                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_hash &&
5362                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
5363                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
5364                     !may_update_sockmap(env, func_id))
5365                         goto error;
5366                 break;
5367         case BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY:
5368                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport)
5369                         goto error;
5370                 break;
5371         case BPF_MAP_TYPE_QUEUE:
5372         case BPF_MAP_TYPE_STACK:
5373                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
5374                     func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
5375                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
5376                         goto error;
5377                 break;
5378         case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
5379                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_storage_get &&
5380                     func_id != BPF_FUNC_sk_storage_delete)
5381                         goto error;
5382                 break;
5383         case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
5384                 if (func_id != BPF_FUNC_inode_storage_get &&
5385                     func_id != BPF_FUNC_inode_storage_delete)
5386                         goto error;
5387                 break;
5388         case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
5389                 if (func_id != BPF_FUNC_task_storage_get &&
5390                     func_id != BPF_FUNC_task_storage_delete)
5391                         goto error;
5392                 break;
5393         default:
5394                 break;
5395         }
5396
5397         /* ... and second from the function itself. */
5398         switch (func_id) {
5399         case BPF_FUNC_tail_call:
5400                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY)
5401                         goto error;
5402                 if (env->subprog_cnt > 1 && !allow_tail_call_in_subprogs(env)) {
5403                         verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
5404                         return -EINVAL;
5405                 }
5406                 break;
5407         case BPF_FUNC_perf_event_read:
5408         case BPF_FUNC_perf_event_output:
5409         case BPF_FUNC_perf_event_read_value:
5410         case BPF_FUNC_skb_output:
5411         case BPF_FUNC_xdp_output:
5412                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY)
5413                         goto error;
5414                 break;
5415         case BPF_FUNC_get_stackid:
5416                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE)
5417                         goto error;
5418                 break;
5419         case BPF_FUNC_current_task_under_cgroup:
5420         case BPF_FUNC_skb_under_cgroup:
5421                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY)
5422                         goto error;
5423                 break;
5424         case BPF_FUNC_redirect_map:
5425                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP &&
5426                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH &&
5427                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CPUMAP &&
5428                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_XSKMAP)
5429                         goto error;
5430                 break;
5431         case BPF_FUNC_sk_redirect_map:
5432         case BPF_FUNC_msg_redirect_map:
5433         case BPF_FUNC_sock_map_update:
5434                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP)
5435                         goto error;
5436                 break;
5437         case BPF_FUNC_sk_redirect_hash:
5438         case BPF_FUNC_msg_redirect_hash:
5439         case BPF_FUNC_sock_hash_update:
5440                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
5441                         goto error;
5442                 break;
5443         case BPF_FUNC_get_local_storage:
5444                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE &&
5445                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE)
5446                         goto error;
5447                 break;
5448         case BPF_FUNC_sk_select_reuseport:
5449                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY &&
5450                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP &&
5451                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
5452                         goto error;
5453                 break;
5454         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
5455         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
5456         case BPF_FUNC_map_push_elem:
5457                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
5458                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK)
5459                         goto error;
5460                 break;
5461         case BPF_FUNC_sk_storage_get:
5462         case BPF_FUNC_sk_storage_delete:
5463                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE)
5464                         goto error;
5465                 break;
5466         case BPF_FUNC_inode_storage_get:
5467         case BPF_FUNC_inode_storage_delete:
5468                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE)
5469                         goto error;
5470                 break;
5471         case BPF_FUNC_task_storage_get:
5472         case BPF_FUNC_task_storage_delete:
5473                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE)
5474                         goto error;
5475                 break;
5476         default:
5477                 break;
5478         }
5479
5480         return 0;
5481 error:
5482         verbose(env, "cannot pass map_type %d into func %s#%d\n",
5483                 map->map_type, func_id_name(func_id), func_id);
5484         return -EINVAL;
5485 }
5486
5487 static bool check_raw_mode_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
5488 {
5489         int count = 0;
5490
5491         if (fn->arg1_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
5492                 count++;
5493         if (fn->arg2_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
5494                 count++;
5495         if (fn->arg3_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
5496                 count++;
5497         if (fn->arg4_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
5498                 count++;
5499         if (fn->arg5_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
5500                 count++;
5501
5502         /* We only support one arg being in raw mode at the moment,
5503          * which is sufficient for the helper functions we have
5504          * right now.
5505          */
5506         return count <= 1;
5507 }
5508
5509 static bool check_args_pair_invalid(enum bpf_arg_type arg_curr,
5510                                     enum bpf_arg_type arg_next)
5511 {
5512         return (arg_type_is_mem_ptr(arg_curr) &&
5513                 !arg_type_is_mem_size(arg_next)) ||
5514                (!arg_type_is_mem_ptr(arg_curr) &&
5515                 arg_type_is_mem_size(arg_next));
5516 }
5517
5518 static bool check_arg_pair_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
5519 {
5520         /* bpf_xxx(..., buf, len) call will access 'len'
5521          * bytes from memory 'buf'. Both arg types need
5522          * to be paired, so make sure there's no buggy
5523          * helper function specification.
5524          */
5525         if (arg_type_is_mem_size(fn->arg1_type) ||
5526             arg_type_is_mem_ptr(fn->arg5_type)  ||
5527             check_args_pair_invalid(fn->arg1_type, fn->arg2_type) ||
5528             check_args_pair_invalid(fn->arg2_type, fn->arg3_type) ||
5529             check_args_pair_invalid(fn->arg3_type, fn->arg4_type) ||
5530             check_args_pair_invalid(fn->arg4_type, fn->arg5_type))
5531                 return false;
5532
5533         return true;
5534 }
5535
5536 static bool check_refcount_ok(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id)
5537 {
5538         int count = 0;
5539
5540         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg1_type))
5541                 count++;
5542         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg2_type))
5543                 count++;
5544         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg3_type))
5545                 count++;
5546         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg4_type))
5547                 count++;
5548         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg5_type))
5549                 count++;
5550
5551         /* A reference acquiring function cannot acquire
5552          * another refcounted ptr.
5553          */
5554         if (may_be_acquire_function(func_id) && count)
5555                 return false;
5556
5557         /* We only support one arg being unreferenced at the moment,
5558          * which is sufficient for the helper functions we have right now.
5559          */
5560         return count <= 1;
5561 }
5562
5563 static bool check_btf_id_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
5564 {
5565         int i;
5566
5567         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(fn->arg_type); i++) {
5568                 if (fn->arg_type[i] == ARG_PTR_TO_BTF_ID && !fn->arg_btf_id[i])
5569                         return false;
5570
5571                 if (fn->arg_type[i] != ARG_PTR_TO_BTF_ID && fn->arg_btf_id[i])
5572                         return false;
5573         }
5574
5575         return true;
5576 }
5577
5578 static int check_func_proto(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id)
5579 {
5580         return check_raw_mode_ok(fn) &&
5581                check_arg_pair_ok(fn) &&
5582                check_btf_id_ok(fn) &&
5583                check_refcount_ok(fn, func_id) ? 0 : -EINVAL;
5584 }
5585
5586 /* Packet data might have moved, any old PTR_TO_PACKET[_META,_END]
5587  * are now invalid, so turn them into unknown SCALAR_VALUE.
5588  */
5589 static void __clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env,
5590                                      struct bpf_func_state *state)
5591 {
5592         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
5593         int i;
5594
5595         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
5596                 if (reg_is_pkt_pointer_any(&regs[i]))
5597                         mark_reg_unknown(env, regs, i);
5598
5599         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
5600                 if (!reg)
5601                         continue;
5602                 if (reg_is_pkt_pointer_any(reg))
5603                         __mark_reg_unknown(env, reg);
5604         }
5605 }
5606
5607 static void clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env)
5608 {
5609         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
5610         int i;
5611
5612         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
5613                 __clear_all_pkt_pointers(env, vstate->frame[i]);
5614 }
5615
5616 enum {
5617         AT_PKT_END = -1,
5618         BEYOND_PKT_END = -2,
5619 };
5620
5621 static void mark_pkt_end(struct bpf_verifier_state *vstate, int regn, bool range_open)
5622 {
5623         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
5624         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regn];
5625
5626         if (reg->type != PTR_TO_PACKET)
5627                 /* PTR_TO_PACKET_META is not supported yet */
5628                 return;
5629
5630         /* The 'reg' is pkt > pkt_end or pkt >= pkt_end.
5631          * How far beyond pkt_end it goes is unknown.
5632          * if (!range_open) it's the case of pkt >= pkt_end
5633          * if (range_open) it's the case of pkt > pkt_end
5634          * hence this pointer is at least 1 byte bigger than pkt_end
5635          */
5636         if (range_open)
5637                 reg->range = BEYOND_PKT_END;
5638         else
5639                 reg->range = AT_PKT_END;
5640 }
5641
5642 static void release_reg_references(struct bpf_verifier_env *env,
5643                                    struct bpf_func_state *state,
5644                                    int ref_obj_id)
5645 {
5646         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
5647         int i;
5648
5649         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
5650                 if (regs[i].ref_obj_id == ref_obj_id)
5651                         mark_reg_unknown(env, regs, i);
5652
5653         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
5654                 if (!reg)
5655                         continue;
5656                 if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id)
5657                         __mark_reg_unknown(env, reg);
5658         }
5659 }
5660
5661 /* The pointer with the specified id has released its reference to kernel
5662  * resources. Identify all copies of the same pointer and clear the reference.
5663  */
5664 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env,
5665                              int ref_obj_id)
5666 {
5667         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
5668         int err;
5669         int i;
5670
5671         err = release_reference_state(cur_func(env), ref_obj_id);
5672         if (err)
5673                 return err;
5674
5675         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
5676                 release_reg_references(env, vstate->frame[i], ref_obj_id);
5677
5678         return 0;
5679 }
5680
5681 static void clear_caller_saved_regs(struct bpf_verifier_env *env,
5682                                     struct bpf_reg_state *regs)
5683 {
5684         int i;
5685
5686         /* after the call registers r0 - r5 were scratched */
5687         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
5688                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
5689                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
5690         }
5691 }
5692
5693 typedef int (*set_callee_state_fn)(struct bpf_verifier_env *env,
5694                                    struct bpf_func_state *caller,
5695                                    struct bpf_func_state *callee,
5696                                    int insn_idx);
5697
5698 static int __check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
5699                              int *insn_idx, int subprog,
5700                              set_callee_state_fn set_callee_state_cb)
5701 {
5702         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
5703         struct bpf_func_info_aux *func_info_aux;
5704         struct bpf_func_state *caller, *callee;
5705         int err;
5706         bool is_global = false;
5707
5708         if (state->curframe + 1 >= MAX_CALL_FRAMES) {
5709                 verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep\n",
5710                         state->curframe + 2);
5711                 return -E2BIG;
5712         }
5713
5714         caller = state->frame[state->curframe];
5715         if (state->frame[state->curframe + 1]) {
5716                 verbose(env, "verifier bug. Frame %d already allocated\n",
5717                         state->curframe + 1);
5718                 return -EFAULT;
5719         }
5720
5721         func_info_aux = env->prog->aux->func_info_aux;
5722         if (func_info_aux)
5723                 is_global = func_info_aux[subprog].linkage == BTF_FUNC_GLOBAL;
5724         err = btf_check_subprog_arg_match(env, subprog, caller->regs);
5725         if (err == -EFAULT)
5726                 return err;
5727         if (is_global) {
5728                 if (err) {
5729                         verbose(env, "Caller passes invalid args into func#%d\n",
5730                                 subprog);
5731                         return err;
5732                 } else {
5733                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
5734                                 verbose(env,
5735                                         "Func#%d is global and valid. Skipping.\n",
5736                                         subprog);
5737                         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
5738
5739                         /* All global functions return a 64-bit SCALAR_VALUE */
5740                         mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
5741                         caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
5742
5743                         /* continue with next insn after call */
5744                         return 0;
5745                 }
5746         }
5747
5748         if (insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
5749             insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
5750                 struct bpf_verifier_state *async_cb;
5751
5752                 /* there is no real recursion here. timer callbacks are async */
5753                 env->subprog_info[subprog].is_async_cb = true;
5754                 async_cb = push_async_cb(env, env->subprog_info[subprog].start,
5755                                          *insn_idx, subprog);
5756                 if (!async_cb)
5757                         return -EFAULT;
5758                 callee = async_cb->frame[0];
5759                 callee->async_entry_cnt = caller->async_entry_cnt + 1;
5760
5761                 /* Convert bpf_timer_set_callback() args into timer callback args */
5762                 err = set_callee_state_cb(env, caller, callee, *insn_idx);
5763                 if (err)
5764                         return err;
5765
5766                 clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
5767                 mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
5768                 caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
5769                 /* continue with next insn after call */
5770                 return 0;
5771         }
5772
5773         callee = kzalloc(sizeof(*callee), GFP_KERNEL);
5774         if (!callee)
5775                 return -ENOMEM;
5776         state->frame[state->curframe + 1] = callee;
5777
5778         /* callee cannot access r0, r6 - r9 for reading and has to write
5779          * into its own stack before reading from it.
5780          * callee can read/write into caller's stack
5781          */
5782         init_func_state(env, callee,
5783                         /* remember the callsite, it will be used by bpf_exit */
5784                         *insn_idx /* callsite */,
5785                         state->curframe + 1 /* frameno within this callchain */,
5786                         subprog /* subprog number within this prog */);
5787
5788         /* Transfer references to the callee */
5789         err = copy_reference_state(callee, caller);
5790         if (err)
5791                 return err;
5792
5793         err = set_callee_state_cb(env, caller, callee, *insn_idx);
5794         if (err)
5795                 return err;
5796
5797         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
5798
5799         /* only increment it after check_reg_arg() finished */
5800         state->curframe++;
5801
5802         /* and go analyze first insn of the callee */
5803         *insn_idx = env->subprog_info[subprog].start - 1;
5804
5805         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
5806                 verbose(env, "caller:\n");
5807                 print_verifier_state(env, caller);
5808                 verbose(env, "callee:\n");
5809                 print_verifier_state(env, callee);
5810         }
5811         return 0;
5812 }
5813
5814 int map_set_for_each_callback_args(struct bpf_verifier_env *env,
5815                                    struct bpf_func_state *caller,
5816                                    struct bpf_func_state *callee)
5817 {
5818         /* bpf_for_each_map_elem(struct bpf_map *map, void *callback_fn,
5819          *      void *callback_ctx, u64 flags);
5820          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
5821          *      void *callback_ctx);
5822          */
5823         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
5824
5825         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
5826         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
5827         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
5828
5829         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
5830         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
5831         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
5832
5833         /* pointer to stack or null */
5834         callee->regs[BPF_REG_4] = caller->regs[BPF_REG_3];
5835
5836         /* unused */
5837         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
5838         return 0;
5839 }
5840
5841 static int set_callee_state(struct bpf_verifier_env *env,
5842                             struct bpf_func_state *caller,
5843                             struct bpf_func_state *callee, int insn_idx)
5844 {
5845         int i;
5846
5847         /* copy r1 - r5 args that callee can access.  The copy includes parent
5848          * pointers, which connects us up to the liveness chain
5849          */
5850         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
5851                 callee->regs[i] = caller->regs[i];
5852         return 0;
5853 }
5854
5855 static int check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
5856                            int *insn_idx)
5857 {
5858         int subprog, target_insn;
5859
5860         target_insn = *insn_idx + insn->imm + 1;
5861         subprog = find_subprog(env, target_insn);
5862         if (subprog < 0) {
5863                 verbose(env, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
5864                         target_insn);
5865                 return -EFAULT;
5866         }
5867
5868         return __check_func_call(env, insn, insn_idx, subprog, set_callee_state);
5869 }
5870
5871 static int set_map_elem_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
5872                                        struct bpf_func_state *caller,
5873                                        struct bpf_func_state *callee,
5874                                        int insn_idx)
5875 {
5876         struct bpf_insn_aux_data *insn_aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
5877         struct bpf_map *map;
5878         int err;
5879
5880         if (bpf_map_ptr_poisoned(insn_aux)) {
5881                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
5882                 return -EINVAL;
5883         }
5884
5885         map = BPF_MAP_PTR(insn_aux->map_ptr_state);
5886         if (!map->ops->map_set_for_each_callback_args ||
5887             !map->ops->map_for_each_callback) {
5888                 verbose(env, "callback function not allowed for map\n");
5889                 return -ENOTSUPP;
5890         }
5891
5892         err = map->ops->map_set_for_each_callback_args(env, caller, callee);
5893         if (err)
5894                 return err;
5895
5896         callee->in_callback_fn = true;
5897         return 0;
5898 }
5899
5900 static int set_timer_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
5901                                     struct bpf_func_state *caller,
5902                                     struct bpf_func_state *callee,
5903                                     int insn_idx)
5904 {
5905         struct bpf_map *map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
5906
5907         /* bpf_timer_set_callback(struct bpf_timer *timer, void *callback_fn);
5908          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value);
5909          */
5910         callee->regs[BPF_REG_1].type = CONST_PTR_TO_MAP;
5911         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_1]);
5912         callee->regs[BPF_REG_1].map_ptr = map_ptr;
5913
5914         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
5915         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
5916         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = map_ptr;
5917
5918         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
5919         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
5920         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = map_ptr;
5921
5922         /* unused */
5923         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
5924         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
5925         callee->in_async_callback_fn = true;
5926         return 0;
5927 }
5928
5929 static int prepare_func_exit(struct bpf_verifier_env *env, int *insn_idx)
5930 {
5931         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
5932         struct bpf_func_state *caller, *callee;
5933         struct bpf_reg_state *r0;
5934         int err;
5935
5936         callee = state->frame[state->curframe];
5937         r0 = &callee->regs[BPF_REG_0];
5938         if (r0->type == PTR_TO_STACK) {
5939                 /* technically it's ok to return caller's stack pointer
5940                  * (or caller's caller's pointer) back to the caller,
5941                  * since these pointers are valid. Only current stack
5942                  * pointer will be invalid as soon as function exits,
5943                  * but let's be conservative
5944                  */
5945                 verbose(env, "cannot return stack pointer to the caller\n");
5946                 return -EINVAL;
5947         }
5948
5949         state->curframe--;
5950         caller = state->frame[state->curframe];
5951         if (callee->in_callback_fn) {
5952                 /* enforce R0 return value range [0, 1]. */
5953                 struct tnum range = tnum_range(0, 1);
5954
5955                 if (r0->type != SCALAR_VALUE) {
5956                         verbose(env, "R0 not a scalar value\n");
5957                         return -EACCES;
5958                 }
5959                 if (!tnum_in(range, r0->var_off)) {
5960                         verbose_invalid_scalar(env, r0, &range, "callback return", "R0");
5961                         return -EINVAL;
5962                 }
5963         } else {
5964                 /* return to the caller whatever r0 had in the callee */
5965                 caller->regs[BPF_REG_0] = *r0;
5966         }
5967
5968         /* Transfer references to the caller */
5969         err = copy_reference_state(caller, callee);
5970         if (err)
5971                 return err;
5972
5973         *insn_idx = callee->callsite + 1;
5974         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
5975                 verbose(env, "returning from callee:\n");
5976                 print_verifier_state(env, callee);
5977                 verbose(env, "to caller at %d:\n", *insn_idx);
5978                 print_verifier_state(env, caller);
5979         }
5980         /* clear everything in the callee */
5981         free_func_state(callee);
5982         state->frame[state->curframe + 1] = NULL;
5983         return 0;
5984 }
5985
5986 static void do_refine_retval_range(struct bpf_reg_state *regs, int ret_type,
5987                                    int func_id,
5988                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
5989 {
5990         struct bpf_reg_state *ret_reg = &regs[BPF_REG_0];
5991
5992         if (ret_type != RET_INTEGER ||
5993             (func_id != BPF_FUNC_get_stack &&
5994              func_id != BPF_FUNC_get_task_stack &&
5995              func_id != BPF_FUNC_probe_read_str &&
5996              func_id != BPF_FUNC_probe_read_kernel_str &&
5997              func_id != BPF_FUNC_probe_read_user_str))
5998                 return;
5999
6000         ret_reg->smax_value = meta->msize_max_value;
6001         ret_reg->s32_max_value = meta->msize_max_value;
6002         ret_reg->smin_value = -MAX_ERRNO;
6003         ret_reg->s32_min_value = -MAX_ERRNO;
6004         __reg_deduce_bounds(ret_reg);
6005         __reg_bound_offset(ret_reg);
6006         __update_reg_bounds(ret_reg);
6007 }
6008
6009 static int
6010 record_func_map(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
6011                 int func_id, int insn_idx)
6012 {
6013         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
6014         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
6015
6016         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call &&
6017             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
6018             func_id != BPF_FUNC_map_update_elem &&
6019             func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
6020             func_id != BPF_FUNC_map_push_elem &&
6021             func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
6022             func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
6023             func_id != BPF_FUNC_for_each_map_elem &&
6024             func_id != BPF_FUNC_redirect_map)
6025                 return 0;
6026
6027         if (map == NULL) {
6028                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
6029                 return -EINVAL;
6030         }
6031
6032         /* In case of read-only, some additional restrictions
6033          * need to be applied in order to prevent altering the
6034          * state of the map from program side.
6035          */
6036         if ((map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
6037             (func_id == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
6038              func_id == BPF_FUNC_map_update_elem ||
6039              func_id == BPF_FUNC_map_push_elem ||
6040              func_id == BPF_FUNC_map_pop_elem)) {
6041                 verbose(env, "write into map forbidden\n");
6042                 return -EACCES;
6043         }
6044
6045         if (!BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state))
6046                 bpf_map_ptr_store(aux, meta->map_ptr,
6047                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
6048         else if (BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) != meta->map_ptr)
6049                 bpf_map_ptr_store(aux, BPF_MAP_PTR_POISON,
6050                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
6051         return 0;
6052 }
6053
6054 static int
6055 record_func_key(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
6056                 int func_id, int insn_idx)
6057 {
6058         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
6059         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg;
6060         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
6061         struct tnum range;
6062         u64 val;
6063         int err;
6064
6065         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
6066                 return 0;
6067         if (!map || map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY) {
6068                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
6069                 return -EINVAL;
6070         }
6071
6072         range = tnum_range(0, map->max_entries - 1);
6073         reg = &regs[BPF_REG_3];
6074
6075         if (!register_is_const(reg) || !tnum_in(range, reg->var_off)) {
6076                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
6077                 return 0;
6078         }
6079
6080         err = mark_chain_precision(env, BPF_REG_3);
6081         if (err)
6082                 return err;
6083
6084         val = reg->var_off.value;
6085         if (bpf_map_key_unseen(aux))
6086                 bpf_map_key_store(aux, val);
6087         else if (!bpf_map_key_poisoned(aux) &&
6088                   bpf_map_key_immediate(aux) != val)
6089                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
6090         return 0;
6091 }
6092
6093 static int check_reference_leak(struct bpf_verifier_env *env)
6094 {
6095         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
6096         int i;
6097
6098         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
6099                 verbose(env, "Unreleased reference id=%d alloc_insn=%d\n",
6100                         state->refs[i].id, state->refs[i].insn_idx);
6101         }
6102         return state->acquired_refs ? -EINVAL : 0;
6103 }
6104
6105 static int check_bpf_snprintf_call(struct bpf_verifier_env *env,
6106                                    struct bpf_reg_state *regs)
6107 {
6108         struct bpf_reg_state *fmt_reg = &regs[BPF_REG_3];
6109         struct bpf_reg_state *data_len_reg = &regs[BPF_REG_5];
6110         struct bpf_map *fmt_map = fmt_reg->map_ptr;
6111         int err, fmt_map_off, num_args;
6112         u64 fmt_addr;
6113         char *fmt;
6114
6115         /* data must be an array of u64 */
6116         if (data_len_reg->var_off.value % 8)
6117                 return -EINVAL;
6118         num_args = data_len_reg->var_off.value / 8;
6119
6120         /* fmt being ARG_PTR_TO_CONST_STR guarantees that var_off is const
6121          * and map_direct_value_addr is set.
6122          */
6123         fmt_map_off = fmt_reg->off + fmt_reg->var_off.value;
6124         err = fmt_map->ops->map_direct_value_addr(fmt_map, &fmt_addr,
6125                                                   fmt_map_off);
6126         if (err) {
6127                 verbose(env, "verifier bug\n");
6128                 return -EFAULT;
6129         }
6130         fmt = (char *)(long)fmt_addr + fmt_map_off;
6131
6132         /* We are also guaranteed that fmt+fmt_map_off is NULL terminated, we
6133          * can focus on validating the format specifiers.
6134          */
6135         err = bpf_bprintf_prepare(fmt, UINT_MAX, NULL, NULL, num_args);
6136         if (err < 0)
6137                 verbose(env, "Invalid format string\n");
6138
6139         return err;
6140 }
6141
6142 static int check_get_func_ip(struct bpf_verifier_env *env)
6143 {
6144         enum bpf_attach_type eatype = env->prog->expected_attach_type;
6145         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
6146         int func_id = BPF_FUNC_get_func_ip;
6147
6148         if (type == BPF_PROG_TYPE_TRACING) {
6149                 if (eatype != BPF_TRACE_FENTRY && eatype != BPF_TRACE_FEXIT &&
6150                     eatype != BPF_MODIFY_RETURN) {
6151                         verbose(env, "func %s#%d supported only for fentry/fexit/fmod_ret programs\n",
6152                                 func_id_name(func_id), func_id);
6153                         return -ENOTSUPP;
6154                 }
6155                 return 0;
6156         } else if (type == BPF_PROG_TYPE_KPROBE) {
6157                 return 0;
6158         }
6159
6160         verbose(env, "func %s#%d not supported for program type %d\n",
6161                 func_id_name(func_id), func_id, type);
6162         return -ENOTSUPP;
6163 }
6164
6165 static int check_helper_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
6166                              int *insn_idx_p)
6167 {
6168         const struct bpf_func_proto *fn = NULL;
6169         struct bpf_reg_state *regs;
6170         struct bpf_call_arg_meta meta;
6171         int insn_idx = *insn_idx_p;
6172         bool changes_data;
6173         int i, err, func_id;
6174
6175         /* find function prototype */
6176         func_id = insn->imm;
6177         if (func_id < 0 || func_id >= __BPF_FUNC_MAX_ID) {
6178                 verbose(env, "invalid func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
6179                         func_id);
6180                 return -EINVAL;
6181         }
6182
6183         if (env->ops->get_func_proto)
6184                 fn = env->ops->get_func_proto(func_id, env->prog);
6185         if (!fn) {
6186                 verbose(env, "unknown func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
6187                         func_id);
6188                 return -EINVAL;
6189         }
6190
6191         /* eBPF programs must be GPL compatible to use GPL-ed functions */
6192         if (!env->prog->gpl_compatible && fn->gpl_only) {
6193                 verbose(env, "cannot call GPL-restricted function from non-GPL compatible program\n");
6194                 return -EINVAL;
6195         }
6196
6197         if (fn->allowed && !fn->allowed(env->prog)) {
6198                 verbose(env, "helper call is not allowed in probe\n");
6199                 return -EINVAL;
6200         }
6201
6202         /* With LD_ABS/IND some JITs save/restore skb from r1. */
6203         changes_data = bpf_helper_changes_pkt_data(fn->func);
6204         if (changes_data && fn->arg1_type != ARG_PTR_TO_CTX) {
6205                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d: r1 != ctx\n",
6206                         func_id_name(func_id), func_id);
6207                 return -EINVAL;
6208         }
6209
6210         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
6211         meta.pkt_access = fn->pkt_access;
6212
6213         err = check_func_proto(fn, func_id);
6214         if (err) {
6215                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
6216                         func_id_name(func_id), func_id);
6217                 return err;
6218         }
6219
6220         meta.func_id = func_id;
6221         /* check args */
6222         for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++) {
6223                 err = check_func_arg(env, i, &meta, fn);
6224                 if (err)
6225                         return err;
6226         }
6227
6228         err = record_func_map(env, &meta, func_id, insn_idx);
6229         if (err)
6230                 return err;
6231
6232         err = record_func_key(env, &meta, func_id, insn_idx);
6233         if (err)
6234                 return err;
6235
6236         /* Mark slots with STACK_MISC in case of raw mode, stack offset
6237          * is inferred from register state.
6238          */
6239         for (i = 0; i < meta.access_size; i++) {
6240                 err = check_mem_access(env, insn_idx, meta.regno, i, BPF_B,
6241                                        BPF_WRITE, -1, false);
6242                 if (err)
6243                         return err;
6244         }
6245
6246         if (func_id == BPF_FUNC_tail_call) {
6247                 err = check_reference_leak(env);
6248                 if (err) {
6249                         verbose(env, "tail_call would lead to reference leak\n");
6250                         return err;
6251                 }
6252         } else if (is_release_function(func_id)) {
6253                 err = release_reference(env, meta.ref_obj_id);
6254                 if (err) {
6255                         verbose(env, "func %s#%d reference has not been acquired before\n",
6256                                 func_id_name(func_id), func_id);
6257                         return err;
6258                 }
6259         }
6260
6261         regs = cur_regs(env);
6262
6263         /* check that flags argument in get_local_storage(map, flags) is 0,
6264          * this is required because get_local_storage() can't return an error.
6265          */
6266         if (func_id == BPF_FUNC_get_local_storage &&
6267             !register_is_null(&regs[BPF_REG_2])) {
6268                 verbose(env, "get_local_storage() doesn't support non-zero flags\n");
6269                 return -EINVAL;
6270         }
6271
6272         if (func_id == BPF_FUNC_for_each_map_elem) {
6273                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
6274                                         set_map_elem_callback_state);
6275                 if (err < 0)
6276                         return -EINVAL;
6277         }
6278
6279         if (func_id == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
6280                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
6281                                         set_timer_callback_state);
6282                 if (err < 0)
6283                         return -EINVAL;
6284         }
6285
6286         if (func_id == BPF_FUNC_snprintf) {
6287                 err = check_bpf_snprintf_call(env, regs);
6288                 if (err < 0)
6289                         return err;
6290         }
6291
6292         /* reset caller saved regs */
6293         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
6294                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
6295                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
6296         }
6297
6298         /* helper call returns 64-bit value. */
6299         regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
6300
6301         /* update return register (already marked as written above) */
6302         if (fn->ret_type == RET_INTEGER) {
6303                 /* sets type to SCALAR_VALUE */
6304                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
6305         } else if (fn->ret_type == RET_VOID) {
6306                 regs[BPF_REG_0].type = NOT_INIT;
6307         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL ||
6308                    fn->ret_type == RET_PTR_TO_MAP_VALUE) {
6309                 /* There is no offset yet applied, variable or fixed */
6310                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
6311                 /* remember map_ptr, so that check_map_access()
6312                  * can check 'value_size' boundary of memory access
6313                  * to map element returned from bpf_map_lookup_elem()
6314                  */
6315                 if (meta.map_ptr == NULL) {
6316                         verbose(env,
6317                                 "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
6318                         return -EINVAL;
6319                 }
6320                 regs[BPF_REG_0].map_ptr = meta.map_ptr;
6321                 regs[BPF_REG_0].map_uid = meta.map_uid;
6322                 if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_MAP_VALUE) {
6323                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
6324                         if (map_value_has_spin_lock(meta.map_ptr))
6325                                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
6326                 } else {
6327                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL;
6328                 }
6329         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_SOCKET_OR_NULL) {
6330                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
6331                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCKET_OR_NULL;
6332         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL) {
6333                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
6334                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL;
6335         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL) {
6336                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
6337                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL;
6338         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_ALLOC_MEM_OR_NULL) {
6339                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
6340                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM_OR_NULL;
6341                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.mem_size;
6342         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID_OR_NULL ||
6343                    fn->ret_type == RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID) {
6344                 const struct btf_type *t;
6345
6346                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
6347                 t = btf_type_skip_modifiers(meta.ret_btf, meta.ret_btf_id, NULL);
6348                 if (!btf_type_is_struct(t)) {
6349                         u32 tsize;
6350                         const struct btf_type *ret;
6351                         const char *tname;
6352
6353                         /* resolve the type size of ksym. */
6354                         ret = btf_resolve_size(meta.ret_btf, t, &tsize);
6355                         if (IS_ERR(ret)) {
6356                                 tname = btf_name_by_offset(meta.ret_btf, t->name_off);
6357                                 verbose(env, "unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
6358                                         tname, PTR_ERR(ret));
6359                                 return -EINVAL;
6360                         }
6361                         regs[BPF_REG_0].type =
6362                                 fn->ret_type == RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID ?
6363                                 PTR_TO_MEM : PTR_TO_MEM_OR_NULL;
6364                         regs[BPF_REG_0].mem_size = tsize;
6365                 } else {
6366                         regs[BPF_REG_0].type =
6367                                 fn->ret_type == RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID ?
6368                                 PTR_TO_BTF_ID : PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL;
6369                         regs[BPF_REG_0].btf = meta.ret_btf;
6370                         regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
6371                 }
6372         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL ||
6373                    fn->ret_type == RET_PTR_TO_BTF_ID) {
6374                 int ret_btf_id;
6375
6376                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
6377                 regs[BPF_REG_0].type = fn->ret_type == RET_PTR_TO_BTF_ID ?
6378                                                      PTR_TO_BTF_ID :
6379                                                      PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL;
6380                 ret_btf_id = *fn->ret_btf_id;
6381                 if (ret_btf_id == 0) {
6382                         verbose(env, "invalid return type %d of func %s#%d\n",
6383                                 fn->ret_type, func_id_name(func_id), func_id);
6384                         return -EINVAL;
6385                 }
6386                 /* current BPF helper definitions are only coming from
6387                  * built-in code with type IDs from  vmlinux BTF
6388                  */
6389                 regs[BPF_REG_0].btf = btf_vmlinux;
6390                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
6391         } else {
6392                 verbose(env, "unknown return type %d of func %s#%d\n",
6393                         fn->ret_type, func_id_name(func_id), func_id);
6394                 return -EINVAL;
6395         }
6396
6397         if (reg_type_may_be_null(regs[BPF_REG_0].type))
6398                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
6399
6400         if (is_ptr_cast_function(func_id)) {
6401                 /* For release_reference() */
6402                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
6403         } else if (is_acquire_function(func_id, meta.map_ptr)) {
6404                 int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
6405
6406                 if (id < 0)
6407                         return id;
6408                 /* For mark_ptr_or_null_reg() */
6409                 regs[BPF_REG_0].id = id;
6410                 /* For release_reference() */
6411                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
6412         }
6413
6414         do_refine_retval_range(regs, fn->ret_type, func_id, &meta);
6415
6416         err = check_map_func_compatibility(env, meta.map_ptr, func_id);
6417         if (err)
6418                 return err;
6419
6420         if ((func_id == BPF_FUNC_get_stack ||
6421              func_id == BPF_FUNC_get_task_stack) &&
6422             !env->prog->has_callchain_buf) {
6423                 const char *err_str;
6424
6425 #ifdef CONFIG_PERF_EVENTS
6426                 err = get_callchain_buffers(sysctl_perf_event_max_stack);
6427                 err_str = "cannot get callchain buffer for func %s#%d\n";
6428 #else
6429                 err = -ENOTSUPP;
6430                 err_str = "func %s#%d not supported without CONFIG_PERF_EVENTS\n";
6431 #endif
6432                 if (err) {
6433                         verbose(env, err_str, func_id_name(func_id), func_id);
6434                         return err;
6435                 }
6436
6437                 env->prog->has_callchain_buf = true;
6438         }
6439
6440         if (func_id == BPF_FUNC_get_stackid || func_id == BPF_FUNC_get_stack)
6441                 env->prog->call_get_stack = true;
6442
6443         if (func_id == BPF_FUNC_get_func_ip) {
6444                 if (check_get_func_ip(env))
6445                         return -ENOTSUPP;
6446                 env->prog->call_get_func_ip = true;
6447         }
6448
6449         if (changes_data)
6450                 clear_all_pkt_pointers(env);
6451         return 0;
6452 }
6453
6454 /* mark_btf_func_reg_size() is used when the reg size is determined by
6455  * the BTF func_proto's return value size and argument.
6456  */
6457 static void mark_btf_func_reg_size(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
6458                                    size_t reg_size)
6459 {
6460         struct bpf_reg_state *reg = &cur_regs(env)[regno];
6461
6462         if (regno == BPF_REG_0) {
6463                 /* Function return value */
6464                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
6465                 reg->subreg_def = reg_size == sizeof(u64) ?
6466                         DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
6467         } else {
6468                 /* Function argument */
6469                 if (reg_size == sizeof(u64)) {
6470                         mark_insn_zext(env, reg);
6471                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
6472                 } else {
6473                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ32);
6474                 }
6475         }
6476 }
6477
6478 static int check_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
6479 {
6480         const struct btf_type *t, *func, *func_proto, *ptr_type;
6481         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
6482         const char *func_name, *ptr_type_name;
6483         u32 i, nargs, func_id, ptr_type_id;
6484         const struct btf_param *args;
6485         int err;
6486
6487         func_id = insn->imm;
6488         func = btf_type_by_id(btf_vmlinux, func_id);
6489         func_name = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, func->name_off);
6490         func_proto = btf_type_by_id(btf_vmlinux, func->type);
6491
6492         if (!env->ops->check_kfunc_call ||
6493             !env->ops->check_kfunc_call(func_id)) {
6494                 verbose(env, "calling kernel function %s is not allowed\n",
6495                         func_name);
6496                 return -EACCES;
6497         }
6498
6499         /* Check the arguments */
6500         err = btf_check_kfunc_arg_match(env, btf_vmlinux, func_id, regs);
6501         if (err)
6502                 return err;
6503
6504         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++)
6505                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
6506
6507         /* Check return type */
6508         t = btf_type_skip_modifiers(btf_vmlinux, func_proto->type, NULL);
6509         if (btf_type_is_scalar(t)) {
6510                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
6511                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, t->size);
6512         } else if (btf_type_is_ptr(t)) {
6513                 ptr_type = btf_type_skip_modifiers(btf_vmlinux, t->type,
6514                                                    &ptr_type_id);
6515                 if (!btf_type_is_struct(ptr_type)) {
6516                         ptr_type_name = btf_name_by_offset(btf_vmlinux,
6517                                                            ptr_type->name_off);
6518                         verbose(env, "kernel function %s returns pointer type %s %s is not supported\n",
6519                                 func_name, btf_type_str(ptr_type),
6520                                 ptr_type_name);
6521                         return -EINVAL;
6522                 }
6523                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
6524                 regs[BPF_REG_0].btf = btf_vmlinux;
6525                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID;
6526                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ptr_type_id;
6527                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, sizeof(void *));
6528         } /* else { add_kfunc_call() ensures it is btf_type_is_void(t) } */
6529
6530         nargs = btf_type_vlen(func_proto);
6531         args = (const struct btf_param *)(func_proto + 1);
6532         for (i = 0; i < nargs; i++) {
6533                 u32 regno = i + 1;
6534
6535                 t = btf_type_skip_modifiers(btf_vmlinux, args[i].type, NULL);
6536                 if (btf_type_is_ptr(t))
6537                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, sizeof(void *));
6538                 else
6539                         /* scalar. ensured by btf_check_kfunc_arg_match() */
6540                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, t->size);
6541         }
6542
6543         return 0;
6544 }
6545
6546 static bool signed_add_overflows(s64 a, s64 b)
6547 {
6548         /* Do the add in u64, where overflow is well-defined */
6549         s64 res = (s64)((u64)a + (u64)b);
6550
6551         if (b < 0)
6552                 return res > a;
6553         return res < a;
6554 }
6555
6556 static bool signed_add32_overflows(s32 a, s32 b)
6557 {
6558         /* Do the add in u32, where overflow is well-defined */
6559         s32 res = (s32)((u32)a + (u32)b);
6560
6561         if (b < 0)
6562                 return res > a;
6563         return res < a;
6564 }
6565
6566 static bool signed_sub_overflows(s64 a, s64 b)
6567 {
6568         /* Do the sub in u64, where overflow is well-defined */
6569         s64 res = (s64)((u64)a - (u64)b);
6570
6571         if (b < 0)
6572                 return res < a;
6573         return res > a;
6574 }
6575
6576 static bool signed_sub32_overflows(s32 a, s32 b)
6577 {
6578         /* Do the sub in u32, where overflow is well-defined */
6579         s32 res = (s32)((u32)a - (u32)b);
6580
6581         if (b < 0)
6582                 return res < a;
6583         return res > a;
6584 }
6585
6586 static bool check_reg_sane_offset(struct bpf_verifier_env *env,
6587                                   const struct bpf_reg_state *reg,
6588                                   enum bpf_reg_type type)
6589 {
6590         bool known = tnum_is_const(reg->var_off);
6591         s64 val = reg->var_off.value;
6592         s64 smin = reg->smin_value;
6593
6594         if (known && (val >= BPF_MAX_VAR_OFF || val <= -BPF_MAX_VAR_OFF)) {
6595                 verbose(env, "math between %s pointer and %lld is not allowed\n",
6596                         reg_type_str[type], val);
6597                 return false;
6598         }
6599
6600         if (reg->off >= BPF_MAX_VAR_OFF || reg->off <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
6601                 verbose(env, "%s pointer offset %d is not allowed\n",
6602                         reg_type_str[type], reg->off);
6603                 return false;
6604         }
6605
6606         if (smin == S64_MIN) {
6607                 verbose(env, "math between %s pointer and register with unbounded min value is not allowed\n",
6608                         reg_type_str[type]);
6609                 return false;
6610         }
6611
6612         if (smin >= BPF_MAX_VAR_OFF || smin <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
6613                 verbose(env, "value %lld makes %s pointer be out of bounds\n",
6614                         smin, reg_type_str[type]);
6615                 return false;
6616         }
6617
6618         return true;
6619 }
6620
6621 static struct bpf_insn_aux_data *cur_aux(struct bpf_verifier_env *env)
6622 {
6623         return &env->insn_aux_data[env->insn_idx];
6624 }
6625
6626 enum {
6627         REASON_BOUNDS   = -1,
6628         REASON_TYPE     = -2,
6629         REASON_PATHS    = -3,
6630         REASON_LIMIT    = -4,
6631         REASON_STACK    = -5,
6632 };
6633
6634 static int retrieve_ptr_limit(const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
6635                               u32 *alu_limit, bool mask_to_left)
6636 {
6637         u32 max = 0, ptr_limit = 0;
6638
6639         switch (ptr_reg->type) {
6640         case PTR_TO_STACK:
6641                 /* Offset 0 is out-of-bounds, but acceptable start for the
6642                  * left direction, see BPF_REG_FP. Also, unknown scalar
6643                  * offset where we would need to deal with min/max bounds is
6644                  * currently prohibited for unprivileged.
6645                  */
6646                 max = MAX_BPF_STACK + mask_to_left;
6647                 ptr_limit = -(ptr_reg->var_off.value + ptr_reg->off);
6648                 break;
6649         case PTR_TO_MAP_VALUE:
6650                 max = ptr_reg->map_ptr->value_size;
6651                 ptr_limit = (mask_to_left ?
6652                              ptr_reg->smin_value :
6653                              ptr_reg->umax_value) + ptr_reg->off;
6654                 break;
6655         default:
6656                 return REASON_TYPE;
6657         }
6658
6659         if (ptr_limit >= max)
6660                 return REASON_LIMIT;
6661         *alu_limit = ptr_limit;
6662         return 0;
6663 }
6664
6665 static bool can_skip_alu_sanitation(const struct bpf_verifier_env *env,
6666                                     const struct bpf_insn *insn)
6667 {
6668         return env->bypass_spec_v1 || BPF_SRC(insn->code) == BPF_K;
6669 }
6670
6671 static int update_alu_sanitation_state(struct bpf_insn_aux_data *aux,
6672                                        u32 alu_state, u32 alu_limit)
6673 {
6674         /* If we arrived here from different branches with different
6675          * state or limits to sanitize, then this won't work.
6676          */
6677         if (aux->alu_state &&
6678             (aux->alu_state != alu_state ||
6679              aux->alu_limit != alu_limit))
6680                 return REASON_PATHS;
6681
6682         /* Corresponding fixup done in do_misc_fixups(). */
6683         aux->alu_state = alu_state;
6684         aux->alu_limit = alu_limit;
6685         return 0;
6686 }
6687
6688 static int sanitize_val_alu(struct bpf_verifier_env *env,
6689                             struct bpf_insn *insn)
6690 {
6691         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
6692
6693         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
6694                 return 0;
6695
6696         return update_alu_sanitation_state(aux, BPF_ALU_NON_POINTER, 0);
6697 }
6698
6699 static bool sanitize_needed(u8 opcode)
6700 {
6701         return opcode == BPF_ADD || opcode == BPF_SUB;
6702 }
6703
6704 struct bpf_sanitize_info {
6705         struct bpf_insn_aux_data aux;
6706         bool mask_to_left;
6707 };
6708
6709 static struct bpf_verifier_state *
6710 sanitize_speculative_path(struct bpf_verifier_env *env,
6711                           const struct bpf_insn *insn,
6712                           u32 next_idx, u32 curr_idx)
6713 {
6714         struct bpf_verifier_state *branch;
6715         struct bpf_reg_state *regs;
6716
6717         branch = push_stack(env, next_idx, curr_idx, true);
6718         if (branch && insn) {
6719                 regs = branch->frame[branch->curframe]->regs;
6720                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
6721                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
6722                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
6723                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
6724                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->src_reg);
6725                 }
6726         }
6727         return branch;
6728 }
6729
6730 static int sanitize_ptr_alu(struct bpf_verifier_env *env,
6731                             struct bpf_insn *insn,
6732                             const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
6733                             const struct bpf_reg_state *off_reg,
6734                             struct bpf_reg_state *dst_reg,
6735                             struct bpf_sanitize_info *info,
6736                             const bool commit_window)
6737 {
6738         struct bpf_insn_aux_data *aux = commit_window ? cur_aux(env) : &info->aux;
6739         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
6740         bool off_is_imm = tnum_is_const(off_reg->var_off);
6741         bool off_is_neg = off_reg->smin_value < 0;
6742         bool ptr_is_dst_reg = ptr_reg == dst_reg;
6743         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
6744         u32 alu_state, alu_limit;
6745         struct bpf_reg_state tmp;
6746         bool ret;
6747         int err;
6748
6749         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
6750                 return 0;
6751
6752         /* We already marked aux for masking from non-speculative
6753          * paths, thus we got here in the first place. We only care
6754          * to explore bad access from here.
6755          */
6756         if (vstate->speculative)
6757                 goto do_sim;
6758
6759         if (!commit_window) {
6760                 if (!tnum_is_const(off_reg->var_off) &&
6761                     (off_reg->smin_value < 0) != (off_reg->smax_value < 0))
6762                         return REASON_BOUNDS;
6763
6764                 info->mask_to_left = (opcode == BPF_ADD &&  off_is_neg) ||
6765                                      (opcode == BPF_SUB && !off_is_neg);
6766         }
6767
6768         err = retrieve_ptr_limit(ptr_reg, &alu_limit, info->mask_to_left);
6769         if (err < 0)
6770                 return err;
6771
6772         if (commit_window) {
6773                 /* In commit phase we narrow the masking window based on
6774                  * the observed pointer move after the simulated operation.
6775                  */
6776                 alu_state = info->aux.alu_state;
6777                 alu_limit = abs(info->aux.alu_limit - alu_limit);
6778         } else {
6779                 alu_state  = off_is_neg ? BPF_ALU_NEG_VALUE : 0;
6780                 alu_state |= off_is_imm ? BPF_ALU_IMMEDIATE : 0;
6781                 alu_state |= ptr_is_dst_reg ?
6782                              BPF_ALU_SANITIZE_SRC : BPF_ALU_SANITIZE_DST;
6783
6784                 /* Limit pruning on unknown scalars to enable deep search for
6785                  * potential masking differences from other program paths.
6786                  */
6787                 if (!off_is_imm)
6788                         env->explore_alu_limits = true;
6789         }
6790
6791         err = update_alu_sanitation_state(aux, alu_state, alu_limit);
6792         if (err < 0)
6793                 return err;
6794 do_sim:
6795         /* If we're in commit phase, we're done here given we already
6796          * pushed the truncated dst_reg into the speculative verification
6797          * stack.
6798          *
6799          * Also, when register is a known constant, we rewrite register-based
6800          * operation to immediate-based, and thus do not need masking (and as
6801          * a consequence, do not need to simulate the zero-truncation either).
6802          */
6803         if (commit_window || off_is_imm)
6804                 return 0;
6805
6806         /* Simulate and find potential out-of-bounds access under
6807          * speculative execution from truncation as a result of
6808          * masking when off was not within expected range. If off
6809          * sits in dst, then we temporarily need to move ptr there
6810          * to simulate dst (== 0) +/-= ptr. Needed, for example,
6811          * for cases where we use K-based arithmetic in one direction
6812          * and truncated reg-based in the other in order to explore
6813          * bad access.
6814          */
6815         if (!ptr_is_dst_reg) {
6816                 tmp = *dst_reg;
6817                 *dst_reg = *ptr_reg;
6818         }
6819         ret = sanitize_speculative_path(env, NULL, env->insn_idx + 1,
6820                                         env->insn_idx);
6821         if (!ptr_is_dst_reg && ret)
6822                 *dst_reg = tmp;
6823         return !ret ? REASON_STACK : 0;
6824 }
6825
6826 static void sanitize_mark_insn_seen(struct bpf_verifier_env *env)
6827 {
6828         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
6829
6830         /* If we simulate paths under speculation, we don't update the
6831          * insn as 'seen' such that when we verify unreachable paths in
6832          * the non-speculative domain, sanitize_dead_code() can still
6833          * rewrite/sanitize them.
6834          */
6835         if (!vstate->speculative)
6836                 env->insn_aux_data[env->insn_idx].seen = env->pass_cnt;
6837 }
6838
6839 static int sanitize_err(struct bpf_verifier_env *env,
6840                         const struct bpf_insn *insn, int reason,
6841                         const struct bpf_reg_state *off_reg,
6842                         const struct bpf_reg_state *dst_reg)
6843 {
6844         static const char *err = "pointer arithmetic with it prohibited for !root";
6845         const char *op = BPF_OP(insn->code) == BPF_ADD ? "add" : "sub";
6846         u32 dst = insn->dst_reg, src = insn->src_reg;
6847
6848         switch (reason) {
6849         case REASON_BOUNDS:
6850                 verbose(env, "R%d has unknown scalar with mixed signed bounds, %s\n",
6851                         off_reg == dst_reg ? dst : src, err);
6852                 break;
6853         case REASON_TYPE:
6854                 verbose(env, "R%d has pointer with unsupported alu operation, %s\n",
6855                         off_reg == dst_reg ? src : dst, err);
6856                 break;
6857         case REASON_PATHS:
6858                 verbose(env, "R%d tried to %s from different maps, paths or scalars, %s\n",
6859                         dst, op, err);
6860                 break;
6861         case REASON_LIMIT:
6862                 verbose(env, "R%d tried to %s beyond pointer bounds, %s\n",
6863                         dst, op, err);
6864                 break;
6865         case REASON_STACK:
6866                 verbose(env, "R%d could not be pushed for speculative verification, %s\n",
6867                         dst, err);
6868                 break;
6869         default:
6870                 verbose(env, "verifier internal error: unknown reason (%d)\n",
6871                         reason);
6872                 break;
6873         }
6874
6875         return -EACCES;
6876 }
6877
6878 /* check that stack access falls within stack limits and that 'reg' doesn't
6879  * have a variable offset.
6880  *
6881  * Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity since it
6882  * requires corresponding support in Spectre masking for stack ALU.  See also
6883  * retrieve_ptr_limit().
6884  *
6885  *
6886  * 'off' includes 'reg->off'.
6887  */
6888 static int check_stack_access_for_ptr_arithmetic(
6889                                 struct bpf_verifier_env *env,
6890                                 int regno,
6891                                 const struct bpf_reg_state *reg,
6892                                 int off)
6893 {
6894         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
6895                 char tn_buf[48];
6896
6897                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6898                 verbose(env, "R%d variable stack access prohibited for !root, var_off=%s off=%d\n",
6899                         regno, tn_buf, off);
6900                 return -EACCES;
6901         }
6902
6903         if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK) {
6904                 verbose(env, "R%d stack pointer arithmetic goes out of range, "
6905                         "prohibited for !root; off=%d\n", regno, off);
6906                 return -EACCES;
6907         }
6908
6909         return 0;
6910 }
6911
6912 static int sanitize_check_bounds(struct bpf_verifier_env *env,
6913                                  const struct bpf_insn *insn,
6914                                  const struct bpf_reg_state *dst_reg)
6915 {
6916         u32 dst = insn->dst_reg;
6917
6918         /* For unprivileged we require that resulting offset must be in bounds
6919          * in order to be able to sanitize access later on.
6920          */
6921         if (env->bypass_spec_v1)
6922                 return 0;
6923
6924         switch (dst_reg->type) {
6925         case PTR_TO_STACK:
6926                 if (check_stack_access_for_ptr_arithmetic(env, dst, dst_reg,
6927                                         dst_reg->off + dst_reg->var_off.value))
6928                         return -EACCES;
6929                 break;
6930         case PTR_TO_MAP_VALUE:
6931                 if (check_map_access(env, dst, dst_reg->off, 1, false)) {
6932                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic of map value goes out of range, "
6933                                 "prohibited for !root\n", dst);
6934                         return -EACCES;
6935                 }
6936                 break;
6937         default:
6938                 break;
6939         }
6940
6941         return 0;
6942 }
6943
6944 /* Handles arithmetic on a pointer and a scalar: computes new min/max and var_off.
6945  * Caller should also handle BPF_MOV case separately.
6946  * If we return -EACCES, caller may want to try again treating pointer as a
6947  * scalar.  So we only emit a diagnostic if !env->allow_ptr_leaks.
6948  */
6949 static int adjust_ptr_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
6950                                    struct bpf_insn *insn,
6951                                    const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
6952                                    const struct bpf_reg_state *off_reg)
6953 {
6954         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
6955         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
6956         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg;
6957         bool known = tnum_is_const(off_reg->var_off);
6958         s64 smin_val = off_reg->smin_value, smax_val = off_reg->smax_value,
6959             smin_ptr = ptr_reg->smin_value, smax_ptr = ptr_reg->smax_value;
6960         u64 umin_val = off_reg->umin_value, umax_val = off_reg->umax_value,
6961             umin_ptr = ptr_reg->umin_value, umax_ptr = ptr_reg->umax_value;
6962         struct bpf_sanitize_info info = {};
6963         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
6964         u32 dst = insn->dst_reg;
6965         int ret;
6966
6967         dst_reg = &regs[dst];
6968
6969         if ((known && (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
6970             smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
6971                 /* Taint dst register if offset had invalid bounds derived from
6972                  * e.g. dead branches.
6973                  */
6974                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
6975                 return 0;
6976         }
6977
6978         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64) {
6979                 /* 32-bit ALU ops on pointers produce (meaningless) scalars */
6980                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
6981                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
6982                         return 0;
6983                 }
6984
6985                 verbose(env,
6986                         "R%d 32-bit pointer arithmetic prohibited\n",
6987                         dst);
6988                 return -EACCES;
6989         }
6990
6991         switch (ptr_reg->type) {
6992         case PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL:
6993                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited, null-check it first\n",
6994                         dst, reg_type_str[ptr_reg->type]);
6995                 return -EACCES;
6996         case CONST_PTR_TO_MAP:
6997                 /* smin_val represents the known value */
6998                 if (known && smin_val == 0 && opcode == BPF_ADD)
6999                         break;
7000                 fallthrough;
7001         case PTR_TO_PACKET_END:
7002         case PTR_TO_SOCKET:
7003         case PTR_TO_SOCKET_OR_NULL:
7004         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
7005         case PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL:
7006         case PTR_TO_TCP_SOCK:
7007         case PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL:
7008         case PTR_TO_XDP_SOCK:
7009                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited\n",
7010                         dst, reg_type_str[ptr_reg->type]);
7011                 return -EACCES;
7012         default:
7013                 break;
7014         }
7015
7016         /* In case of 'scalar += pointer', dst_reg inherits pointer type and id.
7017          * The id may be overwritten later if we create a new variable offset.
7018          */
7019         dst_reg->type = ptr_reg->type;
7020         dst_reg->id = ptr_reg->id;
7021
7022         if (!check_reg_sane_offset(env, off_reg, ptr_reg->type) ||
7023             !check_reg_sane_offset(env, ptr_reg, ptr_reg->type))
7024                 return -EINVAL;
7025
7026         /* pointer types do not carry 32-bit bounds at the moment. */
7027         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
7028
7029         if (sanitize_needed(opcode)) {
7030                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, ptr_reg, off_reg, dst_reg,
7031                                        &info, false);
7032                 if (ret < 0)
7033                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
7034         }
7035
7036         switch (opcode) {
7037         case BPF_ADD:
7038                 /* We can take a fixed offset as long as it doesn't overflow
7039                  * the s32 'off' field
7040                  */
7041                 if (known && (ptr_reg->off + smin_val ==
7042                               (s64)(s32)(ptr_reg->off + smin_val))) {
7043                         /* pointer += K.  Accumulate it into fixed offset */
7044                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
7045                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
7046                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
7047                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
7048                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
7049                         dst_reg->off = ptr_reg->off + smin_val;
7050                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
7051                         break;
7052                 }
7053                 /* A new variable offset is created.  Note that off_reg->off
7054                  * == 0, since it's a scalar.
7055                  * dst_reg gets the pointer type and since some positive
7056                  * integer value was added to the pointer, give it a new 'id'
7057                  * if it's a PTR_TO_PACKET.
7058                  * this creates a new 'base' pointer, off_reg (variable) gets
7059                  * added into the variable offset, and we copy the fixed offset
7060                  * from ptr_reg.
7061                  */
7062                 if (signed_add_overflows(smin_ptr, smin_val) ||
7063                     signed_add_overflows(smax_ptr, smax_val)) {
7064                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
7065                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
7066                 } else {
7067                         dst_reg->smin_value = smin_ptr + smin_val;
7068                         dst_reg->smax_value = smax_ptr + smax_val;
7069                 }
7070                 if (umin_ptr + umin_val < umin_ptr ||
7071                     umax_ptr + umax_val < umax_ptr) {
7072                         dst_reg->umin_value = 0;
7073                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
7074                 } else {
7075                         dst_reg->umin_value = umin_ptr + umin_val;
7076                         dst_reg->umax_value = umax_ptr + umax_val;
7077                 }
7078                 dst_reg->var_off = tnum_add(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
7079                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
7080                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
7081                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
7082                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
7083                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
7084                         memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
7085                 }
7086                 break;
7087         case BPF_SUB:
7088                 if (dst_reg == off_reg) {
7089                         /* scalar -= pointer.  Creates an unknown scalar */
7090                         verbose(env, "R%d tried to subtract pointer from scalar\n",
7091                                 dst);
7092                         return -EACCES;
7093                 }
7094                 /* We don't allow subtraction from FP, because (according to
7095                  * test_verifier.c test "invalid fp arithmetic", JITs might not
7096                  * be able to deal with it.
7097                  */
7098                 if (ptr_reg->type == PTR_TO_STACK) {
7099                         verbose(env, "R%d subtraction from stack pointer prohibited\n",
7100                                 dst);
7101                         return -EACCES;
7102                 }
7103                 if (known && (ptr_reg->off - smin_val ==
7104                               (s64)(s32)(ptr_reg->off - smin_val))) {
7105                         /* pointer -= K.  Subtract it from fixed offset */
7106                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
7107                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
7108                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
7109                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
7110                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
7111                         dst_reg->id = ptr_reg->id;
7112                         dst_reg->off = ptr_reg->off - smin_val;
7113                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
7114                         break;
7115                 }
7116                 /* A new variable offset is created.  If the subtrahend is known
7117                  * nonnegative, then any reg->range we had before is still good.
7118                  */
7119                 if (signed_sub_overflows(smin_ptr, smax_val) ||
7120                     signed_sub_overflows(smax_ptr, smin_val)) {
7121                         /* Overflow possible, we know nothing */
7122                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
7123                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
7124                 } else {
7125                         dst_reg->smin_value = smin_ptr - smax_val;
7126                         dst_reg->smax_value = smax_ptr - smin_val;
7127                 }
7128                 if (umin_ptr < umax_val) {
7129                         /* Overflow possible, we know nothing */
7130                         dst_reg->umin_value = 0;
7131                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
7132                 } else {
7133                         /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
7134                         dst_reg->umin_value = umin_ptr - umax_val;
7135                         dst_reg->umax_value = umax_ptr - umin_val;
7136                 }
7137                 dst_reg->var_off = tnum_sub(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
7138                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
7139                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
7140                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
7141                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
7142                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
7143                         if (smin_val < 0)
7144                                 memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
7145                 }
7146                 break;
7147         case BPF_AND:
7148         case BPF_OR:
7149         case BPF_XOR:
7150                 /* bitwise ops on pointers are troublesome, prohibit. */
7151                 verbose(env, "R%d bitwise operator %s on pointer prohibited\n",
7152                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
7153                 return -EACCES;
7154         default:
7155                 /* other operators (e.g. MUL,LSH) produce non-pointer results */
7156                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic with %s operator prohibited\n",
7157                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
7158                 return -EACCES;
7159         }
7160
7161         if (!check_reg_sane_offset(env, dst_reg, ptr_reg->type))
7162                 return -EINVAL;
7163
7164         __update_reg_bounds(dst_reg);
7165         __reg_deduce_bounds(dst_reg);
7166         __reg_bound_offset(dst_reg);
7167
7168         if (sanitize_check_bounds(env, insn, dst_reg) < 0)
7169                 return -EACCES;
7170         if (sanitize_needed(opcode)) {
7171                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, dst_reg, off_reg, dst_reg,
7172                                        &info, true);
7173                 if (ret < 0)
7174                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
7175         }
7176
7177         return 0;
7178 }
7179
7180 static void scalar32_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
7181                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
7182 {
7183         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
7184         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
7185         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
7186         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
7187
7188         if (signed_add32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smin_val) ||
7189             signed_add32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smax_val)) {
7190                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
7191                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
7192         } else {
7193                 dst_reg->s32_min_value += smin_val;
7194                 dst_reg->s32_max_value += smax_val;
7195         }
7196         if (dst_reg->u32_min_value + umin_val < umin_val ||
7197             dst_reg->u32_max_value + umax_val < umax_val) {
7198                 dst_reg->u32_min_value = 0;
7199                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
7200         } else {
7201                 dst_reg->u32_min_value += umin_val;
7202                 dst_reg->u32_max_value += umax_val;
7203         }
7204 }
7205
7206 static void scalar_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
7207                                struct bpf_reg_state *src_reg)
7208 {
7209         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
7210         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
7211         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
7212         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
7213
7214         if (signed_add_overflows(dst_reg->smin_value, smin_val) ||
7215             signed_add_overflows(dst_reg->smax_value, smax_val)) {
7216                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
7217                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
7218         } else {
7219                 dst_reg->smin_value += smin_val;
7220                 dst_reg->smax_value += smax_val;
7221         }
7222         if (dst_reg->umin_value + umin_val < umin_val ||
7223             dst_reg->umax_value + umax_val < umax_val) {
7224                 dst_reg->umin_value = 0;
7225                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
7226         } else {
7227                 dst_reg->umin_value += umin_val;
7228                 dst_reg->umax_value += umax_val;
7229         }
7230 }
7231
7232 static void scalar32_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
7233                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
7234 {
7235         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
7236         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
7237         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
7238         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
7239
7240         if (signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smax_val) ||
7241             signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smin_val)) {
7242                 /* Overflow possible, we know nothing */
7243                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
7244                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
7245         } else {
7246                 dst_reg->s32_min_value -= smax_val;
7247                 dst_reg->s32_max_value -= smin_val;
7248         }
7249         if (dst_reg->u32_min_value < umax_val) {
7250                 /* Overflow possible, we know nothing */
7251                 dst_reg->u32_min_value = 0;
7252                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
7253         } else {
7254                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
7255                 dst_reg->u32_min_value -= umax_val;
7256                 dst_reg->u32_max_value -= umin_val;
7257         }
7258 }
7259
7260 static void scalar_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
7261                                struct bpf_reg_state *src_reg)
7262 {
7263         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
7264         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
7265         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
7266         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
7267
7268         if (signed_sub_overflows(dst_reg->smin_value, smax_val) ||
7269             signed_sub_overflows(dst_reg->smax_value, smin_val)) {
7270                 /* Overflow possible, we know nothing */
7271                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
7272                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
7273         } else {
7274                 dst_reg->smin_value -= smax_val;
7275                 dst_reg->smax_value -= smin_val;
7276         }
7277         if (dst_reg->umin_value < umax_val) {
7278                 /* Overflow possible, we know nothing */
7279                 dst_reg->umin_value = 0;
7280                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
7281         } else {
7282                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
7283                 dst_reg->umin_value -= umax_val;
7284                 dst_reg->umax_value -= umin_val;
7285         }
7286 }
7287
7288 static void scalar32_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
7289                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
7290 {
7291         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
7292         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
7293         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
7294
7295         if (smin_val < 0 || dst_reg->s32_min_value < 0) {
7296                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
7297                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
7298                 return;
7299         }
7300         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
7301          * copy the result to signed (unless it exceeds S32_MAX).
7302          */
7303         if (umax_val > U16_MAX || dst_reg->u32_max_value > U16_MAX) {
7304                 /* Potential overflow, we know nothing */
7305                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
7306                 return;
7307         }
7308         dst_reg->u32_min_value *= umin_val;
7309         dst_reg->u32_max_value *= umax_val;
7310         if (dst_reg->u32_max_value > S32_MAX) {
7311                 /* Overflow possible, we know nothing */
7312                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
7313                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
7314         } else {
7315                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
7316                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
7317         }
7318 }
7319
7320 static void scalar_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
7321                                struct bpf_reg_state *src_reg)
7322 {
7323         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
7324         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
7325         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
7326
7327         if (smin_val < 0 || dst_reg->smin_value < 0) {
7328                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
7329                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
7330                 return;
7331         }
7332         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
7333          * copy the result to signed (unless it exceeds S64_MAX).
7334          */
7335         if (umax_val > U32_MAX || dst_reg->umax_value > U32_MAX) {
7336                 /* Potential overflow, we know nothing */
7337                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
7338                 return;
7339         }
7340         dst_reg->umin_value *= umin_val;
7341         dst_reg->umax_value *= umax_val;
7342         if (dst_reg->umax_value > S64_MAX) {
7343                 /* Overflow possible, we know nothing */
7344                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
7345                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
7346         } else {
7347                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
7348                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
7349         }
7350 }
7351
7352 static void scalar32_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
7353                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
7354 {
7355         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
7356         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
7357         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
7358         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
7359         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
7360
7361         if (src_known && dst_known) {
7362                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
7363                 return;
7364         }
7365
7366         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
7367          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
7368          */
7369         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
7370         dst_reg->u32_max_value = min(dst_reg->u32_max_value, umax_val);
7371         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
7372                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
7373                  * ain't nobody got time for that.
7374                  */
7375                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
7376                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
7377         } else {
7378                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
7379                  * cast result into s64.
7380                  */
7381                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
7382                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
7383         }
7384 }
7385
7386 static void scalar_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
7387                                struct bpf_reg_state *src_reg)
7388 {
7389         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
7390         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
7391         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
7392         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
7393
7394         if (src_known && dst_known) {
7395                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
7396                 return;
7397         }
7398
7399         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
7400          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
7401          */
7402         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
7403         dst_reg->umax_value = min(dst_reg->umax_value, umax_val);
7404         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
7405                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
7406                  * ain't nobody got time for that.
7407                  */
7408                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
7409                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
7410         } else {
7411                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
7412                  * cast result into s64.
7413                  */
7414                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
7415                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
7416         }
7417         /* We may learn something more from the var_off */
7418         __update_reg_bounds(dst_reg);
7419 }
7420
7421 static void scalar32_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
7422                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
7423 {
7424         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
7425         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
7426         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
7427         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
7428         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
7429
7430         if (src_known && dst_known) {
7431                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
7432                 return;
7433         }
7434
7435         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
7436          * maximum of the operands' minima
7437          */
7438         dst_reg->u32_min_value = max(dst_reg->u32_min_value, umin_val);
7439         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
7440         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
7441                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
7442                  * ain't nobody got time for that.
7443                  */
7444                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
7445                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
7446         } else {
7447                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
7448                  * cast result into s64.
7449                  */
7450                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
7451                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
7452         }
7453 }
7454
7455 static void scalar_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
7456                               struct bpf_reg_state *src_reg)
7457 {
7458         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
7459         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
7460         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
7461         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
7462
7463         if (src_known && dst_known) {
7464                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
7465                 return;
7466         }
7467
7468         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
7469          * maximum of the operands' minima
7470          */
7471         dst_reg->umin_value = max(dst_reg->umin_value, umin_val);
7472         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
7473         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
7474                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
7475                  * ain't nobody got time for that.
7476                  */
7477                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
7478                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
7479         } else {
7480                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
7481                  * cast result into s64.
7482                  */
7483                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
7484                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
7485         }
7486         /* We may learn something more from the var_off */
7487         __update_reg_bounds(dst_reg);
7488 }
7489
7490 static void scalar32_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
7491                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
7492 {
7493         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
7494         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
7495         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
7496         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
7497
7498         if (src_known && dst_known) {
7499                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
7500                 return;
7501         }
7502
7503         /* We get both minimum and maximum from the var32_off. */
7504         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
7505         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
7506
7507         if (dst_reg->s32_min_value >= 0 && smin_val >= 0) {
7508                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
7509                  * so safe to cast u32 result into s32.
7510                  */
7511                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
7512                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
7513         } else {
7514                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
7515                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
7516         }
7517 }
7518
7519 static void scalar_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
7520                                struct bpf_reg_state *src_reg)
7521 {
7522         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
7523         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
7524         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
7525
7526         if (src_known && dst_known) {
7527                 /* dst_reg->var_off.value has been updated earlier */
7528                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
7529                 return;
7530         }
7531
7532         /* We get both minimum and maximum from the var_off. */
7533         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
7534         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
7535
7536         if (dst_reg->smin_value >= 0 && smin_val >= 0) {
7537                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
7538                  * so safe to cast u64 result into s64.
7539                  */
7540                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
7541                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
7542         } else {
7543                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
7544                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
7545         }
7546
7547         __update_reg_bounds(dst_reg);
7548 }
7549
7550 static void __scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
7551                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
7552 {
7553         /* We lose all sign bit information (except what we can pick
7554          * up from var_off)
7555          */
7556         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
7557         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
7558         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
7559         if (umax_val > 31 || dst_reg->u32_max_value > 1ULL << (31 - umax_val)) {
7560                 dst_reg->u32_min_value = 0;
7561                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
7562         } else {
7563                 dst_reg->u32_min_value <<= umin_val;
7564                 dst_reg->u32_max_value <<= umax_val;
7565         }
7566 }
7567
7568 static void scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
7569                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
7570 {
7571         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
7572         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
7573         /* u32 alu operation will zext upper bits */
7574         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
7575
7576         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
7577         dst_reg->var_off = tnum_subreg(tnum_lshift(subreg, umin_val));
7578         /* Not required but being careful mark reg64 bounds as unknown so
7579          * that we are forced to pick them up from tnum and zext later and
7580          * if some path skips this step we are still safe.
7581          */
7582         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
7583         __update_reg32_bounds(dst_reg);
7584 }
7585
7586 static void __scalar64_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
7587                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
7588 {
7589         /* Special case <<32 because it is a common compiler pattern to sign
7590          * extend subreg by doing <<32 s>>32. In this case if 32bit bounds are
7591          * positive we know this shift will also be positive so we can track
7592          * bounds correctly. Otherwise we lose all sign bit information except
7593          * what we can pick up from var_off. Perhaps we can generalize this
7594          * later to shifts of any length.
7595          */
7596         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_max_value >= 0)
7597                 dst_reg->smax_value = (s64)dst_reg->s32_max_value << 32;
7598         else
7599                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
7600
7601         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_min_value >= 0)
7602                 dst_reg->smin_value = (s64)dst_reg->s32_min_value << 32;
7603         else
7604                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
7605
7606         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
7607         if (dst_reg->umax_value > 1ULL << (63 - umax_val)) {
7608                 dst_reg->umin_value = 0;
7609                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
7610         } else {
7611                 dst_reg->umin_value <<= umin_val;
7612                 dst_reg->umax_value <<= umax_val;
7613         }
7614 }
7615
7616 static void scalar_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
7617                                struct bpf_reg_state *src_reg)
7618 {
7619         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
7620         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
7621
7622         /* scalar64 calc uses 32bit unshifted bounds so must be called first */
7623         __scalar64_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
7624         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
7625
7626         dst_reg->var_off = tnum_lshift(dst_reg->var_off, umin_val);
7627         /* We may learn something more from the var_off */
7628         __update_reg_bounds(dst_reg);
7629 }
7630
7631 static void scalar32_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
7632                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
7633 {
7634         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
7635         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
7636         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
7637
7638         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
7639          * be negative, then either:
7640          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
7641          *    unknown, so we lose our signed bounds
7642          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
7643          *    signed bounds
7644          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
7645          *    about the result
7646          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
7647          * unsigned bounds capture the signed bounds.
7648          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
7649          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
7650          * var_off of the result.
7651          */
7652         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
7653         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
7654
7655         dst_reg->var_off = tnum_rshift(subreg, umin_val);
7656         dst_reg->u32_min_value >>= umax_val;
7657         dst_reg->u32_max_value >>= umin_val;
7658
7659         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
7660         __update_reg32_bounds(dst_reg);
7661 }
7662
7663 static void scalar_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
7664                                struct bpf_reg_state *src_reg)
7665 {
7666         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
7667         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
7668
7669         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
7670          * be negative, then either:
7671          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
7672          *    unknown, so we lose our signed bounds
7673          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
7674          *    signed bounds
7675          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
7676          *    about the result
7677          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
7678          * unsigned bounds capture the signed bounds.
7679          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
7680          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
7681          * var_off of the result.
7682          */
7683         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
7684         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
7685         dst_reg->var_off = tnum_rshift(dst_reg->var_off, umin_val);
7686         dst_reg->umin_value >>= umax_val;
7687         dst_reg->umax_value >>= umin_val;
7688
7689         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
7690          * on bits being shifted in. Take easy way out and mark unbounded
7691          * so we can recalculate later from tnum.
7692          */
7693         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
7694         __update_reg_bounds(dst_reg);
7695 }
7696
7697 static void scalar32_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
7698                                   struct bpf_reg_state *src_reg)
7699 {
7700         u64 umin_val = src_reg->u32_min_value;
7701
7702         /* Upon reaching here, src_known is true and
7703          * umax_val is equal to umin_val.
7704          */
7705         dst_reg->s32_min_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_min_value) >> umin_val);
7706         dst_reg->s32_max_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_max_value) >> umin_val);
7707
7708         dst_reg->var_off = tnum_arshift(tnum_subreg(dst_reg->var_off), umin_val, 32);
7709
7710         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
7711          * dst_reg var_off to refine the result.
7712          */
7713         dst_reg->u32_min_value = 0;
7714         dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
7715
7716         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
7717         __update_reg32_bounds(dst_reg);
7718 }
7719
7720 static void scalar_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
7721                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
7722 {
7723         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
7724
7725         /* Upon reaching here, src_known is true and umax_val is equal
7726          * to umin_val.
7727          */
7728         dst_reg->smin_value >>= umin_val;
7729         dst_reg->smax_value >>= umin_val;
7730
7731         dst_reg->var_off = tnum_arshift(dst_reg->var_off, umin_val, 64);
7732
7733         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
7734          * dst_reg var_off to refine the result.
7735          */
7736         dst_reg->umin_value = 0;
7737         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
7738
7739         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
7740          * on bits being shifted in from upper 32-bits. Take easy way out
7741          * and mark unbounded so we can recalculate later from tnum.
7742          */
7743         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
7744         __update_reg_bounds(dst_reg);
7745 }
7746
7747 /* WARNING: This function does calculations on 64-bit values, but the actual
7748  * execution may occur on 32-bit values. Therefore, things like bitshifts
7749  * need extra checks in the 32-bit case.
7750  */
7751 static int adjust_scalar_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
7752                                       struct bpf_insn *insn,
7753                                       struct bpf_reg_state *dst_reg,
7754                                       struct bpf_reg_state src_reg)
7755 {
7756         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
7757         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
7758         bool src_known;
7759         s64 smin_val, smax_val;
7760         u64 umin_val, umax_val;
7761         s32 s32_min_val, s32_max_val;
7762         u32 u32_min_val, u32_max_val;
7763         u64 insn_bitness = (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) ? 64 : 32;
7764         bool alu32 = (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64);
7765         int ret;
7766
7767         smin_val = src_reg.smin_value;
7768         smax_val = src_reg.smax_value;
7769         umin_val = src_reg.umin_value;
7770         umax_val = src_reg.umax_value;
7771
7772         s32_min_val = src_reg.s32_min_value;
7773         s32_max_val = src_reg.s32_max_value;
7774         u32_min_val = src_reg.u32_min_value;
7775         u32_max_val = src_reg.u32_max_value;
7776
7777         if (alu32) {
7778                 src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg.var_off);
7779                 if ((src_known &&
7780                      (s32_min_val != s32_max_val || u32_min_val != u32_max_val)) ||
7781                     s32_min_val > s32_max_val || u32_min_val > u32_max_val) {
7782                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
7783                          * derived from e.g. dead branches.
7784                          */
7785                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
7786                         return 0;
7787                 }
7788         } else {
7789                 src_known = tnum_is_const(src_reg.var_off);
7790                 if ((src_known &&
7791                      (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
7792                     smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
7793                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
7794                          * derived from e.g. dead branches.
7795                          */
7796                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
7797                         return 0;
7798                 }
7799         }
7800
7801         if (!src_known &&
7802             opcode != BPF_ADD && opcode != BPF_SUB && opcode != BPF_AND) {
7803                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
7804                 return 0;
7805         }
7806
7807         if (sanitize_needed(opcode)) {
7808                 ret = sanitize_val_alu(env, insn);
7809                 if (ret < 0)
7810                         return sanitize_err(env, insn, ret, NULL, NULL);
7811         }
7812
7813         /* Calculate sign/unsigned bounds and tnum for alu32 and alu64 bit ops.
7814          * There are two classes of instructions: The first class we track both
7815          * alu32 and alu64 sign/unsigned bounds independently this provides the
7816          * greatest amount of precision when alu operations are mixed with jmp32
7817          * operations. These operations are BPF_ADD, BPF_SUB, BPF_MUL, BPF_ADD,
7818          * and BPF_OR. This is possible because these ops have fairly easy to
7819          * understand and calculate behavior in both 32-bit and 64-bit alu ops.
7820          * See alu32 verifier tests for examples. The second class of
7821          * operations, BPF_LSH, BPF_RSH, and BPF_ARSH, however are not so easy
7822          * with regards to tracking sign/unsigned bounds because the bits may
7823          * cross subreg boundaries in the alu64 case. When this happens we mark
7824          * the reg unbounded in the subreg bound space and use the resulting
7825          * tnum to calculate an approximation of the sign/unsigned bounds.
7826          */
7827         switch (opcode) {
7828         case BPF_ADD:
7829                 scalar32_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
7830                 scalar_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
7831                 dst_reg->var_off = tnum_add(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
7832                 break;
7833         case BPF_SUB:
7834                 scalar32_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
7835                 scalar_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
7836                 dst_reg->var_off = tnum_sub(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
7837                 break;
7838         case BPF_MUL:
7839                 dst_reg->var_off = tnum_mul(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
7840                 scalar32_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
7841                 scalar_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
7842                 break;
7843         case BPF_AND:
7844                 dst_reg->var_off = tnum_and(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
7845                 scalar32_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
7846                 scalar_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
7847                 break;
7848         case BPF_OR:
7849                 dst_reg->var_off = tnum_or(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
7850                 scalar32_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
7851                 scalar_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
7852                 break;
7853         case BPF_XOR:
7854                 dst_reg->var_off = tnum_xor(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
7855                 scalar32_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
7856                 scalar_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
7857                 break;
7858         case BPF_LSH:
7859                 if (umax_val >= insn_bitness) {
7860                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
7861                          * This includes shifts by a negative number.
7862                          */
7863                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
7864                         break;
7865                 }
7866                 if (alu32)
7867                         scalar32_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
7868                 else
7869                         scalar_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
7870                 break;
7871         case BPF_RSH:
7872                 if (umax_val >= insn_bitness) {
7873                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
7874                          * This includes shifts by a negative number.
7875                          */
7876                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
7877                         break;
7878                 }
7879                 if (alu32)
7880                         scalar32_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
7881                 else
7882                         scalar_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
7883                 break;
7884         case BPF_ARSH:
7885                 if (umax_val >= insn_bitness) {
7886                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
7887                          * This includes shifts by a negative number.
7888                          */
7889                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
7890                         break;
7891                 }
7892                 if (alu32)
7893                         scalar32_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
7894                 else
7895                         scalar_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
7896                 break;
7897         default:
7898                 mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
7899                 break;
7900         }
7901
7902         /* ALU32 ops are zero extended into 64bit register */
7903         if (alu32)
7904                 zext_32_to_64(dst_reg);
7905
7906         __update_reg_bounds(dst_reg);
7907         __reg_deduce_bounds(dst_reg);
7908         __reg_bound_offset(dst_reg);
7909         return 0;
7910 }
7911
7912 /* Handles ALU ops other than BPF_END, BPF_NEG and BPF_MOV: computes new min/max
7913  * and var_off.
7914  */
7915 static int adjust_reg_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
7916                                    struct bpf_insn *insn)
7917 {
7918         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
7919         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
7920         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg, *src_reg;
7921         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, off_reg = {0};
7922         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
7923         int err;
7924
7925         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
7926         src_reg = NULL;
7927         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE)
7928                 ptr_reg = dst_reg;
7929         else
7930                 /* Make sure ID is cleared otherwise dst_reg min/max could be
7931                  * incorrectly propagated into other registers by find_equal_scalars()
7932                  */
7933                 dst_reg->id = 0;
7934         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
7935                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
7936                 if (src_reg->type != SCALAR_VALUE) {
7937                         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE) {
7938                                 /* Combining two pointers by any ALU op yields
7939                                  * an arbitrary scalar. Disallow all math except
7940                                  * pointer subtraction
7941                                  */
7942                                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
7943                                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
7944                                         return 0;
7945                                 }
7946                                 verbose(env, "R%d pointer %s pointer prohibited\n",
7947                                         insn->dst_reg,
7948                                         bpf_alu_string[opcode >> 4]);
7949                                 return -EACCES;
7950                         } else {
7951                                 /* scalar += pointer
7952                                  * This is legal, but we have to reverse our
7953                                  * src/dest handling in computing the range
7954                                  */
7955                                 err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
7956                                 if (err)
7957                                         return err;
7958                                 return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
7959                                                                src_reg, dst_reg);
7960                         }
7961                 } else if (ptr_reg) {
7962                         /* pointer += scalar */
7963                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
7964                         if (err)
7965                                 return err;
7966                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
7967                                                        dst_reg, src_reg);
7968                 }
7969         } else {
7970                 /* Pretend the src is a reg with a known value, since we only
7971                  * need to be able to read from this state.
7972                  */
7973                 off_reg.type = SCALAR_VALUE;
7974                 __mark_reg_known(&off_reg, insn->imm);
7975                 src_reg = &off_reg;
7976                 if (ptr_reg) /* pointer += K */
7977                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
7978                                                        ptr_reg, src_reg);
7979         }
7980
7981         /* Got here implies adding two SCALAR_VALUEs */
7982         if (WARN_ON_ONCE(ptr_reg)) {
7983                 print_verifier_state(env, state);
7984                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected ptr_reg\n");
7985                 return -EINVAL;
7986         }
7987         if (WARN_ON(!src_reg)) {
7988                 print_verifier_state(env, state);
7989                 verbose(env, "verifier internal error: no src_reg\n");
7990                 return -EINVAL;
7991         }
7992         return adjust_scalar_min_max_vals(env, insn, dst_reg, *src_reg);
7993 }
7994
7995 /* check validity of 32-bit and 64-bit arithmetic operations */
7996 static int check_alu_op(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
7997 {
7998         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
7999         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
8000         int err;
8001
8002         if (opcode == BPF_END || opcode == BPF_NEG) {
8003                 if (opcode == BPF_NEG) {
8004                         if (BPF_SRC(insn->code) != 0 ||
8005                             insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
8006                             insn->off != 0 || insn->imm != 0) {
8007                                 verbose(env, "BPF_NEG uses reserved fields\n");
8008                                 return -EINVAL;
8009                         }
8010                 } else {
8011                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
8012                             (insn->imm != 16 && insn->imm != 32 && insn->imm != 64) ||
8013                             BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
8014                                 verbose(env, "BPF_END uses reserved fields\n");
8015                                 return -EINVAL;
8016                         }
8017                 }
8018
8019                 /* check src operand */
8020                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
8021                 if (err)
8022                         return err;
8023
8024                 if (is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
8025                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic prohibited\n",
8026                                 insn->dst_reg);
8027                         return -EACCES;
8028                 }
8029
8030                 /* check dest operand */
8031                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
8032                 if (err)
8033                         return err;
8034
8035         } else if (opcode == BPF_MOV) {
8036
8037                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
8038                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
8039                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
8040                                 return -EINVAL;
8041                         }
8042
8043                         /* check src operand */
8044                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
8045                         if (err)
8046                                 return err;
8047                 } else {
8048                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
8049                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
8050                                 return -EINVAL;
8051                         }
8052                 }
8053
8054                 /* check dest operand, mark as required later */
8055                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
8056                 if (err)
8057                         return err;
8058
8059                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
8060                         struct bpf_reg_state *src_reg = regs + insn->src_reg;
8061                         struct bpf_reg_state *dst_reg = regs + insn->dst_reg;
8062
8063                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
8064                                 /* case: R1 = R2
8065                                  * copy register state to dest reg
8066                                  */
8067                                 if (src_reg->type == SCALAR_VALUE && !src_reg->id)
8068                                         /* Assign src and dst registers the same ID
8069                                          * that will be used by find_equal_scalars()
8070                                          * to propagate min/max range.
8071                                          */
8072                                         src_reg->id = ++env->id_gen;
8073                                 *dst_reg = *src_reg;
8074                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
8075                                 dst_reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
8076                         } else {
8077                                 /* R1 = (u32) R2 */
8078                                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
8079                                         verbose(env,
8080                                                 "R%d partial copy of pointer\n",
8081                                                 insn->src_reg);
8082                                         return -EACCES;
8083                                 } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
8084                                         *dst_reg = *src_reg;
8085                                         /* Make sure ID is cleared otherwise
8086                                          * dst_reg min/max could be incorrectly
8087                                          * propagated into src_reg by find_equal_scalars()
8088                                          */
8089                                         dst_reg->id = 0;
8090                                         dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
8091                                         dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
8092                                 } else {
8093                                         mark_reg_unknown(env, regs,
8094                                                          insn->dst_reg);
8095                                 }
8096                                 zext_32_to_64(dst_reg);
8097                         }
8098                 } else {
8099                         /* case: R = imm
8100                          * remember the value we stored into this reg
8101                          */
8102                         /* clear any state __mark_reg_known doesn't set */
8103                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
8104                         regs[insn->dst_reg].type = SCALAR_VALUE;
8105                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
8106                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
8107                                                  insn->imm);
8108                         } else {
8109                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
8110                                                  (u32)insn->imm);
8111                         }
8112                 }
8113
8114         } else if (opcode > BPF_END) {
8115                 verbose(env, "invalid BPF_ALU opcode %x\n", opcode);
8116                 return -EINVAL;
8117
8118         } else {        /* all other ALU ops: and, sub, xor, add, ... */
8119
8120                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
8121                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
8122                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
8123                                 return -EINVAL;
8124                         }
8125                         /* check src1 operand */
8126                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
8127                         if (err)
8128                                 return err;
8129                 } else {
8130                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
8131                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
8132                                 return -EINVAL;
8133                         }
8134                 }
8135
8136                 /* check src2 operand */
8137                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
8138                 if (err)
8139                         return err;
8140
8141                 if ((opcode == BPF_MOD || opcode == BPF_DIV) &&
8142                     BPF_SRC(insn->code) == BPF_K && insn->imm == 0) {
8143                         verbose(env, "div by zero\n");
8144                         return -EINVAL;
8145                 }
8146
8147                 if ((opcode == BPF_LSH || opcode == BPF_RSH ||
8148                      opcode == BPF_ARSH) && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
8149                         int size = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 ? 64 : 32;
8150
8151                         if (insn->imm < 0 || insn->imm >= size) {
8152                                 verbose(env, "invalid shift %d\n", insn->imm);
8153                                 return -EINVAL;
8154                         }
8155                 }
8156
8157                 /* check dest operand */
8158                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
8159                 if (err)
8160                         return err;
8161
8162                 return adjust_reg_min_max_vals(env, insn);
8163         }
8164
8165         return 0;
8166 }
8167
8168 static void __find_good_pkt_pointers(struct bpf_func_state *state,
8169                                      struct bpf_reg_state *dst_reg,
8170                                      enum bpf_reg_type type, int new_range)
8171 {
8172         struct bpf_reg_state *reg;
8173         int i;
8174
8175         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
8176                 reg = &state->regs[i];
8177                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
8178                         /* keep the maximum range already checked */
8179                         reg->range = max(reg->range, new_range);
8180         }
8181
8182         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
8183                 if (!reg)
8184                         continue;
8185                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
8186                         reg->range = max(reg->range, new_range);
8187         }
8188 }
8189
8190 static void find_good_pkt_pointers(struct bpf_verifier_state *vstate,
8191                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
8192                                    enum bpf_reg_type type,
8193                                    bool range_right_open)
8194 {
8195         int new_range, i;
8196
8197         if (dst_reg->off < 0 ||
8198             (dst_reg->off == 0 && range_right_open))
8199                 /* This doesn't give us any range */
8200                 return;
8201
8202         if (dst_reg->umax_value > MAX_PACKET_OFF ||
8203             dst_reg->umax_value + dst_reg->off > MAX_PACKET_OFF)
8204                 /* Risk of overflow.  For instance, ptr + (1<<63) may be less
8205                  * than pkt_end, but that's because it's also less than pkt.
8206                  */
8207                 return;
8208
8209         new_range = dst_reg->off;
8210         if (range_right_open)
8211                 new_range--;
8212
8213         /* Examples for register markings:
8214          *
8215          * pkt_data in dst register:
8216          *
8217          *   r2 = r3;
8218          *   r2 += 8;
8219          *   if (r2 > pkt_end) goto <handle exception>
8220          *   <access okay>
8221          *
8222          *   r2 = r3;
8223          *   r2 += 8;
8224          *   if (r2 < pkt_end) goto <access okay>
8225          *   <handle exception>
8226          *
8227          *   Where:
8228          *     r2 == dst_reg, pkt_end == src_reg
8229          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
8230          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
8231          *
8232          * pkt_data in src register:
8233          *
8234          *   r2 = r3;
8235          *   r2 += 8;
8236          *   if (pkt_end >= r2) goto <access okay>
8237          *   <handle exception>
8238          *
8239          *   r2 = r3;
8240          *   r2 += 8;
8241          *   if (pkt_end <= r2) goto <handle exception>
8242          *   <access okay>
8243          *
8244          *   Where:
8245          *     pkt_end == dst_reg, r2 == src_reg
8246          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
8247          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
8248          *
8249          * Find register r3 and mark its range as r3=pkt(id=n,off=0,r=8)
8250          * or r3=pkt(id=n,off=0,r=8-1), so that range of bytes [r3, r3 + 8)
8251          * and [r3, r3 + 8-1) respectively is safe to access depending on
8252          * the check.
8253          */
8254
8255         /* If our ids match, then we must have the same max_value.  And we
8256          * don't care about the other reg's fixed offset, since if it's too big
8257          * the range won't allow anything.
8258          * dst_reg->off is known < MAX_PACKET_OFF, therefore it fits in a u16.
8259          */
8260         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
8261                 __find_good_pkt_pointers(vstate->frame[i], dst_reg, type,
8262                                          new_range);
8263 }
8264
8265 static int is_branch32_taken(struct bpf_reg_state *reg, u32 val, u8 opcode)
8266 {
8267         struct tnum subreg = tnum_subreg(reg->var_off);
8268         s32 sval = (s32)val;
8269
8270         switch (opcode) {
8271         case BPF_JEQ:
8272                 if (tnum_is_const(subreg))
8273                         return !!tnum_equals_const(subreg, val);
8274                 break;
8275         case BPF_JNE:
8276                 if (tnum_is_const(subreg))
8277                         return !tnum_equals_const(subreg, val);
8278                 break;
8279         case BPF_JSET:
8280                 if ((~subreg.mask & subreg.value) & val)
8281                         return 1;
8282                 if (!((subreg.mask | subreg.value) & val))
8283                         return 0;
8284                 break;
8285         case BPF_JGT:
8286                 if (reg->u32_min_value > val)
8287                         return 1;
8288                 else if (reg->u32_max_value <= val)
8289                         return 0;
8290                 break;
8291         case BPF_JSGT:
8292                 if (reg->s32_min_value > sval)
8293                         return 1;
8294                 else if (reg->s32_max_value <= sval)
8295                         return 0;
8296                 break;
8297         case BPF_JLT:
8298                 if (reg->u32_max_value < val)
8299                         return 1;
8300                 else if (reg->u32_min_value >= val)
8301                         return 0;
8302                 break;
8303         case BPF_JSLT:
8304                 if (reg->s32_max_value < sval)
8305                         return 1;
8306                 else if (reg->s32_min_value >= sval)
8307                         return 0;
8308                 break;
8309         case BPF_JGE:
8310                 if (reg->u32_min_value >= val)
8311                         return 1;
8312                 else if (reg->u32_max_value < val)
8313                         return 0;
8314                 break;
8315         case BPF_JSGE:
8316                 if (reg->s32_min_value >= sval)
8317                         return 1;
8318                 else if (reg->s32_max_value < sval)
8319                         return 0;
8320                 break;
8321         case BPF_JLE:
8322                 if (reg->u32_max_value <= val)
8323                         return 1;
8324                 else if (reg->u32_min_value > val)
8325                         return 0;
8326                 break;
8327         case BPF_JSLE:
8328                 if (reg->s32_max_value <= sval)
8329                         return 1;
8330                 else if (reg->s32_min_value > sval)
8331                         return 0;
8332                 break;
8333         }
8334
8335         return -1;
8336 }
8337
8338
8339 static int is_branch64_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode)
8340 {
8341         s64 sval = (s64)val;
8342
8343         switch (opcode) {
8344         case BPF_JEQ:
8345                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
8346                         return !!tnum_equals_const(reg->var_off, val);
8347                 break;
8348         case BPF_JNE:
8349                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
8350                         return !tnum_equals_const(reg->var_off, val);
8351                 break;
8352         case BPF_JSET:
8353                 if ((~reg->var_off.mask & reg->var_off.value) & val)
8354                         return 1;
8355                 if (!((reg->var_off.mask | reg->var_off.value) & val))
8356                         return 0;
8357                 break;
8358         case BPF_JGT:
8359                 if (reg->umin_value > val)
8360                         return 1;
8361                 else if (reg->umax_value <= val)
8362                         return 0;
8363                 break;
8364         case BPF_JSGT:
8365                 if (reg->smin_value > sval)
8366                         return 1;
8367                 else if (reg->smax_value <= sval)
8368                         return 0;
8369                 break;
8370         case BPF_JLT:
8371                 if (reg->umax_value < val)
8372                         return 1;
8373                 else if (reg->umin_value >= val)
8374                         return 0;
8375                 break;
8376         case BPF_JSLT:
8377                 if (reg->smax_value < sval)
8378                         return 1;
8379                 else if (reg->smin_value >= sval)
8380                         return 0;
8381                 break;
8382         case BPF_JGE:
8383                 if (reg->umin_value >= val)
8384                         return 1;
8385                 else if (reg->umax_value < val)
8386                         return 0;
8387                 break;
8388         case BPF_JSGE:
8389                 if (reg->smin_value >= sval)
8390                         return 1;
8391                 else if (reg->smax_value < sval)
8392                         return 0;
8393                 break;
8394         case BPF_JLE:
8395                 if (reg->umax_value <= val)
8396                         return 1;
8397                 else if (reg->umin_value > val)
8398                         return 0;
8399                 break;
8400         case BPF_JSLE:
8401                 if (reg->smax_value <= sval)
8402                         return 1;
8403                 else if (reg->smin_value > sval)
8404                         return 0;
8405                 break;
8406         }
8407
8408         return -1;
8409 }
8410
8411 /* compute branch direction of the expression "if (reg opcode val) goto target;"
8412  * and return:
8413  *  1 - branch will be taken and "goto target" will be executed
8414  *  0 - branch will not be taken and fall-through to next insn
8415  * -1 - unknown. Example: "if (reg < 5)" is unknown when register value
8416  *      range [0,10]
8417  */
8418 static int is_branch_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode,
8419                            bool is_jmp32)
8420 {
8421         if (__is_pointer_value(false, reg)) {
8422                 if (!reg_type_not_null(reg->type))
8423                         return -1;
8424
8425                 /* If pointer is valid tests against zero will fail so we can
8426                  * use this to direct branch taken.
8427                  */
8428                 if (val != 0)
8429                         return -1;
8430
8431                 switch (opcode) {
8432                 case BPF_JEQ:
8433                         return 0;
8434                 case BPF_JNE:
8435                         return 1;
8436                 default:
8437                         return -1;
8438                 }
8439         }
8440
8441         if (is_jmp32)
8442                 return is_branch32_taken(reg, val, opcode);
8443         return is_branch64_taken(reg, val, opcode);
8444 }
8445
8446 static int flip_opcode(u32 opcode)
8447 {
8448         /* How can we transform "a <op> b" into "b <op> a"? */
8449         static const u8 opcode_flip[16] = {
8450                 /* these stay the same */
8451                 [BPF_JEQ  >> 4] = BPF_JEQ,
8452                 [BPF_JNE  >> 4] = BPF_JNE,
8453                 [BPF_JSET >> 4] = BPF_JSET,
8454                 /* these swap "lesser" and "greater" (L and G in the opcodes) */
8455                 [BPF_JGE  >> 4] = BPF_JLE,
8456                 [BPF_JGT  >> 4] = BPF_JLT,
8457                 [BPF_JLE  >> 4] = BPF_JGE,
8458                 [BPF_JLT  >> 4] = BPF_JGT,
8459                 [BPF_JSGE >> 4] = BPF_JSLE,
8460                 [BPF_JSGT >> 4] = BPF_JSLT,
8461                 [BPF_JSLE >> 4] = BPF_JSGE,
8462                 [BPF_JSLT >> 4] = BPF_JSGT
8463         };
8464         return opcode_flip[opcode >> 4];
8465 }
8466
8467 static int is_pkt_ptr_branch_taken(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8468                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
8469                                    u8 opcode)
8470 {
8471         struct bpf_reg_state *pkt;
8472
8473         if (src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
8474                 pkt = dst_reg;
8475         } else if (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
8476                 pkt = src_reg;
8477                 opcode = flip_opcode(opcode);
8478         } else {
8479                 return -1;
8480         }
8481
8482         if (pkt->range >= 0)
8483                 return -1;
8484
8485         switch (opcode) {
8486         case BPF_JLE:
8487                 /* pkt <= pkt_end */
8488                 fallthrough;
8489         case BPF_JGT:
8490                 /* pkt > pkt_end */
8491                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END)
8492                         /* pkt has at last one extra byte beyond pkt_end */
8493                         return opcode == BPF_JGT;
8494                 break;
8495         case BPF_JLT:
8496                 /* pkt < pkt_end */
8497                 fallthrough;
8498         case BPF_JGE:
8499                 /* pkt >= pkt_end */
8500                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END || pkt->range == AT_PKT_END)
8501                         return opcode == BPF_JGE;
8502                 break;
8503         }
8504         return -1;
8505 }
8506
8507 /* Adjusts the register min/max values in the case that the dst_reg is the
8508  * variable register that we are working on, and src_reg is a constant or we're
8509  * simply doing a BPF_K check.
8510  * In JEQ/JNE cases we also adjust the var_off values.
8511  */
8512 static void reg_set_min_max(struct bpf_reg_state *true_reg,
8513                             struct bpf_reg_state *false_reg,
8514                             u64 val, u32 val32,
8515                             u8 opcode, bool is_jmp32)
8516 {
8517         struct tnum false_32off = tnum_subreg(false_reg->var_off);
8518         struct tnum false_64off = false_reg->var_off;
8519         struct tnum true_32off = tnum_subreg(true_reg->var_off);
8520         struct tnum true_64off = true_reg->var_off;
8521         s64 sval = (s64)val;
8522         s32 sval32 = (s32)val32;
8523
8524         /* If the dst_reg is a pointer, we can't learn anything about its
8525          * variable offset from the compare (unless src_reg were a pointer into
8526          * the same object, but we don't bother with that.
8527          * Since false_reg and true_reg have the same type by construction, we
8528          * only need to check one of them for pointerness.
8529          */
8530         if (__is_pointer_value(false, false_reg))
8531                 return;
8532
8533         switch (opcode) {
8534         case BPF_JEQ:
8535         case BPF_JNE:
8536         {
8537                 struct bpf_reg_state *reg =
8538                         opcode == BPF_JEQ ? true_reg : false_reg;
8539
8540                 /* JEQ/JNE comparison doesn't change the register equivalence.
8541                  * r1 = r2;
8542                  * if (r1 == 42) goto label;
8543                  * ...
8544                  * label: // here both r1 and r2 are known to be 42.
8545                  *
8546                  * Hence when marking register as known preserve it's ID.
8547                  */
8548                 if (is_jmp32)
8549                         __mark_reg32_known(reg, val32);
8550                 else
8551                         ___mark_reg_known(reg, val);
8552                 break;
8553         }
8554         case BPF_JSET:
8555                 if (is_jmp32) {
8556                         false_32off = tnum_and(false_32off, tnum_const(~val32));
8557                         if (is_power_of_2(val32))
8558                                 true_32off = tnum_or(true_32off,
8559                                                      tnum_const(val32));
8560                 } else {
8561                         false_64off = tnum_and(false_64off, tnum_const(~val));
8562                         if (is_power_of_2(val))
8563                                 true_64off = tnum_or(true_64off,
8564                                                      tnum_const(val));
8565                 }
8566                 break;
8567         case BPF_JGE:
8568         case BPF_JGT:
8569         {
8570                 if (is_jmp32) {
8571                         u32 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val32  : val32 - 1;
8572                         u32 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val32 + 1 : val32;
8573
8574                         false_reg->u32_max_value = min(false_reg->u32_max_value,
8575                                                        false_umax);
8576                         true_reg->u32_min_value = max(true_reg->u32_min_value,
8577                                                       true_umin);
8578                 } else {
8579                         u64 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val    : val - 1;
8580                         u64 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val + 1 : val;
8581
8582                         false_reg->umax_value = min(false_reg->umax_value, false_umax);
8583                         true_reg->umin_value = max(true_reg->umin_value, true_umin);
8584                 }
8585                 break;
8586         }
8587         case BPF_JSGE:
8588         case BPF_JSGT:
8589         {
8590                 if (is_jmp32) {
8591                         s32 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval32    : sval32 - 1;
8592                         s32 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval32 + 1 : sval32;
8593
8594                         false_reg->s32_max_value = min(false_reg->s32_max_value, false_smax);
8595                         true_reg->s32_min_value = max(true_reg->s32_min_value, true_smin);
8596                 } else {
8597                         s64 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval    : sval - 1;
8598                         s64 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval + 1 : sval;
8599
8600                         false_reg->smax_value = min(false_reg->smax_value, false_smax);
8601                         true_reg->smin_value = max(true_reg->smin_value, true_smin);
8602                 }
8603                 break;
8604         }
8605         case BPF_JLE:
8606         case BPF_JLT:
8607         {
8608                 if (is_jmp32) {
8609                         u32 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val32  : val32 + 1;
8610                         u32 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val32 - 1 : val32;
8611
8612                         false_reg->u32_min_value = max(false_reg->u32_min_value,
8613                                                        false_umin);
8614                         true_reg->u32_max_value = min(true_reg->u32_max_value,
8615                                                       true_umax);
8616                 } else {
8617                         u64 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val    : val + 1;
8618                         u64 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val - 1 : val;
8619
8620                         false_reg->umin_value = max(false_reg->umin_value, false_umin);
8621                         true_reg->umax_value = min(true_reg->umax_value, true_umax);
8622                 }
8623                 break;
8624         }
8625         case BPF_JSLE:
8626         case BPF_JSLT:
8627         {
8628                 if (is_jmp32) {
8629                         s32 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval32    : sval32 + 1;
8630                         s32 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval32 - 1 : sval32;
8631
8632                         false_reg->s32_min_value = max(false_reg->s32_min_value, false_smin);
8633                         true_reg->s32_max_value = min(true_reg->s32_max_value, true_smax);
8634                 } else {
8635                         s64 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval    : sval + 1;
8636                         s64 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval - 1 : sval;
8637
8638                         false_reg->smin_value = max(false_reg->smin_value, false_smin);
8639                         true_reg->smax_value = min(true_reg->smax_value, true_smax);
8640                 }
8641                 break;
8642         }
8643         default:
8644                 return;
8645         }
8646
8647         if (is_jmp32) {
8648                 false_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(false_64off),
8649                                              tnum_subreg(false_32off));
8650                 true_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(true_64off),
8651                                             tnum_subreg(true_32off));
8652                 __reg_combine_32_into_64(false_reg);
8653                 __reg_combine_32_into_64(true_reg);
8654         } else {
8655                 false_reg->var_off = false_64off;
8656                 true_reg->var_off = true_64off;
8657                 __reg_combine_64_into_32(false_reg);
8658                 __reg_combine_64_into_32(true_reg);
8659         }
8660 }
8661
8662 /* Same as above, but for the case that dst_reg holds a constant and src_reg is
8663  * the variable reg.
8664  */
8665 static void reg_set_min_max_inv(struct bpf_reg_state *true_reg,
8666                                 struct bpf_reg_state *false_reg,
8667                                 u64 val, u32 val32,
8668                                 u8 opcode, bool is_jmp32)
8669 {
8670         opcode = flip_opcode(opcode);
8671         /* This uses zero as "not present in table"; luckily the zero opcode,
8672          * BPF_JA, can't get here.
8673          */
8674         if (opcode)
8675                 reg_set_min_max(true_reg, false_reg, val, val32, opcode, is_jmp32);
8676 }
8677
8678 /* Regs are known to be equal, so intersect their min/max/var_off */
8679 static void __reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *src_reg,
8680                                   struct bpf_reg_state *dst_reg)
8681 {
8682         src_reg->umin_value = dst_reg->umin_value = max(src_reg->umin_value,
8683                                                         dst_reg->umin_value);
8684         src_reg->umax_value = dst_reg->umax_value = min(src_reg->umax_value,
8685                                                         dst_reg->umax_value);
8686         src_reg->smin_value = dst_reg->smin_value = max(src_reg->smin_value,
8687                                                         dst_reg->smin_value);
8688         src_reg->smax_value = dst_reg->smax_value = min(src_reg->smax_value,
8689                                                         dst_reg->smax_value);
8690         src_reg->var_off = dst_reg->var_off = tnum_intersect(src_reg->var_off,
8691                                                              dst_reg->var_off);
8692         /* We might have learned new bounds from the var_off. */
8693         __update_reg_bounds(src_reg);
8694         __update_reg_bounds(dst_reg);
8695         /* We might have learned something about the sign bit. */
8696         __reg_deduce_bounds(src_reg);
8697         __reg_deduce_bounds(dst_reg);
8698         /* We might have learned some bits from the bounds. */
8699         __reg_bound_offset(src_reg);
8700         __reg_bound_offset(dst_reg);
8701         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
8702          * slightly.  e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
8703          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
8704          */
8705         __update_reg_bounds(src_reg);
8706         __update_reg_bounds(dst_reg);
8707 }
8708
8709 static void reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *true_src,
8710                                 struct bpf_reg_state *true_dst,
8711                                 struct bpf_reg_state *false_src,
8712                                 struct bpf_reg_state *false_dst,
8713                                 u8 opcode)
8714 {
8715         switch (opcode) {
8716         case BPF_JEQ:
8717                 __reg_combine_min_max(true_src, true_dst);
8718                 break;
8719         case BPF_JNE:
8720                 __reg_combine_min_max(false_src, false_dst);
8721                 break;
8722         }
8723 }
8724
8725 static void mark_ptr_or_null_reg(struct bpf_func_state *state,
8726                                  struct bpf_reg_state *reg, u32 id,
8727                                  bool is_null)
8728 {
8729         if (reg_type_may_be_null(reg->type) && reg->id == id &&
8730             !WARN_ON_ONCE(!reg->id)) {
8731                 /* Old offset (both fixed and variable parts) should
8732                  * have been known-zero, because we don't allow pointer
8733                  * arithmetic on pointers that might be NULL.
8734                  */
8735                 if (WARN_ON_ONCE(reg->smin_value || reg->smax_value ||
8736                                  !tnum_equals_const(reg->var_off, 0) ||
8737                                  reg->off)) {
8738                         __mark_reg_known_zero(reg);
8739                         reg->off = 0;
8740                 }
8741                 if (is_null) {
8742                         reg->type = SCALAR_VALUE;
8743                         /* We don't need id and ref_obj_id from this point
8744                          * onwards anymore, thus we should better reset it,
8745                          * so that state pruning has chances to take effect.
8746                          */
8747                         reg->id = 0;
8748                         reg->ref_obj_id = 0;
8749
8750                         return;
8751                 }
8752
8753                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
8754
8755                 if (!reg_may_point_to_spin_lock(reg)) {
8756                         /* For not-NULL ptr, reg->ref_obj_id will be reset
8757                          * in release_reg_references().
8758                          *
8759                          * reg->id is still used by spin_lock ptr. Other
8760                          * than spin_lock ptr type, reg->id can be reset.
8761                          */
8762                         reg->id = 0;
8763                 }
8764         }
8765 }
8766
8767 static void __mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_func_state *state, u32 id,
8768                                     bool is_null)
8769 {
8770         struct bpf_reg_state *reg;
8771         int i;
8772
8773         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
8774                 mark_ptr_or_null_reg(state, &state->regs[i], id, is_null);
8775
8776         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
8777                 if (!reg)
8778                         continue;
8779                 mark_ptr_or_null_reg(state, reg, id, is_null);
8780         }
8781 }
8782
8783 /* The logic is similar to find_good_pkt_pointers(), both could eventually
8784  * be folded together at some point.
8785  */
8786 static void mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_verifier_state *vstate, u32 regno,
8787                                   bool is_null)
8788 {
8789         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
8790         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
8791         u32 ref_obj_id = regs[regno].ref_obj_id;
8792         u32 id = regs[regno].id;
8793         int i;
8794
8795         if (ref_obj_id && ref_obj_id == id && is_null)
8796                 /* regs[regno] is in the " == NULL" branch.
8797                  * No one could have freed the reference state before
8798                  * doing the NULL check.
8799                  */
8800                 WARN_ON_ONCE(release_reference_state(state, id));
8801
8802         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
8803                 __mark_ptr_or_null_regs(vstate->frame[i], id, is_null);
8804 }
8805
8806 static bool try_match_pkt_pointers(const struct bpf_insn *insn,
8807                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
8808                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
8809                                    struct bpf_verifier_state *this_branch,
8810                                    struct bpf_verifier_state *other_branch)
8811 {
8812         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_X)
8813                 return false;
8814
8815         /* Pointers are always 64-bit. */
8816         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32)
8817                 return false;
8818
8819         switch (BPF_OP(insn->code)) {
8820         case BPF_JGT:
8821                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
8822                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
8823                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
8824                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
8825                         /* pkt_data' > pkt_end, pkt_meta' > pkt_data */
8826                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
8827                                                dst_reg->type, false);
8828                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, true);
8829                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
8830                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
8831                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
8832                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
8833                         /* pkt_end > pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
8834                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
8835                                                src_reg->type, true);
8836                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, false);
8837                 } else {
8838                         return false;
8839                 }
8840                 break;
8841         case BPF_JLT:
8842                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
8843                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
8844                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
8845                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
8846                         /* pkt_data' < pkt_end, pkt_meta' < pkt_data */
8847                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
8848                                                dst_reg->type, true);
8849                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, false);
8850                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
8851                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
8852                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
8853                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
8854                         /* pkt_end < pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
8855                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
8856                                                src_reg->type, false);
8857                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, true);
8858                 } else {
8859                         return false;
8860                 }
8861                 break;
8862         case BPF_JGE:
8863                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
8864                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
8865                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
8866                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
8867                         /* pkt_data' >= pkt_end, pkt_meta' >= pkt_data */
8868                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
8869                                                dst_reg->type, true);
8870                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, false);
8871                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
8872                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
8873                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
8874                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
8875                         /* pkt_end >= pkt_data', pkt_data >= pkt_meta' */
8876                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
8877                                                src_reg->type, false);
8878                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, true);
8879                 } else {
8880                         return false;
8881                 }
8882                 break;
8883         case BPF_JLE:
8884                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
8885                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
8886                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
8887                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
8888                         /* pkt_data' <= pkt_end, pkt_meta' <= pkt_data */
8889                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
8890                                                dst_reg->type, false);
8891                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, true);
8892                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
8893                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
8894                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
8895                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
8896                         /* pkt_end <= pkt_data', pkt_data <= pkt_meta' */
8897                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
8898                                                src_reg->type, true);
8899                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, false);
8900                 } else {
8901                         return false;
8902                 }
8903                 break;
8904         default:
8905                 return false;
8906         }
8907
8908         return true;
8909 }
8910
8911 static void find_equal_scalars(struct bpf_verifier_state *vstate,
8912                                struct bpf_reg_state *known_reg)
8913 {
8914         struct bpf_func_state *state;
8915         struct bpf_reg_state *reg;
8916         int i, j;
8917
8918         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++) {
8919                 state = vstate->frame[i];
8920                 for (j = 0; j < MAX_BPF_REG; j++) {
8921                         reg = &state->regs[j];
8922                         if (reg->type == SCALAR_VALUE && reg->id == known_reg->id)
8923                                 *reg = *known_reg;
8924                 }
8925
8926                 bpf_for_each_spilled_reg(j, state, reg) {
8927                         if (!reg)
8928                                 continue;
8929                         if (reg->type == SCALAR_VALUE && reg->id == known_reg->id)
8930                                 *reg = *known_reg;
8931                 }
8932         }
8933 }
8934
8935 static int check_cond_jmp_op(struct bpf_verifier_env *env,
8936                              struct bpf_insn *insn, int *insn_idx)
8937 {
8938         struct bpf_verifier_state *this_branch = env->cur_state;
8939         struct bpf_verifier_state *other_branch;
8940         struct bpf_reg_state *regs = this_branch->frame[this_branch->curframe]->regs;
8941         struct bpf_reg_state *dst_reg, *other_branch_regs, *src_reg = NULL;
8942         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
8943         bool is_jmp32;
8944         int pred = -1;
8945         int err;
8946
8947         /* Only conditional jumps are expected to reach here. */
8948         if (opcode == BPF_JA || opcode > BPF_JSLE) {
8949                 verbose(env, "invalid BPF_JMP/JMP32 opcode %x\n", opcode);
8950                 return -EINVAL;
8951         }
8952
8953         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
8954                 if (insn->imm != 0) {
8955                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
8956                         return -EINVAL;
8957                 }
8958
8959                 /* check src1 operand */
8960                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
8961                 if (err)
8962                         return err;
8963
8964                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
8965                         verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
8966                                 insn->src_reg);
8967                         return -EACCES;
8968                 }
8969                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
8970         } else {
8971                 if (insn->src_reg != BPF_REG_0) {
8972                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
8973                         return -EINVAL;
8974                 }
8975         }
8976
8977         /* check src2 operand */
8978         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
8979         if (err)
8980                 return err;
8981
8982         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
8983         is_jmp32 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32;
8984
8985         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
8986                 pred = is_branch_taken(dst_reg, insn->imm, opcode, is_jmp32);
8987         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
8988                    is_jmp32 && tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))) {
8989                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
8990                                        tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
8991                                        opcode,
8992                                        is_jmp32);
8993         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
8994                    !is_jmp32 && tnum_is_const(src_reg->var_off)) {
8995                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
8996                                        src_reg->var_off.value,
8997                                        opcode,
8998                                        is_jmp32);
8999         } else if (reg_is_pkt_pointer_any(dst_reg) &&
9000                    reg_is_pkt_pointer_any(src_reg) &&
9001                    !is_jmp32) {
9002                 pred = is_pkt_ptr_branch_taken(dst_reg, src_reg, opcode);
9003         }
9004
9005         if (pred >= 0) {
9006                 /* If we get here with a dst_reg pointer type it is because
9007                  * above is_branch_taken() special cased the 0 comparison.
9008                  */
9009                 if (!__is_pointer_value(false, dst_reg))
9010                         err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
9011                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X && !err &&
9012                     !__is_pointer_value(false, src_reg))
9013                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
9014                 if (err)
9015                         return err;
9016         }
9017
9018         if (pred == 1) {
9019                 /* Only follow the goto, ignore fall-through. If needed, push
9020                  * the fall-through branch for simulation under speculative
9021                  * execution.
9022                  */
9023                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
9024                     !sanitize_speculative_path(env, insn, *insn_idx + 1,
9025                                                *insn_idx))
9026                         return -EFAULT;
9027                 *insn_idx += insn->off;
9028                 return 0;
9029         } else if (pred == 0) {
9030                 /* Only follow the fall-through branch, since that's where the
9031                  * program will go. If needed, push the goto branch for
9032                  * simulation under speculative execution.
9033                  */
9034                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
9035                     !sanitize_speculative_path(env, insn,
9036                                                *insn_idx + insn->off + 1,
9037                                                *insn_idx))
9038                         return -EFAULT;
9039                 return 0;
9040         }
9041
9042         other_branch = push_stack(env, *insn_idx + insn->off + 1, *insn_idx,
9043                                   false);
9044         if (!other_branch)
9045                 return -EFAULT;
9046         other_branch_regs = other_branch->frame[other_branch->curframe]->regs;
9047
9048         /* detect if we are comparing against a constant value so we can adjust
9049          * our min/max values for our dst register.
9050          * this is only legit if both are scalars (or pointers to the same
9051          * object, I suppose, but we don't support that right now), because
9052          * otherwise the different base pointers mean the offsets aren't
9053          * comparable.
9054          */
9055         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
9056                 struct bpf_reg_state *src_reg = &regs[insn->src_reg];
9057
9058                 if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
9059                     src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
9060                         if (tnum_is_const(src_reg->var_off) ||
9061                             (is_jmp32 &&
9062                              tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))))
9063                                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
9064                                                 dst_reg,
9065                                                 src_reg->var_off.value,
9066                                                 tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
9067                                                 opcode, is_jmp32);
9068                         else if (tnum_is_const(dst_reg->var_off) ||
9069                                  (is_jmp32 &&
9070                                   tnum_is_const(tnum_subreg(dst_reg->var_off))))
9071                                 reg_set_min_max_inv(&other_branch_regs[insn->src_reg],
9072                                                     src_reg,
9073                                                     dst_reg->var_off.value,
9074                                                     tnum_subreg(dst_reg->var_off).value,
9075                                                     opcode, is_jmp32);
9076                         else if (!is_jmp32 &&
9077                                  (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE))
9078                                 /* Comparing for equality, we can combine knowledge */
9079                                 reg_combine_min_max(&other_branch_regs[insn->src_reg],
9080                                                     &other_branch_regs[insn->dst_reg],
9081                                                     src_reg, dst_reg, opcode);
9082                         if (src_reg->id &&
9083                             !WARN_ON_ONCE(src_reg->id != other_branch_regs[insn->src_reg].id)) {
9084                                 find_equal_scalars(this_branch, src_reg);
9085                                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->src_reg]);
9086                         }
9087
9088                 }
9089         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE) {
9090                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
9091                                         dst_reg, insn->imm, (u32)insn->imm,
9092                                         opcode, is_jmp32);
9093         }
9094
9095         if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE && dst_reg->id &&
9096             !WARN_ON_ONCE(dst_reg->id != other_branch_regs[insn->dst_reg].id)) {
9097                 find_equal_scalars(this_branch, dst_reg);
9098                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->dst_reg]);
9099         }
9100
9101         /* detect if R == 0 where R is returned from bpf_map_lookup_elem().
9102          * NOTE: these optimizations below are related with pointer comparison
9103          *       which will never be JMP32.
9104          */
9105         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K &&
9106             insn->imm == 0 && (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE) &&
9107             reg_type_may_be_null(dst_reg->type)) {
9108                 /* Mark all identical registers in each branch as either
9109                  * safe or unknown depending R == 0 or R != 0 conditional.
9110                  */
9111                 mark_ptr_or_null_regs(this_branch, insn->dst_reg,
9112                                       opcode == BPF_JNE);
9113                 mark_ptr_or_null_regs(other_branch, insn->dst_reg,
9114                                       opcode == BPF_JEQ);
9115         } else if (!try_match_pkt_pointers(insn, dst_reg, &regs[insn->src_reg],
9116                                            this_branch, other_branch) &&
9117                    is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
9118                 verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
9119                         insn->dst_reg);
9120                 return -EACCES;
9121         }
9122         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
9123                 print_verifier_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
9124         return 0;
9125 }
9126
9127 /* verify BPF_LD_IMM64 instruction */
9128 static int check_ld_imm(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
9129 {
9130         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
9131         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
9132         struct bpf_reg_state *dst_reg;
9133         struct bpf_map *map;
9134         int err;
9135
9136         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
9137                 verbose(env, "invalid BPF_LD_IMM insn\n");
9138                 return -EINVAL;
9139         }
9140         if (insn->off != 0) {
9141                 verbose(env, "BPF_LD_IMM64 uses reserved fields\n");
9142                 return -EINVAL;
9143         }
9144
9145         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
9146         if (err)
9147                 return err;
9148
9149         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
9150         if (insn->src_reg == 0) {
9151                 u64 imm = ((u64)(insn + 1)->imm << 32) | (u32)insn->imm;
9152
9153                 dst_reg->type = SCALAR_VALUE;
9154                 __mark_reg_known(&regs[insn->dst_reg], imm);
9155                 return 0;
9156         }
9157
9158         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
9159                 mark_reg_known_zero(env, regs, insn->dst_reg);
9160
9161                 dst_reg->type = aux->btf_var.reg_type;
9162                 switch (dst_reg->type) {
9163                 case PTR_TO_MEM:
9164                         dst_reg->mem_size = aux->btf_var.mem_size;
9165                         break;
9166                 case PTR_TO_BTF_ID:
9167                 case PTR_TO_PERCPU_BTF_ID:
9168                         dst_reg->btf = aux->btf_var.btf;
9169                         dst_reg->btf_id = aux->btf_var.btf_id;
9170                         break;
9171                 default:
9172                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
9173                         return -EFAULT;
9174                 }
9175                 return 0;
9176         }
9177
9178         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
9179                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
9180                 u32 subprogno = insn[1].imm;
9181
9182                 if (!aux->func_info) {
9183                         verbose(env, "missing btf func_info\n");
9184                         return -EINVAL;
9185                 }
9186                 if (aux->func_info_aux[subprogno].linkage != BTF_FUNC_STATIC) {
9187                         verbose(env, "callback function not static\n");
9188                         return -EINVAL;
9189                 }
9190
9191                 dst_reg->type = PTR_TO_FUNC;
9192                 dst_reg->subprogno = subprogno;
9193                 return 0;
9194         }
9195
9196         map = env->used_maps[aux->map_index];
9197         mark_reg_known_zero(env, regs, insn->dst_reg);
9198         dst_reg->map_ptr = map;
9199
9200         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_VALUE ||
9201             insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE) {
9202                 dst_reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
9203                 dst_reg->off = aux->map_off;
9204                 if (map_value_has_spin_lock(map))
9205                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
9206         } else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
9207                    insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
9208                 dst_reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
9209         } else {
9210                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
9211                 return -EINVAL;
9212         }
9213
9214         return 0;
9215 }
9216
9217 static bool may_access_skb(enum bpf_prog_type type)
9218 {
9219         switch (type) {
9220         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
9221         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
9222         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
9223                 return true;
9224         default:
9225                 return false;
9226         }
9227 }
9228
9229 /* verify safety of LD_ABS|LD_IND instructions:
9230  * - they can only appear in the programs where ctx == skb
9231  * - since they are wrappers of function calls, they scratch R1-R5 registers,
9232  *   preserve R6-R9, and store return value into R0
9233  *
9234  * Implicit input:
9235  *   ctx == skb == R6 == CTX
9236  *
9237  * Explicit input:
9238  *   SRC == any register
9239  *   IMM == 32-bit immediate
9240  *
9241  * Output:
9242  *   R0 - 8/16/32-bit skb data converted to cpu endianness
9243  */
9244 static int check_ld_abs(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
9245 {
9246         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
9247         static const int ctx_reg = BPF_REG_6;
9248         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
9249         int i, err;
9250
9251         if (!may_access_skb(resolve_prog_type(env->prog))) {
9252                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] instructions not allowed for this program type\n");
9253                 return -EINVAL;
9254         }
9255
9256         if (!env->ops->gen_ld_abs) {
9257                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
9258                 return -EINVAL;
9259         }
9260
9261         if (insn->dst_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
9262             BPF_SIZE(insn->code) == BPF_DW ||
9263             (mode == BPF_ABS && insn->src_reg != BPF_REG_0)) {
9264                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] uses reserved fields\n");
9265                 return -EINVAL;
9266         }
9267
9268         /* check whether implicit source operand (register R6) is readable */
9269         err = check_reg_arg(env, ctx_reg, SRC_OP);
9270         if (err)
9271                 return err;
9272
9273         /* Disallow usage of BPF_LD_[ABS|IND] with reference tracking, as
9274          * gen_ld_abs() may terminate the program at runtime, leading to
9275          * reference leak.
9276          */
9277         err = check_reference_leak(env);
9278         if (err) {
9279                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be mixed with socket references\n");
9280                 return err;
9281         }
9282
9283         if (env->cur_state->active_spin_lock) {
9284                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_spin_lock-ed region\n");
9285                 return -EINVAL;
9286         }
9287
9288         if (regs[ctx_reg].type != PTR_TO_CTX) {
9289                 verbose(env,
9290                         "at the time of BPF_LD_ABS|IND R6 != pointer to skb\n");
9291                 return -EINVAL;
9292         }
9293
9294         if (mode == BPF_IND) {
9295                 /* check explicit source operand */
9296                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
9297                 if (err)
9298                         return err;
9299         }
9300
9301         err = check_ctx_reg(env, &regs[ctx_reg], ctx_reg);
9302         if (err < 0)
9303                 return err;
9304
9305         /* reset caller saved regs to unreadable */
9306         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
9307                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
9308                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
9309         }
9310
9311         /* mark destination R0 register as readable, since it contains
9312          * the value fetched from the packet.
9313          * Already marked as written above.
9314          */
9315         mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
9316         /* ld_abs load up to 32-bit skb data. */
9317         regs[BPF_REG_0].subreg_def = env->insn_idx + 1;
9318         return 0;
9319 }
9320
9321 static int check_return_code(struct bpf_verifier_env *env)
9322 {
9323         struct tnum enforce_attach_type_range = tnum_unknown;
9324         const struct bpf_prog *prog = env->prog;
9325         struct bpf_reg_state *reg;
9326         struct tnum range = tnum_range(0, 1);
9327         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
9328         int err;
9329         struct bpf_func_state *frame = env->cur_state->frame[0];
9330         const bool is_subprog = frame->subprogno;
9331
9332         /* LSM and struct_ops func-ptr's return type could be "void" */
9333         if (!is_subprog &&
9334             (prog_type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS ||
9335              prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM) &&
9336             !prog->aux->attach_func_proto->type)
9337                 return 0;
9338
9339         /* eBPF calling convention is such that R0 is used
9340          * to return the value from eBPF program.
9341          * Make sure that it's readable at this time
9342          * of bpf_exit, which means that program wrote
9343          * something into it earlier
9344          */
9345         err = check_reg_arg(env, BPF_REG_0, SRC_OP);
9346         if (err)
9347                 return err;
9348
9349         if (is_pointer_value(env, BPF_REG_0)) {
9350                 verbose(env, "R0 leaks addr as return value\n");
9351                 return -EACCES;
9352         }
9353
9354         reg = cur_regs(env) + BPF_REG_0;
9355
9356         if (frame->in_async_callback_fn) {
9357                 /* enforce return zero from async callbacks like timer */
9358                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
9359                         verbose(env, "In async callback the register R0 is not a known value (%s)\n",
9360                                 reg_type_str[reg->type]);
9361                         return -EINVAL;
9362                 }
9363
9364                 if (!tnum_in(tnum_const(0), reg->var_off)) {
9365                         verbose_invalid_scalar(env, reg, &range, "async callback", "R0");
9366                         return -EINVAL;
9367                 }
9368                 return 0;
9369         }
9370
9371         if (is_subprog) {
9372                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
9373                         verbose(env, "At subprogram exit the register R0 is not a scalar value (%s)\n",
9374                                 reg_type_str[reg->type]);
9375                         return -EINVAL;
9376                 }
9377                 return 0;
9378         }
9379
9380         switch (prog_type) {
9381         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK_ADDR:
9382                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP4_RECVMSG ||
9383                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP6_RECVMSG ||
9384                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETPEERNAME ||
9385                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETPEERNAME ||
9386                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETSOCKNAME ||
9387                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETSOCKNAME)
9388                         range = tnum_range(1, 1);
9389                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_BIND ||
9390                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_BIND)
9391                         range = tnum_range(0, 3);
9392                 break;
9393         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
9394                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET_EGRESS) {
9395                         range = tnum_range(0, 3);
9396                         enforce_attach_type_range = tnum_range(2, 3);
9397                 }
9398                 break;
9399         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK:
9400         case BPF_PROG_TYPE_SOCK_OPS:
9401         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_DEVICE:
9402         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SYSCTL:
9403         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
9404                 break;
9405         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
9406                 if (!env->prog->aux->attach_btf_id)
9407                         return 0;
9408                 range = tnum_const(0);
9409                 break;
9410         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
9411                 switch (env->prog->expected_attach_type) {
9412                 case BPF_TRACE_FENTRY:
9413                 case BPF_TRACE_FEXIT:
9414                         range = tnum_const(0);
9415                         break;
9416                 case BPF_TRACE_RAW_TP:
9417                 case BPF_MODIFY_RETURN:
9418                         return 0;
9419                 case BPF_TRACE_ITER:
9420                         break;
9421                 default:
9422                         return -ENOTSUPP;
9423                 }
9424                 break;
9425         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
9426                 range = tnum_range(SK_DROP, SK_PASS);
9427                 break;
9428         case BPF_PROG_TYPE_EXT:
9429                 /* freplace program can return anything as its return value
9430                  * depends on the to-be-replaced kernel func or bpf program.
9431                  */
9432         default:
9433                 return 0;
9434         }
9435
9436         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
9437                 verbose(env, "At program exit the register R0 is not a known value (%s)\n",
9438                         reg_type_str[reg->type]);
9439                 return -EINVAL;
9440         }
9441
9442         if (!tnum_in(range, reg->var_off)) {
9443                 verbose_invalid_scalar(env, reg, &range, "program exit", "R0");
9444                 return -EINVAL;
9445         }
9446
9447         if (!tnum_is_unknown(enforce_attach_type_range) &&
9448             tnum_in(enforce_attach_type_range, reg->var_off))
9449                 env->prog->enforce_expected_attach_type = 1;
9450         return 0;
9451 }
9452
9453 /* non-recursive DFS pseudo code
9454  * 1  procedure DFS-iterative(G,v):
9455  * 2      label v as discovered
9456  * 3      let S be a stack
9457  * 4      S.push(v)
9458  * 5      while S is not empty
9459  * 6            t <- S.pop()
9460  * 7            if t is what we're looking for:
9461  * 8                return t
9462  * 9            for all edges e in G.adjacentEdges(t) do
9463  * 10               if edge e is already labelled
9464  * 11                   continue with the next edge
9465  * 12               w <- G.adjacentVertex(t,e)
9466  * 13               if vertex w is not discovered and not explored
9467  * 14                   label e as tree-edge
9468  * 15                   label w as discovered
9469  * 16                   S.push(w)
9470  * 17                   continue at 5
9471  * 18               else if vertex w is discovered
9472  * 19                   label e as back-edge
9473  * 20               else
9474  * 21                   // vertex w is explored
9475  * 22                   label e as forward- or cross-edge
9476  * 23           label t as explored
9477  * 24           S.pop()
9478  *
9479  * convention:
9480  * 0x10 - discovered
9481  * 0x11 - discovered and fall-through edge labelled
9482  * 0x12 - discovered and fall-through and branch edges labelled
9483  * 0x20 - explored
9484  */
9485
9486 enum {
9487         DISCOVERED = 0x10,
9488         EXPLORED = 0x20,
9489         FALLTHROUGH = 1,
9490         BRANCH = 2,
9491 };
9492
9493 static u32 state_htab_size(struct bpf_verifier_env *env)
9494 {
9495         return env->prog->len;
9496 }
9497
9498 static struct bpf_verifier_state_list **explored_state(
9499                                         struct bpf_verifier_env *env,
9500                                         int idx)
9501 {
9502         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
9503         struct bpf_func_state *state = cur->frame[cur->curframe];
9504
9505         return &env->explored_states[(idx ^ state->callsite) % state_htab_size(env)];
9506 }
9507
9508 static void init_explored_state(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
9509 {
9510         env->insn_aux_data[idx].prune_point = true;
9511 }
9512
9513 enum {
9514         DONE_EXPLORING = 0,
9515         KEEP_EXPLORING = 1,
9516 };
9517
9518 /* t, w, e - match pseudo-code above:
9519  * t - index of current instruction
9520  * w - next instruction
9521  * e - edge
9522  */
9523 static int push_insn(int t, int w, int e, struct bpf_verifier_env *env,
9524                      bool loop_ok)
9525 {
9526         int *insn_stack = env->cfg.insn_stack;
9527         int *insn_state = env->cfg.insn_state;
9528
9529         if (e == FALLTHROUGH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | FALLTHROUGH))
9530                 return DONE_EXPLORING;
9531
9532         if (e == BRANCH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | BRANCH))
9533                 return DONE_EXPLORING;
9534
9535         if (w < 0 || w >= env->prog->len) {
9536                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
9537                 verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", t, w);
9538                 return -EINVAL;
9539         }
9540
9541         if (e == BRANCH)
9542                 /* mark branch target for state pruning */
9543                 init_explored_state(env, w);
9544
9545         if (insn_state[w] == 0) {
9546                 /* tree-edge */
9547                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
9548                 insn_state[w] = DISCOVERED;
9549                 if (env->cfg.cur_stack >= env->prog->len)
9550                         return -E2BIG;
9551                 insn_stack[env->cfg.cur_stack++] = w;
9552                 return KEEP_EXPLORING;
9553         } else if ((insn_state[w] & 0xF0) == DISCOVERED) {
9554                 if (loop_ok && env->bpf_capable)
9555                         return DONE_EXPLORING;
9556                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
9557                 verbose_linfo(env, w, "%d: ", w);
9558                 verbose(env, "back-edge from insn %d to %d\n", t, w);
9559                 return -EINVAL;
9560         } else if (insn_state[w] == EXPLORED) {
9561                 /* forward- or cross-edge */
9562                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
9563         } else {
9564                 verbose(env, "insn state internal bug\n");
9565                 return -EFAULT;
9566         }
9567         return DONE_EXPLORING;
9568 }
9569
9570 static int visit_func_call_insn(int t, int insn_cnt,
9571                                 struct bpf_insn *insns,
9572                                 struct bpf_verifier_env *env,
9573                                 bool visit_callee)
9574 {
9575         int ret;
9576
9577         ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
9578         if (ret)
9579                 return ret;
9580
9581         if (t + 1 < insn_cnt)
9582                 init_explored_state(env, t + 1);
9583         if (visit_callee) {
9584                 init_explored_state(env, t);
9585                 ret = push_insn(t, t + insns[t].imm + 1, BRANCH, env,
9586                                 /* It's ok to allow recursion from CFG point of
9587                                  * view. __check_func_call() will do the actual
9588                                  * check.
9589                                  */
9590                                 bpf_pseudo_func(insns + t));
9591         }
9592         return ret;
9593 }
9594
9595 /* Visits the instruction at index t and returns one of the following:
9596  *  < 0 - an error occurred
9597  *  DONE_EXPLORING - the instruction was fully explored
9598  *  KEEP_EXPLORING - there is still work to be done before it is fully explored
9599  */
9600 static int visit_insn(int t, int insn_cnt, struct bpf_verifier_env *env)
9601 {
9602         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
9603         int ret;
9604
9605         if (bpf_pseudo_func(insns + t))
9606                 return visit_func_call_insn(t, insn_cnt, insns, env, true);
9607
9608         /* All non-branch instructions have a single fall-through edge. */
9609         if (BPF_CLASS(insns[t].code) != BPF_JMP &&
9610             BPF_CLASS(insns[t].code) != BPF_JMP32)
9611                 return push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
9612
9613         switch (BPF_OP(insns[t].code)) {
9614         case BPF_EXIT:
9615                 return DONE_EXPLORING;
9616
9617         case BPF_CALL:
9618                 if (insns[t].imm == BPF_FUNC_timer_set_callback)
9619                         /* Mark this call insn to trigger is_state_visited() check
9620                          * before call itself is processed by __check_func_call().
9621                          * Otherwise new async state will be pushed for further
9622                          * exploration.
9623                          */
9624                         init_explored_state(env, t);
9625                 return visit_func_call_insn(t, insn_cnt, insns, env,
9626                                             insns[t].src_reg == BPF_PSEUDO_CALL);
9627
9628         case BPF_JA:
9629                 if (BPF_SRC(insns[t].code) != BPF_K)
9630                         return -EINVAL;
9631
9632                 /* unconditional jump with single edge */
9633                 ret = push_insn(t, t + insns[t].off + 1, FALLTHROUGH, env,
9634                                 true);
9635                 if (ret)
9636                         return ret;
9637
9638                 /* unconditional jmp is not a good pruning point,
9639                  * but it's marked, since backtracking needs
9640                  * to record jmp history in is_state_visited().
9641                  */
9642                 init_explored_state(env, t + insns[t].off + 1);
9643                 /* tell verifier to check for equivalent states
9644                  * after every call and jump
9645                  */
9646                 if (t + 1 < insn_cnt)
9647                         init_explored_state(env, t + 1);
9648
9649                 return ret;
9650
9651         default:
9652                 /* conditional jump with two edges */
9653                 init_explored_state(env, t);
9654                 ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, true);
9655                 if (ret)
9656                         return ret;
9657
9658                 return push_insn(t, t + insns[t].off + 1, BRANCH, env, true);
9659         }
9660 }
9661
9662 /* non-recursive depth-first-search to detect loops in BPF program
9663  * loop == back-edge in directed graph
9664  */
9665 static int check_cfg(struct bpf_verifier_env *env)
9666 {
9667         int insn_cnt = env->prog->len;
9668         int *insn_stack, *insn_state;
9669         int ret = 0;
9670         int i;
9671
9672         insn_state = env->cfg.insn_state = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
9673         if (!insn_state)
9674                 return -ENOMEM;
9675
9676         insn_stack = env->cfg.insn_stack = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
9677         if (!insn_stack) {
9678                 kvfree(insn_state);
9679                 return -ENOMEM;
9680         }
9681
9682         insn_state[0] = DISCOVERED; /* mark 1st insn as discovered */
9683         insn_stack[0] = 0; /* 0 is the first instruction */
9684         env->cfg.cur_stack = 1;
9685
9686         while (env->cfg.cur_stack > 0) {
9687                 int t = insn_stack[env->cfg.cur_stack - 1];
9688
9689                 ret = visit_insn(t, insn_cnt, env);
9690                 switch (ret) {
9691                 case DONE_EXPLORING:
9692                         insn_state[t] = EXPLORED;
9693                         env->cfg.cur_stack--;
9694                         break;
9695                 case KEEP_EXPLORING:
9696                         break;
9697                 default:
9698                         if (ret > 0) {
9699                                 verbose(env, "visit_insn internal bug\n");
9700                                 ret = -EFAULT;
9701                         }
9702                         goto err_free;
9703                 }
9704         }
9705
9706         if (env->cfg.cur_stack < 0) {
9707                 verbose(env, "pop stack internal bug\n");
9708                 ret = -EFAULT;
9709                 goto err_free;
9710         }
9711
9712         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
9713                 if (insn_state[i] != EXPLORED) {
9714                         verbose(env, "unreachable insn %d\n", i);
9715                         ret = -EINVAL;
9716                         goto err_free;
9717                 }
9718         }
9719         ret = 0; /* cfg looks good */
9720
9721 err_free:
9722         kvfree(insn_state);
9723         kvfree(insn_stack);
9724         env->cfg.insn_state = env->cfg.insn_stack = NULL;
9725         return ret;
9726 }
9727
9728 static int check_abnormal_return(struct bpf_verifier_env *env)
9729 {
9730         int i;
9731
9732         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
9733                 if (env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
9734                         verbose(env, "LD_ABS is not allowed in subprogs without BTF\n");
9735                         return -EINVAL;
9736                 }
9737                 if (env->subprog_info[i].has_tail_call) {
9738                         verbose(env, "tail_call is not allowed in subprogs without BTF\n");
9739                         return -EINVAL;
9740                 }
9741         }
9742         return 0;
9743 }
9744
9745 /* The minimum supported BTF func info size */
9746 #define MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE   8
9747 #define MAX_FUNCINFO_REC_SIZE   252
9748
9749 static int check_btf_func(struct bpf_verifier_env *env,
9750                           const union bpf_attr *attr,
9751                           bpfptr_t uattr)
9752 {
9753         const struct btf_type *type, *func_proto, *ret_type;
9754         u32 i, nfuncs, urec_size, min_size;
9755         u32 krec_size = sizeof(struct bpf_func_info);
9756         struct bpf_func_info *krecord;
9757         struct bpf_func_info_aux *info_aux = NULL;
9758         struct bpf_prog *prog;
9759         const struct btf *btf;
9760         bpfptr_t urecord;
9761         u32 prev_offset = 0;
9762         bool scalar_return;
9763         int ret = -ENOMEM;
9764
9765         nfuncs = attr->func_info_cnt;
9766         if (!nfuncs) {
9767                 if (check_abnormal_return(env))
9768                         return -EINVAL;
9769                 return 0;
9770         }
9771
9772         if (nfuncs != env->subprog_cnt) {
9773                 verbose(env, "number of funcs in func_info doesn't match number of subprogs\n");
9774                 return -EINVAL;
9775         }
9776
9777         urec_size = attr->func_info_rec_size;
9778         if (urec_size < MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE ||
9779             urec_size > MAX_FUNCINFO_REC_SIZE ||
9780             urec_size % sizeof(u32)) {
9781                 verbose(env, "invalid func info rec size %u\n", urec_size);
9782                 return -EINVAL;
9783         }
9784
9785         prog = env->prog;
9786         btf = prog->aux->btf;
9787
9788         urecord = make_bpfptr(attr->func_info, uattr.is_kernel);
9789         min_size = min_t(u32, krec_size, urec_size);
9790
9791         krecord = kvcalloc(nfuncs, krec_size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
9792         if (!krecord)
9793                 return -ENOMEM;
9794         info_aux = kcalloc(nfuncs, sizeof(*info_aux), GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
9795         if (!info_aux)
9796                 goto err_free;
9797
9798         for (i = 0; i < nfuncs; i++) {
9799                 ret = bpf_check_uarg_tail_zero(urecord, krec_size, urec_size);
9800                 if (ret) {
9801                         if (ret == -E2BIG) {
9802                                 verbose(env, "nonzero tailing record in func info");
9803                                 /* set the size kernel expects so loader can zero
9804                                  * out the rest of the record.
9805                                  */
9806                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
9807                                                           offsetof(union bpf_attr, func_info_rec_size),
9808                                                           &min_size, sizeof(min_size)))
9809                                         ret = -EFAULT;
9810                         }
9811                         goto err_free;
9812                 }
9813
9814                 if (copy_from_bpfptr(&krecord[i], urecord, min_size)) {
9815                         ret = -EFAULT;
9816                         goto err_free;
9817                 }
9818
9819                 /* check insn_off */
9820                 ret = -EINVAL;
9821                 if (i == 0) {
9822                         if (krecord[i].insn_off) {
9823                                 verbose(env,
9824                                         "nonzero insn_off %u for the first func info record",
9825                                         krecord[i].insn_off);
9826                                 goto err_free;
9827                         }
9828                 } else if (krecord[i].insn_off <= prev_offset) {
9829                         verbose(env,
9830                                 "same or smaller insn offset (%u) than previous func info record (%u)",
9831                                 krecord[i].insn_off, prev_offset);
9832                         goto err_free;
9833                 }
9834
9835                 if (env->subprog_info[i].start != krecord[i].insn_off) {
9836                         verbose(env, "func_info BTF section doesn't match subprog layout in BPF program\n");
9837                         goto err_free;
9838                 }
9839
9840                 /* check type_id */
9841                 type = btf_type_by_id(btf, krecord[i].type_id);
9842                 if (!type || !btf_type_is_func(type)) {
9843                         verbose(env, "invalid type id %d in func info",
9844                                 krecord[i].type_id);
9845                         goto err_free;
9846                 }
9847                 info_aux[i].linkage = BTF_INFO_VLEN(type->info);
9848
9849                 func_proto = btf_type_by_id(btf, type->type);
9850                 if (unlikely(!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)))
9851                         /* btf_func_check() already verified it during BTF load */
9852                         goto err_free;
9853                 ret_type = btf_type_skip_modifiers(btf, func_proto->type, NULL);
9854                 scalar_return =
9855                         btf_type_is_small_int(ret_type) || btf_type_is_enum(ret_type);
9856                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
9857                         verbose(env, "LD_ABS is only allowed in functions that return 'int'.\n");
9858                         goto err_free;
9859                 }
9860                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_tail_call) {
9861                         verbose(env, "tail_call is only allowed in functions that return 'int'.\n");
9862                         goto err_free;
9863                 }
9864
9865                 prev_offset = krecord[i].insn_off;
9866                 bpfptr_add(&urecord, urec_size);
9867         }
9868
9869         prog->aux->func_info = krecord;
9870         prog->aux->func_info_cnt = nfuncs;
9871         prog->aux->func_info_aux = info_aux;
9872         return 0;
9873
9874 err_free:
9875         kvfree(krecord);
9876         kfree(info_aux);
9877         return ret;
9878 }
9879
9880 static void adjust_btf_func(struct bpf_verifier_env *env)
9881 {
9882         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
9883         int i;
9884
9885         if (!aux->func_info)
9886                 return;
9887
9888         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
9889                 aux->func_info[i].insn_off = env->subprog_info[i].start;
9890 }
9891
9892 #define MIN_BPF_LINEINFO_SIZE   (offsetof(struct bpf_line_info, line_col) + \
9893                 sizeof(((struct bpf_line_info *)(0))->line_col))
9894 #define MAX_LINEINFO_REC_SIZE   MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
9895
9896 static int check_btf_line(struct bpf_verifier_env *env,
9897                           const union bpf_attr *attr,
9898                           bpfptr_t uattr)
9899 {
9900         u32 i, s, nr_linfo, ncopy, expected_size, rec_size, prev_offset = 0;
9901         struct bpf_subprog_info *sub;
9902         struct bpf_line_info *linfo;
9903         struct bpf_prog *prog;
9904         const struct btf *btf;
9905         bpfptr_t ulinfo;
9906         int err;
9907
9908         nr_linfo = attr->line_info_cnt;
9909         if (!nr_linfo)
9910                 return 0;
9911
9912         rec_size = attr->line_info_rec_size;
9913         if (rec_size < MIN_BPF_LINEINFO_SIZE ||
9914             rec_size > MAX_LINEINFO_REC_SIZE ||
9915             rec_size & (sizeof(u32) - 1))
9916                 return -EINVAL;
9917
9918         /* Need to zero it in case the userspace may
9919          * pass in a smaller bpf_line_info object.
9920          */
9921         linfo = kvcalloc(nr_linfo, sizeof(struct bpf_line_info),
9922                          GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
9923         if (!linfo)
9924                 return -ENOMEM;
9925
9926         prog = env->prog;
9927         btf = prog->aux->btf;
9928
9929         s = 0;
9930         sub = env->subprog_info;
9931         ulinfo = make_bpfptr(attr->line_info, uattr.is_kernel);
9932         expected_size = sizeof(struct bpf_line_info);
9933         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
9934         for (i = 0; i < nr_linfo; i++) {
9935                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(ulinfo, expected_size, rec_size);
9936                 if (err) {
9937                         if (err == -E2BIG) {
9938                                 verbose(env, "nonzero tailing record in line_info");
9939                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
9940                                                           offsetof(union bpf_attr, line_info_rec_size),
9941                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
9942                                         err = -EFAULT;
9943                         }
9944                         goto err_free;
9945                 }
9946
9947                 if (copy_from_bpfptr(&linfo[i], ulinfo, ncopy)) {
9948                         err = -EFAULT;
9949                         goto err_free;
9950                 }
9951
9952                 /*
9953                  * Check insn_off to ensure
9954                  * 1) strictly increasing AND
9955                  * 2) bounded by prog->len
9956                  *
9957                  * The linfo[0].insn_off == 0 check logically falls into
9958                  * the later "missing bpf_line_info for func..." case
9959                  * because the first linfo[0].insn_off must be the
9960                  * first sub also and the first sub must have
9961                  * subprog_info[0].start == 0.
9962                  */
9963                 if ((i && linfo[i].insn_off <= prev_offset) ||
9964                     linfo[i].insn_off >= prog->len) {
9965                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].insn_off:%u (prev_offset:%u prog->len:%u)\n",
9966                                 i, linfo[i].insn_off, prev_offset,
9967                                 prog->len);
9968                         err = -EINVAL;
9969                         goto err_free;
9970                 }
9971
9972                 if (!prog->insnsi[linfo[i].insn_off].code) {
9973                         verbose(env,
9974                                 "Invalid insn code at line_info[%u].insn_off\n",
9975                                 i);
9976                         err = -EINVAL;
9977                         goto err_free;
9978                 }
9979
9980                 if (!btf_name_by_offset(btf, linfo[i].line_off) ||
9981                     !btf_name_by_offset(btf, linfo[i].file_name_off)) {
9982                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].line_off or .file_name_off\n", i);
9983                         err = -EINVAL;
9984                         goto err_free;
9985                 }
9986
9987                 if (s != env->subprog_cnt) {
9988                         if (linfo[i].insn_off == sub[s].start) {
9989                                 sub[s].linfo_idx = i;
9990                                 s++;
9991                         } else if (sub[s].start < linfo[i].insn_off) {
9992                                 verbose(env, "missing bpf_line_info for func#%u\n", s);
9993                                 err = -EINVAL;
9994                                 goto err_free;
9995                         }
9996                 }
9997
9998                 prev_offset = linfo[i].insn_off;
9999                 bpfptr_add(&ulinfo, rec_size);
10000         }
10001
10002         if (s != env->subprog_cnt) {
10003                 verbose(env, "missing bpf_line_info for %u funcs starting from func#%u\n",
10004                         env->subprog_cnt - s, s);
10005                 err = -EINVAL;
10006                 goto err_free;
10007         }
10008
10009         prog->aux->linfo = linfo;
10010         prog->aux->nr_linfo = nr_linfo;
10011
10012         return 0;
10013
10014 err_free:
10015         kvfree(linfo);
10016         return err;
10017 }
10018
10019 static int check_btf_info(struct bpf_verifier_env *env,
10020                           const union bpf_attr *attr,
10021                           bpfptr_t uattr)
10022 {
10023         struct btf *btf;
10024         int err;
10025
10026         if (!attr->func_info_cnt && !attr->line_info_cnt) {
10027                 if (check_abnormal_return(env))
10028                         return -EINVAL;
10029                 return 0;
10030         }
10031
10032         btf = btf_get_by_fd(attr->prog_btf_fd);
10033         if (IS_ERR(btf))
10034                 return PTR_ERR(btf);
10035         if (btf_is_kernel(btf)) {
10036                 btf_put(btf);
10037                 return -EACCES;
10038         }
10039         env->prog->aux->btf = btf;
10040
10041         err = check_btf_func(env, attr, uattr);
10042         if (err)
10043                 return err;
10044
10045         err = check_btf_line(env, attr, uattr);
10046         if (err)
10047                 return err;
10048
10049         return 0;
10050 }
10051
10052 /* check %cur's range satisfies %old's */
10053 static bool range_within(struct bpf_reg_state *old,
10054                          struct bpf_reg_state *cur)
10055 {
10056         return old->umin_value <= cur->umin_value &&
10057                old->umax_value >= cur->umax_value &&
10058                old->smin_value <= cur->smin_value &&
10059                old->smax_value >= cur->smax_value &&
10060                old->u32_min_value <= cur->u32_min_value &&
10061                old->u32_max_value >= cur->u32_max_value &&
10062                old->s32_min_value <= cur->s32_min_value &&
10063                old->s32_max_value >= cur->s32_max_value;
10064 }
10065
10066 /* If in the old state two registers had the same id, then they need to have
10067  * the same id in the new state as well.  But that id could be different from
10068  * the old state, so we need to track the mapping from old to new ids.
10069  * Once we have seen that, say, a reg with old id 5 had new id 9, any subsequent
10070  * regs with old id 5 must also have new id 9 for the new state to be safe.  But
10071  * regs with a different old id could still have new id 9, we don't care about
10072  * that.
10073  * So we look through our idmap to see if this old id has been seen before.  If
10074  * so, we require the new id to match; otherwise, we add the id pair to the map.
10075  */
10076 static bool check_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct bpf_id_pair *idmap)
10077 {
10078         unsigned int i;
10079
10080         for (i = 0; i < BPF_ID_MAP_SIZE; i++) {
10081                 if (!idmap[i].old) {
10082                         /* Reached an empty slot; haven't seen this id before */
10083                         idmap[i].old = old_id;
10084                         idmap[i].cur = cur_id;
10085                         return true;
10086                 }
10087                 if (idmap[i].old == old_id)
10088                         return idmap[i].cur == cur_id;
10089         }
10090         /* We ran out of idmap slots, which should be impossible */
10091         WARN_ON_ONCE(1);
10092         return false;
10093 }
10094
10095 static void clean_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
10096                              struct bpf_func_state *st)
10097 {
10098         enum bpf_reg_liveness live;
10099         int i, j;
10100
10101         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
10102                 live = st->regs[i].live;
10103                 /* liveness must not touch this register anymore */
10104                 st->regs[i].live |= REG_LIVE_DONE;
10105                 if (!(live & REG_LIVE_READ))
10106                         /* since the register is unused, clear its state
10107                          * to make further comparison simpler
10108                          */
10109                         __mark_reg_not_init(env, &st->regs[i]);
10110         }
10111
10112         for (i = 0; i < st->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
10113                 live = st->stack[i].spilled_ptr.live;
10114                 /* liveness must not touch this stack slot anymore */
10115                 st->stack[i].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_DONE;
10116                 if (!(live & REG_LIVE_READ)) {
10117                         __mark_reg_not_init(env, &st->stack[i].spilled_ptr);
10118                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
10119                                 st->stack[i].slot_type[j] = STACK_INVALID;
10120                 }
10121         }
10122 }
10123
10124 static void clean_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
10125                                  struct bpf_verifier_state *st)
10126 {
10127         int i;
10128
10129         if (st->frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE)
10130                 /* all regs in this state in all frames were already marked */
10131                 return;
10132
10133         for (i = 0; i <= st->curframe; i++)
10134                 clean_func_state(env, st->frame[i]);
10135 }
10136
10137 /* the parentage chains form a tree.
10138  * the verifier states are added to state lists at given insn and
10139  * pushed into state stack for future exploration.
10140  * when the verifier reaches bpf_exit insn some of the verifer states
10141  * stored in the state lists have their final liveness state already,
10142  * but a lot of states will get revised from liveness point of view when
10143  * the verifier explores other branches.
10144  * Example:
10145  * 1: r0 = 1
10146  * 2: if r1 == 100 goto pc+1
10147  * 3: r0 = 2
10148  * 4: exit
10149  * when the verifier reaches exit insn the register r0 in the state list of
10150  * insn 2 will be seen as !REG_LIVE_READ. Then the verifier pops the other_branch
10151  * of insn 2 and goes exploring further. At the insn 4 it will walk the
10152  * parentage chain from insn 4 into insn 2 and will mark r0 as REG_LIVE_READ.
10153  *
10154  * Since the verifier pushes the branch states as it sees them while exploring
10155  * the program the condition of walking the branch instruction for the second
10156  * time means that all states below this branch were already explored and
10157  * their final liveness marks are already propagated.
10158  * Hence when the verifier completes the search of state list in is_state_visited()
10159  * we can call this clean_live_states() function to mark all liveness states
10160  * as REG_LIVE_DONE to indicate that 'parent' pointers of 'struct bpf_reg_state'
10161  * will not be used.
10162  * This function also clears the registers and stack for states that !READ
10163  * to simplify state merging.
10164  *
10165  * Important note here that walking the same branch instruction in the callee
10166  * doesn't meant that the states are DONE. The verifier has to compare
10167  * the callsites
10168  */
10169 static void clean_live_states(struct bpf_verifier_env *env, int insn,
10170                               struct bpf_verifier_state *cur)
10171 {
10172         struct bpf_verifier_state_list *sl;
10173         int i;
10174
10175         sl = *explored_state(env, insn);
10176         while (sl) {
10177                 if (sl->state.branches)
10178                         goto next;
10179                 if (sl->state.insn_idx != insn ||
10180                     sl->state.curframe != cur->curframe)
10181                         goto next;
10182                 for (i = 0; i <= cur->curframe; i++)
10183                         if (sl->state.frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
10184                                 goto next;
10185                 clean_verifier_state(env, &sl->state);
10186 next:
10187                 sl = sl->next;
10188         }
10189 }
10190
10191 /* Returns true if (rold safe implies rcur safe) */
10192 static bool regsafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *rold,
10193                     struct bpf_reg_state *rcur, struct bpf_id_pair *idmap)
10194 {
10195         bool equal;
10196
10197         if (!(rold->live & REG_LIVE_READ))
10198                 /* explored state didn't use this */
10199                 return true;
10200
10201         equal = memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, parent)) == 0;
10202
10203         if (rold->type == PTR_TO_STACK)
10204                 /* two stack pointers are equal only if they're pointing to
10205                  * the same stack frame, since fp-8 in foo != fp-8 in bar
10206                  */
10207                 return equal && rold->frameno == rcur->frameno;
10208
10209         if (equal)
10210                 return true;
10211
10212         if (rold->type == NOT_INIT)
10213                 /* explored state can't have used this */
10214                 return true;
10215         if (rcur->type == NOT_INIT)
10216                 return false;
10217         switch (rold->type) {
10218         case SCALAR_VALUE:
10219                 if (env->explore_alu_limits)
10220                         return false;
10221                 if (rcur->type == SCALAR_VALUE) {
10222                         if (!rold->precise && !rcur->precise)
10223                                 return true;
10224                         /* new val must satisfy old val knowledge */
10225                         return range_within(rold, rcur) &&
10226                                tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
10227                 } else {
10228                         /* We're trying to use a pointer in place of a scalar.
10229                          * Even if the scalar was unbounded, this could lead to
10230                          * pointer leaks because scalars are allowed to leak
10231                          * while pointers are not. We could make this safe in
10232                          * special cases if root is calling us, but it's
10233                          * probably not worth the hassle.
10234                          */
10235                         return false;
10236                 }
10237         case PTR_TO_MAP_KEY:
10238         case PTR_TO_MAP_VALUE:
10239                 /* If the new min/max/var_off satisfy the old ones and
10240                  * everything else matches, we are OK.
10241                  * 'id' is not compared, since it's only used for maps with
10242                  * bpf_spin_lock inside map element and in such cases if
10243                  * the rest of the prog is valid for one map element then
10244                  * it's valid for all map elements regardless of the key
10245                  * used in bpf_map_lookup()
10246                  */
10247                 return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
10248                        range_within(rold, rcur) &&
10249                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
10250         case PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL:
10251                 /* a PTR_TO_MAP_VALUE could be safe to use as a
10252                  * PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL into the same map.
10253                  * However, if the old PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL then got NULL-
10254                  * checked, doing so could have affected others with the same
10255                  * id, and we can't check for that because we lost the id when
10256                  * we converted to a PTR_TO_MAP_VALUE.
10257                  */
10258                 if (rcur->type != PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL)
10259                         return false;
10260                 if (memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)))
10261                         return false;
10262                 /* Check our ids match any regs they're supposed to */
10263                 return check_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
10264         case PTR_TO_PACKET_META:
10265         case PTR_TO_PACKET:
10266                 if (rcur->type != rold->type)
10267                         return false;
10268                 /* We must have at least as much range as the old ptr
10269                  * did, so that any accesses which were safe before are
10270                  * still safe.  This is true even if old range < old off,
10271                  * since someone could have accessed through (ptr - k), or
10272                  * even done ptr -= k in a register, to get a safe access.
10273                  */
10274                 if (rold->range > rcur->range)
10275                         return false;
10276                 /* If the offsets don't match, we can't trust our alignment;
10277                  * nor can we be sure that we won't fall out of range.
10278                  */
10279                 if (rold->off != rcur->off)
10280                         return false;
10281                 /* id relations must be preserved */
10282                 if (rold->id && !check_ids(rold->id, rcur->id, idmap))
10283                         return false;
10284                 /* new val must satisfy old val knowledge */
10285                 return range_within(rold, rcur) &&
10286                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
10287         case PTR_TO_CTX:
10288         case CONST_PTR_TO_MAP:
10289         case PTR_TO_PACKET_END:
10290         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
10291         case PTR_TO_SOCKET:
10292         case PTR_TO_SOCKET_OR_NULL:
10293         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
10294         case PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL:
10295         case PTR_TO_TCP_SOCK:
10296         case PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL:
10297         case PTR_TO_XDP_SOCK:
10298                 /* Only valid matches are exact, which memcmp() above
10299                  * would have accepted
10300                  */
10301         default:
10302                 /* Don't know what's going on, just say it's not safe */
10303                 return false;
10304         }
10305
10306         /* Shouldn't get here; if we do, say it's not safe */
10307         WARN_ON_ONCE(1);
10308         return false;
10309 }
10310
10311 static bool stacksafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
10312                       struct bpf_func_state *cur, struct bpf_id_pair *idmap)
10313 {
10314         int i, spi;
10315
10316         /* walk slots of the explored stack and ignore any additional
10317          * slots in the current stack, since explored(safe) state
10318          * didn't use them
10319          */
10320         for (i = 0; i < old->allocated_stack; i++) {
10321                 spi = i / BPF_REG_SIZE;
10322
10323                 if (!(old->stack[spi].spilled_ptr.live & REG_LIVE_READ)) {
10324                         i += BPF_REG_SIZE - 1;
10325                         /* explored state didn't use this */
10326                         continue;
10327                 }
10328
10329                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_INVALID)
10330                         continue;
10331
10332                 /* explored stack has more populated slots than current stack
10333                  * and these slots were used
10334                  */
10335                 if (i >= cur->allocated_stack)
10336                         return false;
10337
10338                 /* if old state was safe with misc data in the stack
10339                  * it will be safe with zero-initialized stack.
10340                  * The opposite is not true
10341                  */
10342                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC &&
10343                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_ZERO)
10344                         continue;
10345                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] !=
10346                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE])
10347                         /* Ex: old explored (safe) state has STACK_SPILL in
10348                          * this stack slot, but current has STACK_MISC ->
10349                          * this verifier states are not equivalent,
10350                          * return false to continue verification of this path
10351                          */
10352                         return false;
10353                 if (i % BPF_REG_SIZE)
10354                         continue;
10355                 if (old->stack[spi].slot_type[0] != STACK_SPILL)
10356                         continue;
10357                 if (!regsafe(env, &old->stack[spi].spilled_ptr,
10358                              &cur->stack[spi].spilled_ptr, idmap))
10359                         /* when explored and current stack slot are both storing
10360                          * spilled registers, check that stored pointers types
10361                          * are the same as well.
10362                          * Ex: explored safe path could have stored
10363                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -8}
10364                          * but current path has stored:
10365                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -16}
10366                          * such verifier states are not equivalent.
10367                          * return false to continue verification of this path
10368                          */
10369                         return false;
10370         }
10371         return true;
10372 }
10373
10374 static bool refsafe(struct bpf_func_state *old, struct bpf_func_state *cur)
10375 {
10376         if (old->acquired_refs != cur->acquired_refs)
10377                 return false;
10378         return !memcmp(old->refs, cur->refs,
10379                        sizeof(*old->refs) * old->acquired_refs);
10380 }
10381
10382 /* compare two verifier states
10383  *
10384  * all states stored in state_list are known to be valid, since
10385  * verifier reached 'bpf_exit' instruction through them
10386  *
10387  * this function is called when verifier exploring different branches of
10388  * execution popped from the state stack. If it sees an old state that has
10389  * more strict register state and more strict stack state then this execution
10390  * branch doesn't need to be explored further, since verifier already
10391  * concluded that more strict state leads to valid finish.
10392  *
10393  * Therefore two states are equivalent if register state is more conservative
10394  * and explored stack state is more conservative than the current one.
10395  * Example:
10396  *       explored                   current
10397  * (slot1=INV slot2=MISC) == (slot1=MISC slot2=MISC)
10398  * (slot1=MISC slot2=MISC) != (slot1=INV slot2=MISC)
10399  *
10400  * In other words if current stack state (one being explored) has more
10401  * valid slots than old one that already passed validation, it means
10402  * the verifier can stop exploring and conclude that current state is valid too
10403  *
10404  * Similarly with registers. If explored state has register type as invalid
10405  * whereas register type in current state is meaningful, it means that
10406  * the current state will reach 'bpf_exit' instruction safely
10407  */
10408 static bool func_states_equal(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
10409                               struct bpf_func_state *cur)
10410 {
10411         int i;
10412
10413         memset(env->idmap_scratch, 0, sizeof(env->idmap_scratch));
10414         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
10415                 if (!regsafe(env, &old->regs[i], &cur->regs[i],
10416                              env->idmap_scratch))
10417                         return false;
10418
10419         if (!stacksafe(env, old, cur, env->idmap_scratch))
10420                 return false;
10421
10422         if (!refsafe(old, cur))
10423                 return false;
10424
10425         return true;
10426 }
10427
10428 static bool states_equal(struct bpf_verifier_env *env,
10429                          struct bpf_verifier_state *old,
10430                          struct bpf_verifier_state *cur)
10431 {
10432         int i;
10433
10434         if (old->curframe != cur->curframe)
10435                 return false;
10436
10437         /* Verification state from speculative execution simulation
10438          * must never prune a non-speculative execution one.
10439          */
10440         if (old->speculative && !cur->speculative)
10441                 return false;
10442
10443         if (old->active_spin_lock != cur->active_spin_lock)
10444                 return false;
10445
10446         /* for states to be equal callsites have to be the same
10447          * and all frame states need to be equivalent
10448          */
10449         for (i = 0; i <= old->curframe; i++) {
10450                 if (old->frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
10451                         return false;
10452                 if (!func_states_equal(env, old->frame[i], cur->frame[i]))
10453                         return false;
10454         }
10455         return true;
10456 }
10457
10458 /* Return 0 if no propagation happened. Return negative error code if error
10459  * happened. Otherwise, return the propagated bit.
10460  */
10461 static int propagate_liveness_reg(struct bpf_verifier_env *env,
10462                                   struct bpf_reg_state *reg,
10463                                   struct bpf_reg_state *parent_reg)
10464 {
10465         u8 parent_flag = parent_reg->live & REG_LIVE_READ;
10466         u8 flag = reg->live & REG_LIVE_READ;
10467         int err;
10468
10469         /* When comes here, read flags of PARENT_REG or REG could be any of
10470          * REG_LIVE_READ64, REG_LIVE_READ32, REG_LIVE_NONE. There is no need
10471          * of propagation if PARENT_REG has strongest REG_LIVE_READ64.
10472          */
10473         if (parent_flag == REG_LIVE_READ64 ||
10474             /* Or if there is no read flag from REG. */
10475             !flag ||
10476             /* Or if the read flag from REG is the same as PARENT_REG. */
10477             parent_flag == flag)
10478                 return 0;
10479
10480         err = mark_reg_read(env, reg, parent_reg, flag);
10481         if (err)
10482                 return err;
10483
10484         return flag;
10485 }
10486
10487 /* A write screens off any subsequent reads; but write marks come from the
10488  * straight-line code between a state and its parent.  When we arrive at an
10489  * equivalent state (jump target or such) we didn't arrive by the straight-line
10490  * code, so read marks in the state must propagate to the parent regardless
10491  * of the state's write marks. That's what 'parent == state->parent' comparison
10492  * in mark_reg_read() is for.
10493  */
10494 static int propagate_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
10495                               const struct bpf_verifier_state *vstate,
10496                               struct bpf_verifier_state *vparent)
10497 {
10498         struct bpf_reg_state *state_reg, *parent_reg;
10499         struct bpf_func_state *state, *parent;
10500         int i, frame, err = 0;
10501
10502         if (vparent->curframe != vstate->curframe) {
10503                 WARN(1, "propagate_live: parent frame %d current frame %d\n",
10504                      vparent->curframe, vstate->curframe);
10505                 return -EFAULT;
10506         }
10507         /* Propagate read liveness of registers... */
10508         BUILD_BUG_ON(BPF_REG_FP + 1 != MAX_BPF_REG);
10509         for (frame = 0; frame <= vstate->curframe; frame++) {
10510                 parent = vparent->frame[frame];
10511                 state = vstate->frame[frame];
10512                 parent_reg = parent->regs;
10513                 state_reg = state->regs;
10514                 /* We don't need to worry about FP liveness, it's read-only */
10515                 for (i = frame < vstate->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
10516                         err = propagate_liveness_reg(env, &state_reg[i],
10517                                                      &parent_reg[i]);
10518                         if (err < 0)
10519                                 return err;
10520                         if (err == REG_LIVE_READ64)
10521                                 mark_insn_zext(env, &parent_reg[i]);
10522                 }
10523
10524                 /* Propagate stack slots. */
10525                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE &&
10526                             i < parent->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
10527                         parent_reg = &parent->stack[i].spilled_ptr;
10528                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
10529                         err = propagate_liveness_reg(env, state_reg,
10530                                                      parent_reg);
10531                         if (err < 0)
10532                                 return err;
10533                 }
10534         }
10535         return 0;
10536 }
10537
10538 /* find precise scalars in the previous equivalent state and
10539  * propagate them into the current state
10540  */
10541 static int propagate_precision(struct bpf_verifier_env *env,
10542                                const struct bpf_verifier_state *old)
10543 {
10544         struct bpf_reg_state *state_reg;
10545         struct bpf_func_state *state;
10546         int i, err = 0;
10547
10548         state = old->frame[old->curframe];
10549         state_reg = state->regs;
10550         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++, state_reg++) {
10551                 if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
10552                     !state_reg->precise)
10553                         continue;
10554                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
10555                         verbose(env, "propagating r%d\n", i);
10556                 err = mark_chain_precision(env, i);
10557                 if (err < 0)
10558                         return err;
10559         }
10560
10561         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
10562                 if (state->stack[i].slot_type[0] != STACK_SPILL)
10563                         continue;
10564                 state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
10565                 if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
10566                     !state_reg->precise)
10567                         continue;
10568                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
10569                         verbose(env, "propagating fp%d\n",
10570                                 (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
10571                 err = mark_chain_precision_stack(env, i);
10572                 if (err < 0)
10573                         return err;
10574         }
10575         return 0;
10576 }
10577
10578 static bool states_maybe_looping(struct bpf_verifier_state *old,
10579                                  struct bpf_verifier_state *cur)
10580 {
10581         struct bpf_func_state *fold, *fcur;
10582         int i, fr = cur->curframe;
10583
10584         if (old->curframe != fr)
10585                 return false;
10586
10587         fold = old->frame[fr];
10588         fcur = cur->frame[fr];
10589         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
10590                 if (memcmp(&fold->regs[i], &fcur->regs[i],
10591                            offsetof(struct bpf_reg_state, parent)))
10592                         return false;
10593         return true;
10594 }
10595
10596
10597 static int is_state_visited(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
10598 {
10599         struct bpf_verifier_state_list *new_sl;
10600         struct bpf_verifier_state_list *sl, **pprev;
10601         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state, *new;
10602         int i, j, err, states_cnt = 0;
10603         bool add_new_state = env->test_state_freq ? true : false;
10604
10605         cur->last_insn_idx = env->prev_insn_idx;
10606         if (!env->insn_aux_data[insn_idx].prune_point)
10607                 /* this 'insn_idx' instruction wasn't marked, so we will not
10608                  * be doing state search here
10609                  */
10610                 return 0;
10611
10612         /* bpf progs typically have pruning point every 4 instructions
10613          * http://vger.kernel.org/bpfconf2019.html#session-1
10614          * Do not add new state for future pruning if the verifier hasn't seen
10615          * at least 2 jumps and at least 8 instructions.
10616          * This heuristics helps decrease 'total_states' and 'peak_states' metric.
10617          * In tests that amounts to up to 50% reduction into total verifier
10618          * memory consumption and 20% verifier time speedup.
10619          */
10620         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed >= 2 &&
10621             env->insn_processed - env->prev_insn_processed >= 8)
10622                 add_new_state = true;
10623
10624         pprev = explored_state(env, insn_idx);
10625         sl = *pprev;
10626
10627         clean_live_states(env, insn_idx, cur);
10628
10629         while (sl) {
10630                 states_cnt++;
10631                 if (sl->state.insn_idx != insn_idx)
10632                         goto next;
10633
10634                 if (sl->state.branches) {
10635                         struct bpf_func_state *frame = sl->state.frame[sl->state.curframe];
10636
10637                         if (frame->in_async_callback_fn &&
10638                             frame->async_entry_cnt != cur->frame[cur->curframe]->async_entry_cnt) {
10639                                 /* Different async_entry_cnt means that the verifier is
10640                                  * processing another entry into async callback.
10641                                  * Seeing the same state is not an indication of infinite
10642                                  * loop or infinite recursion.
10643                                  * But finding the same state doesn't mean that it's safe
10644                                  * to stop processing the current state. The previous state
10645                                  * hasn't yet reached bpf_exit, since state.branches > 0.
10646                                  * Checking in_async_callback_fn alone is not enough either.
10647                                  * Since the verifier still needs to catch infinite loops
10648                                  * inside async callbacks.
10649                                  */
10650                         } else if (states_maybe_looping(&sl->state, cur) &&
10651                                    states_equal(env, &sl->state, cur)) {
10652                                 verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
10653                                 verbose(env, "infinite loop detected at insn %d\n", insn_idx);
10654                                 return -EINVAL;
10655                         }
10656                         /* if the verifier is processing a loop, avoid adding new state
10657                          * too often, since different loop iterations have distinct
10658                          * states and may not help future pruning.
10659                          * This threshold shouldn't be too low to make sure that
10660                          * a loop with large bound will be rejected quickly.
10661                          * The most abusive loop will be:
10662                          * r1 += 1
10663                          * if r1 < 1000000 goto pc-2
10664                          * 1M insn_procssed limit / 100 == 10k peak states.
10665                          * This threshold shouldn't be too high either, since states
10666                          * at the end of the loop are likely to be useful in pruning.
10667                          */
10668                         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed < 20 &&
10669                             env->insn_processed - env->prev_insn_processed < 100)
10670                                 add_new_state = false;
10671                         goto miss;
10672                 }
10673                 if (states_equal(env, &sl->state, cur)) {
10674                         sl->hit_cnt++;
10675                         /* reached equivalent register/stack state,
10676                          * prune the search.
10677                          * Registers read by the continuation are read by us.
10678                          * If we have any write marks in env->cur_state, they
10679                          * will prevent corresponding reads in the continuation
10680                          * from reaching our parent (an explored_state).  Our
10681                          * own state will get the read marks recorded, but
10682                          * they'll be immediately forgotten as we're pruning
10683                          * this state and will pop a new one.
10684                          */
10685                         err = propagate_liveness(env, &sl->state, cur);
10686
10687                         /* if previous state reached the exit with precision and
10688                          * current state is equivalent to it (except precsion marks)
10689                          * the precision needs to be propagated back in
10690                          * the current state.
10691                          */
10692                         err = err ? : push_jmp_history(env, cur);
10693                         err = err ? : propagate_precision(env, &sl->state);
10694                         if (err)
10695                                 return err;
10696                         return 1;
10697                 }
10698 miss:
10699                 /* when new state is not going to be added do not increase miss count.
10700                  * Otherwise several loop iterations will remove the state
10701                  * recorded earlier. The goal of these heuristics is to have
10702                  * states from some iterations of the loop (some in the beginning
10703                  * and some at the end) to help pruning.
10704                  */
10705                 if (add_new_state)
10706                         sl->miss_cnt++;
10707                 /* heuristic to determine whether this state is beneficial
10708                  * to keep checking from state equivalence point of view.
10709                  * Higher numbers increase max_states_per_insn and verification time,
10710                  * but do not meaningfully decrease insn_processed.
10711                  */
10712                 if (sl->miss_cnt > sl->hit_cnt * 3 + 3) {
10713                         /* the state is unlikely to be useful. Remove it to
10714                          * speed up verification
10715                          */
10716                         *pprev = sl->next;
10717                         if (sl->state.frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE) {
10718                                 u32 br = sl->state.branches;
10719
10720                                 WARN_ONCE(br,
10721                                           "BUG live_done but branches_to_explore %d\n",
10722                                           br);
10723                                 free_verifier_state(&sl->state, false);
10724                                 kfree(sl);
10725                                 env->peak_states--;
10726                         } else {
10727                                 /* cannot free this state, since parentage chain may
10728                                  * walk it later. Add it for free_list instead to
10729                                  * be freed at the end of verification
10730                                  */
10731                                 sl->next = env->free_list;
10732                                 env->free_list = sl;
10733                         }
10734                         sl = *pprev;
10735                         continue;
10736                 }
10737 next:
10738                 pprev = &sl->next;
10739                 sl = *pprev;
10740         }
10741
10742         if (env->max_states_per_insn < states_cnt)
10743                 env->max_states_per_insn = states_cnt;
10744
10745         if (!env->bpf_capable && states_cnt > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES)
10746                 return push_jmp_history(env, cur);
10747
10748         if (!add_new_state)
10749                 return push_jmp_history(env, cur);
10750
10751         /* There were no equivalent states, remember the current one.
10752          * Technically the current state is not proven to be safe yet,
10753          * but it will either reach outer most bpf_exit (which means it's safe)
10754          * or it will be rejected. When there are no loops the verifier won't be
10755          * seeing this tuple (frame[0].callsite, frame[1].callsite, .. insn_idx)
10756          * again on the way to bpf_exit.
10757          * When looping the sl->state.branches will be > 0 and this state
10758          * will not be considered for equivalence until branches == 0.
10759          */
10760         new_sl = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state_list), GFP_KERNEL);
10761         if (!new_sl)
10762                 return -ENOMEM;
10763         env->total_states++;
10764         env->peak_states++;
10765         env->prev_jmps_processed = env->jmps_processed;
10766         env->prev_insn_processed = env->insn_processed;
10767
10768         /* add new state to the head of linked list */
10769         new = &new_sl->state;
10770         err = copy_verifier_state(new, cur);
10771         if (err) {
10772                 free_verifier_state(new, false);
10773                 kfree(new_sl);
10774                 return err;
10775         }
10776         new->insn_idx = insn_idx;
10777         WARN_ONCE(new->branches != 1,
10778                   "BUG is_state_visited:branches_to_explore=%d insn %d\n", new->branches, insn_idx);
10779
10780         cur->parent = new;
10781         cur->first_insn_idx = insn_idx;
10782         clear_jmp_history(cur);
10783         new_sl->next = *explored_state(env, insn_idx);
10784         *explored_state(env, insn_idx) = new_sl;
10785         /* connect new state to parentage chain. Current frame needs all
10786          * registers connected. Only r6 - r9 of the callers are alive (pushed
10787          * to the stack implicitly by JITs) so in callers' frames connect just
10788          * r6 - r9 as an optimization. Callers will have r1 - r5 connected to
10789          * the state of the call instruction (with WRITTEN set), and r0 comes
10790          * from callee with its full parentage chain, anyway.
10791          */
10792         /* clear write marks in current state: the writes we did are not writes
10793          * our child did, so they don't screen off its reads from us.
10794          * (There are no read marks in current state, because reads always mark
10795          * their parent and current state never has children yet.  Only
10796          * explored_states can get read marks.)
10797          */
10798         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
10799                 for (i = j < cur->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++)
10800                         cur->frame[j]->regs[i].parent = &new->frame[j]->regs[i];
10801                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++)
10802                         cur->frame[j]->regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
10803         }
10804
10805         /* all stack frames are accessible from callee, clear them all */
10806         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
10807                 struct bpf_func_state *frame = cur->frame[j];
10808                 struct bpf_func_state *newframe = new->frame[j];
10809
10810                 for (i = 0; i < frame->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
10811                         frame->stack[i].spilled_ptr.live = REG_LIVE_NONE;
10812                         frame->stack[i].spilled_ptr.parent =
10813                                                 &newframe->stack[i].spilled_ptr;
10814                 }
10815         }
10816         return 0;
10817 }
10818
10819 /* Return true if it's OK to have the same insn return a different type. */
10820 static bool reg_type_mismatch_ok(enum bpf_reg_type type)
10821 {
10822         switch (type) {
10823         case PTR_TO_CTX:
10824         case PTR_TO_SOCKET:
10825         case PTR_TO_SOCKET_OR_NULL:
10826         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
10827         case PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL:
10828         case PTR_TO_TCP_SOCK:
10829         case PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL:
10830         case PTR_TO_XDP_SOCK:
10831         case PTR_TO_BTF_ID:
10832         case PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL:
10833                 return false;
10834         default:
10835                 return true;
10836         }
10837 }
10838
10839 /* If an instruction was previously used with particular pointer types, then we
10840  * need to be careful to avoid cases such as the below, where it may be ok
10841  * for one branch accessing the pointer, but not ok for the other branch:
10842  *
10843  * R1 = sock_ptr
10844  * goto X;
10845  * ...
10846  * R1 = some_other_valid_ptr;
10847  * goto X;
10848  * ...
10849  * R2 = *(u32 *)(R1 + 0);
10850  */
10851 static bool reg_type_mismatch(enum bpf_reg_type src, enum bpf_reg_type prev)
10852 {
10853         return src != prev && (!reg_type_mismatch_ok(src) ||
10854                                !reg_type_mismatch_ok(prev));
10855 }
10856
10857 static int do_check(struct bpf_verifier_env *env)
10858 {
10859         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
10860         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
10861         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
10862         struct bpf_reg_state *regs;
10863         int insn_cnt = env->prog->len;
10864         bool do_print_state = false;
10865         int prev_insn_idx = -1;
10866
10867         for (;;) {
10868                 struct bpf_insn *insn;
10869                 u8 class;
10870                 int err;
10871
10872                 env->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
10873                 if (env->insn_idx >= insn_cnt) {
10874                         verbose(env, "invalid insn idx %d insn_cnt %d\n",
10875                                 env->insn_idx, insn_cnt);
10876                         return -EFAULT;
10877                 }
10878
10879                 insn = &insns[env->insn_idx];
10880                 class = BPF_CLASS(insn->code);
10881
10882                 if (++env->insn_processed > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS) {
10883                         verbose(env,
10884                                 "BPF program is too large. Processed %d insn\n",
10885                                 env->insn_processed);
10886                         return -E2BIG;
10887                 }
10888
10889                 err = is_state_visited(env, env->insn_idx);
10890                 if (err < 0)
10891                         return err;
10892                 if (err == 1) {
10893                         /* found equivalent state, can prune the search */
10894                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
10895                                 if (do_print_state)
10896                                         verbose(env, "\nfrom %d to %d%s: safe\n",
10897                                                 env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
10898                                                 env->cur_state->speculative ?
10899                                                 " (speculative execution)" : "");
10900                                 else
10901                                         verbose(env, "%d: safe\n", env->insn_idx);
10902                         }
10903                         goto process_bpf_exit;
10904                 }
10905
10906                 if (signal_pending(current))
10907                         return -EAGAIN;
10908
10909                 if (need_resched())
10910                         cond_resched();
10911
10912                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2 ||
10913                     (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL && do_print_state)) {
10914                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
10915                                 verbose(env, "%d:", env->insn_idx);
10916                         else
10917                                 verbose(env, "\nfrom %d to %d%s:",
10918                                         env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
10919                                         env->cur_state->speculative ?
10920                                         " (speculative execution)" : "");
10921                         print_verifier_state(env, state->frame[state->curframe]);
10922                         do_print_state = false;
10923                 }
10924
10925                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
10926                         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
10927                                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
10928                                 .cb_print       = verbose,
10929                                 .private_data   = env,
10930                         };
10931
10932                         verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
10933                         verbose(env, "%d: ", env->insn_idx);
10934                         print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
10935                 }
10936
10937                 if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
10938                         err = bpf_prog_offload_verify_insn(env, env->insn_idx,
10939                                                            env->prev_insn_idx);
10940                         if (err)
10941                                 return err;
10942                 }
10943
10944                 regs = cur_regs(env);
10945                 sanitize_mark_insn_seen(env);
10946                 prev_insn_idx = env->insn_idx;
10947
10948                 if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
10949                         err = check_alu_op(env, insn);
10950                         if (err)
10951                                 return err;
10952
10953                 } else if (class == BPF_LDX) {
10954                         enum bpf_reg_type *prev_src_type, src_reg_type;
10955
10956                         /* check for reserved fields is already done */
10957
10958                         /* check src operand */
10959                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
10960                         if (err)
10961                                 return err;
10962
10963                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
10964                         if (err)
10965                                 return err;
10966
10967                         src_reg_type = regs[insn->src_reg].type;
10968
10969                         /* check that memory (src_reg + off) is readable,
10970                          * the state of dst_reg will be updated by this func
10971                          */
10972                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->src_reg,
10973                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
10974                                                BPF_READ, insn->dst_reg, false);
10975                         if (err)
10976                                 return err;
10977
10978                         prev_src_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
10979
10980                         if (*prev_src_type == NOT_INIT) {
10981                                 /* saw a valid insn
10982                                  * dst_reg = *(u32 *)(src_reg + off)
10983                                  * save type to validate intersecting paths
10984                                  */
10985                                 *prev_src_type = src_reg_type;
10986
10987                         } else if (reg_type_mismatch(src_reg_type, *prev_src_type)) {
10988                                 /* ABuser program is trying to use the same insn
10989                                  * dst_reg = *(u32*) (src_reg + off)
10990                                  * with different pointer types:
10991                                  * src_reg == ctx in one branch and
10992                                  * src_reg == stack|map in some other branch.
10993                                  * Reject it.
10994                                  */
10995                                 verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
10996                                 return -EINVAL;
10997                         }
10998
10999                 } else if (class == BPF_STX) {
11000                         enum bpf_reg_type *prev_dst_type, dst_reg_type;
11001
11002                         if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC) {
11003                                 err = check_atomic(env, env->insn_idx, insn);
11004                                 if (err)
11005                                         return err;
11006                                 env->insn_idx++;
11007                                 continue;
11008                         }
11009
11010                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0) {
11011                                 verbose(env, "BPF_STX uses reserved fields\n");
11012                                 return -EINVAL;
11013                         }
11014
11015                         /* check src1 operand */
11016                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
11017                         if (err)
11018                                 return err;
11019                         /* check src2 operand */
11020                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
11021                         if (err)
11022                                 return err;
11023
11024                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
11025
11026                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
11027                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
11028                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
11029                                                BPF_WRITE, insn->src_reg, false);
11030                         if (err)
11031                                 return err;
11032
11033                         prev_dst_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
11034
11035                         if (*prev_dst_type == NOT_INIT) {
11036                                 *prev_dst_type = dst_reg_type;
11037                         } else if (reg_type_mismatch(dst_reg_type, *prev_dst_type)) {
11038                                 verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
11039                                 return -EINVAL;
11040                         }
11041
11042                 } else if (class == BPF_ST) {
11043                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM ||
11044                             insn->src_reg != BPF_REG_0) {
11045                                 verbose(env, "BPF_ST uses reserved fields\n");
11046                                 return -EINVAL;
11047                         }
11048                         /* check src operand */
11049                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
11050                         if (err)
11051                                 return err;
11052
11053                         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg)) {
11054                                 verbose(env, "BPF_ST stores into R%d %s is not allowed\n",
11055                                         insn->dst_reg,
11056                                         reg_type_str[reg_state(env, insn->dst_reg)->type]);
11057                                 return -EACCES;
11058                         }
11059
11060                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
11061                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
11062                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
11063                                                BPF_WRITE, -1, false);
11064                         if (err)
11065                                 return err;
11066
11067                 } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
11068                         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
11069
11070                         env->jmps_processed++;
11071                         if (opcode == BPF_CALL) {
11072                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
11073                                     insn->off != 0 ||
11074                                     (insn->src_reg != BPF_REG_0 &&
11075                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL &&
11076                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) ||
11077                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
11078                                     class == BPF_JMP32) {
11079                                         verbose(env, "BPF_CALL uses reserved fields\n");
11080                                         return -EINVAL;
11081                                 }
11082
11083                                 if (env->cur_state->active_spin_lock &&
11084                                     (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL ||
11085                                      insn->imm != BPF_FUNC_spin_unlock)) {
11086                                         verbose(env, "function calls are not allowed while holding a lock\n");
11087                                         return -EINVAL;
11088                                 }
11089                                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
11090                                         err = check_func_call(env, insn, &env->insn_idx);
11091                                 else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL)
11092                                         err = check_kfunc_call(env, insn);
11093                                 else
11094                                         err = check_helper_call(env, insn, &env->insn_idx);
11095                                 if (err)
11096                                         return err;
11097                         } else if (opcode == BPF_JA) {
11098                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
11099                                     insn->imm != 0 ||
11100                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
11101                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
11102                                     class == BPF_JMP32) {
11103                                         verbose(env, "BPF_JA uses reserved fields\n");
11104                                         return -EINVAL;
11105                                 }
11106
11107                                 env->insn_idx += insn->off + 1;
11108                                 continue;
11109
11110                         } else if (opcode == BPF_EXIT) {
11111                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
11112                                     insn->imm != 0 ||
11113                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
11114                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
11115                                     class == BPF_JMP32) {
11116                                         verbose(env, "BPF_EXIT uses reserved fields\n");
11117                                         return -EINVAL;
11118                                 }
11119
11120                                 if (env->cur_state->active_spin_lock) {
11121                                         verbose(env, "bpf_spin_unlock is missing\n");
11122                                         return -EINVAL;
11123                                 }
11124
11125                                 if (state->curframe) {
11126                                         /* exit from nested function */
11127                                         err = prepare_func_exit(env, &env->insn_idx);
11128                                         if (err)
11129                                                 return err;
11130                                         do_print_state = true;
11131                                         continue;
11132                                 }
11133
11134                                 err = check_reference_leak(env);
11135                                 if (err)
11136                                         return err;
11137
11138                                 err = check_return_code(env);
11139                                 if (err)
11140                                         return err;
11141 process_bpf_exit:
11142                                 update_branch_counts(env, env->cur_state);
11143                                 err = pop_stack(env, &prev_insn_idx,
11144                                                 &env->insn_idx, pop_log);
11145                                 if (err < 0) {
11146                                         if (err != -ENOENT)
11147                                                 return err;
11148                                         break;
11149                                 } else {
11150                                         do_print_state = true;
11151                                         continue;
11152                                 }
11153                         } else {
11154                                 err = check_cond_jmp_op(env, insn, &env->insn_idx);
11155                                 if (err)
11156                                         return err;
11157                         }
11158                 } else if (class == BPF_LD) {
11159                         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
11160
11161                         if (mode == BPF_ABS || mode == BPF_IND) {
11162                                 err = check_ld_abs(env, insn);
11163                                 if (err)
11164                                         return err;
11165
11166                         } else if (mode == BPF_IMM) {
11167                                 err = check_ld_imm(env, insn);
11168                                 if (err)
11169                                         return err;
11170
11171                                 env->insn_idx++;
11172                                 sanitize_mark_insn_seen(env);
11173                         } else {
11174                                 verbose(env, "invalid BPF_LD mode\n");
11175                                 return -EINVAL;
11176                         }
11177                 } else {
11178                         verbose(env, "unknown insn class %d\n", class);
11179                         return -EINVAL;
11180                 }
11181
11182                 env->insn_idx++;
11183         }
11184
11185         return 0;
11186 }
11187
11188 static int find_btf_percpu_datasec(struct btf *btf)
11189 {
11190         const struct btf_type *t;
11191         const char *tname;
11192         int i, n;
11193
11194         /*
11195          * Both vmlinux and module each have their own ".data..percpu"
11196          * DATASECs in BTF. So for module's case, we need to skip vmlinux BTF
11197          * types to look at only module's own BTF types.
11198          */
11199         n = btf_nr_types(btf);
11200         if (btf_is_module(btf))
11201                 i = btf_nr_types(btf_vmlinux);
11202         else
11203                 i = 1;
11204
11205         for(; i < n; i++) {
11206                 t = btf_type_by_id(btf, i);
11207                 if (BTF_INFO_KIND(t->info) != BTF_KIND_DATASEC)
11208                         continue;
11209
11210                 tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
11211                 if (!strcmp(tname, ".data..percpu"))
11212                         return i;
11213         }
11214
11215         return -ENOENT;
11216 }
11217
11218 /* replace pseudo btf_id with kernel symbol address */
11219 static int check_pseudo_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
11220                                struct bpf_insn *insn,
11221                                struct bpf_insn_aux_data *aux)
11222 {
11223         const struct btf_var_secinfo *vsi;
11224         const struct btf_type *datasec;
11225         struct btf_mod_pair *btf_mod;
11226         const struct btf_type *t;
11227         const char *sym_name;
11228         bool percpu = false;
11229         u32 type, id = insn->imm;
11230         struct btf *btf;
11231         s32 datasec_id;
11232         u64 addr;
11233         int i, btf_fd, err;
11234
11235         btf_fd = insn[1].imm;
11236         if (btf_fd) {
11237                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
11238                 if (IS_ERR(btf)) {
11239                         verbose(env, "invalid module BTF object FD specified.\n");
11240                         return -EINVAL;
11241                 }
11242         } else {
11243                 if (!btf_vmlinux) {
11244                         verbose(env, "kernel is missing BTF, make sure CONFIG_DEBUG_INFO_BTF=y is specified in Kconfig.\n");
11245                         return -EINVAL;
11246                 }
11247                 btf = btf_vmlinux;
11248                 btf_get(btf);
11249         }
11250
11251         t = btf_type_by_id(btf, id);
11252         if (!t) {
11253                 verbose(env, "ldimm64 insn specifies invalid btf_id %d.\n", id);
11254                 err = -ENOENT;
11255                 goto err_put;
11256         }
11257
11258         if (!btf_type_is_var(t)) {
11259                 verbose(env, "pseudo btf_id %d in ldimm64 isn't KIND_VAR.\n", id);
11260                 err = -EINVAL;
11261                 goto err_put;
11262         }
11263
11264         sym_name = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
11265         addr = kallsyms_lookup_name(sym_name);
11266         if (!addr) {
11267                 verbose(env, "ldimm64 failed to find the address for kernel symbol '%s'.\n",
11268                         sym_name);
11269                 err = -ENOENT;
11270                 goto err_put;
11271         }
11272
11273         datasec_id = find_btf_percpu_datasec(btf);
11274         if (datasec_id > 0) {
11275                 datasec = btf_type_by_id(btf, datasec_id);
11276                 for_each_vsi(i, datasec, vsi) {
11277                         if (vsi->type == id) {
11278                                 percpu = true;
11279                                 break;
11280                         }
11281                 }
11282         }
11283
11284         insn[0].imm = (u32)addr;
11285         insn[1].imm = addr >> 32;
11286
11287         type = t->type;
11288         t = btf_type_skip_modifiers(btf, type, NULL);
11289         if (percpu) {
11290                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_PERCPU_BTF_ID;
11291                 aux->btf_var.btf = btf;
11292                 aux->btf_var.btf_id = type;
11293         } else if (!btf_type_is_struct(t)) {
11294                 const struct btf_type *ret;
11295                 const char *tname;
11296                 u32 tsize;
11297
11298                 /* resolve the type size of ksym. */
11299                 ret = btf_resolve_size(btf, t, &tsize);
11300                 if (IS_ERR(ret)) {
11301                         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
11302                         verbose(env, "ldimm64 unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
11303                                 tname, PTR_ERR(ret));
11304                         err = -EINVAL;
11305                         goto err_put;
11306                 }
11307                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM;
11308                 aux->btf_var.mem_size = tsize;
11309         } else {
11310                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID;
11311                 aux->btf_var.btf = btf;
11312                 aux->btf_var.btf_id = type;
11313         }
11314
11315         /* check whether we recorded this BTF (and maybe module) already */
11316         for (i = 0; i < env->used_btf_cnt; i++) {
11317                 if (env->used_btfs[i].btf == btf) {
11318                         btf_put(btf);
11319                         return 0;
11320                 }
11321         }
11322
11323         if (env->used_btf_cnt >= MAX_USED_BTFS) {
11324                 err = -E2BIG;
11325                 goto err_put;
11326         }
11327
11328         btf_mod = &env->used_btfs[env->used_btf_cnt];
11329         btf_mod->btf = btf;
11330         btf_mod->module = NULL;
11331
11332         /* if we reference variables from kernel module, bump its refcount */
11333         if (btf_is_module(btf)) {
11334                 btf_mod->module = btf_try_get_module(btf);
11335                 if (!btf_mod->module) {
11336                         err = -ENXIO;
11337                         goto err_put;
11338                 }
11339         }
11340
11341         env->used_btf_cnt++;
11342
11343         return 0;
11344 err_put:
11345         btf_put(btf);
11346         return err;
11347 }
11348
11349 static int check_map_prealloc(struct bpf_map *map)
11350 {
11351         return (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_HASH &&
11352                 map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH &&
11353                 map->map_type != BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS) ||
11354                 !(map->map_flags & BPF_F_NO_PREALLOC);
11355 }
11356
11357 static bool is_tracing_prog_type(enum bpf_prog_type type)
11358 {
11359         switch (type) {
11360         case BPF_PROG_TYPE_KPROBE:
11361         case BPF_PROG_TYPE_TRACEPOINT:
11362         case BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT:
11363         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
11364                 return true;
11365         default:
11366                 return false;
11367         }
11368 }
11369
11370 static bool is_preallocated_map(struct bpf_map *map)
11371 {
11372         if (!check_map_prealloc(map))
11373                 return false;
11374         if (map->inner_map_meta && !check_map_prealloc(map->inner_map_meta))
11375                 return false;
11376         return true;
11377 }
11378
11379 static int check_map_prog_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
11380                                         struct bpf_map *map,
11381                                         struct bpf_prog *prog)
11382
11383 {
11384         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
11385         /*
11386          * Validate that trace type programs use preallocated hash maps.
11387          *
11388          * For programs attached to PERF events this is mandatory as the
11389          * perf NMI can hit any arbitrary code sequence.
11390          *
11391          * All other trace types using preallocated hash maps are unsafe as
11392          * well because tracepoint or kprobes can be inside locked regions
11393          * of the memory allocator or at a place where a recursion into the
11394          * memory allocator would see inconsistent state.
11395          *
11396          * On RT enabled kernels run-time allocation of all trace type
11397          * programs is strictly prohibited due to lock type constraints. On
11398          * !RT kernels it is allowed for backwards compatibility reasons for
11399          * now, but warnings are emitted so developers are made aware of
11400          * the unsafety and can fix their programs before this is enforced.
11401          */
11402         if (is_tracing_prog_type(prog_type) && !is_preallocated_map(map)) {
11403                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT) {
11404                         verbose(env, "perf_event programs can only use preallocated hash map\n");
11405                         return -EINVAL;
11406                 }
11407                 if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT)) {
11408                         verbose(env, "trace type programs can only use preallocated hash map\n");
11409                         return -EINVAL;
11410                 }
11411                 WARN_ONCE(1, "trace type BPF program uses run-time allocation\n");
11412                 verbose(env, "trace type programs with run-time allocated hash maps are unsafe. Switch to preallocated hash maps.\n");
11413         }
11414
11415         if (map_value_has_spin_lock(map)) {
11416                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER) {
11417                         verbose(env, "socket filter progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
11418                         return -EINVAL;
11419                 }
11420
11421                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
11422                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
11423                         return -EINVAL;
11424                 }
11425
11426                 if (prog->aux->sleepable) {
11427                         verbose(env, "sleepable progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
11428                         return -EINVAL;
11429                 }
11430         }
11431
11432         if ((bpf_prog_is_dev_bound(prog->aux) || bpf_map_is_dev_bound(map)) &&
11433             !bpf_offload_prog_map_match(prog, map)) {
11434                 verbose(env, "offload device mismatch between prog and map\n");
11435                 return -EINVAL;
11436         }
11437
11438         if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_STRUCT_OPS) {
11439                 verbose(env, "bpf_struct_ops map cannot be used in prog\n");
11440                 return -EINVAL;
11441         }
11442
11443         if (prog->aux->sleepable)
11444                 switch (map->map_type) {
11445                 case BPF_MAP_TYPE_HASH:
11446                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_HASH:
11447                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY:
11448                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH:
11449                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY:
11450                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH:
11451                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
11452                 case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
11453                         if (!is_preallocated_map(map)) {
11454                                 verbose(env,
11455                                         "Sleepable programs can only use preallocated maps\n");
11456                                 return -EINVAL;
11457                         }
11458                         break;
11459                 case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
11460                         break;
11461                 default:
11462                         verbose(env,
11463                                 "Sleepable programs can only use array, hash, and ringbuf maps\n");
11464                         return -EINVAL;
11465                 }
11466
11467         return 0;
11468 }
11469
11470 static bool bpf_map_is_cgroup_storage(struct bpf_map *map)
11471 {
11472         return (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE ||
11473                 map->map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE);
11474 }
11475
11476 /* find and rewrite pseudo imm in ld_imm64 instructions:
11477  *
11478  * 1. if it accesses map FD, replace it with actual map pointer.
11479  * 2. if it accesses btf_id of a VAR, replace it with pointer to the var.
11480  *
11481  * NOTE: btf_vmlinux is required for converting pseudo btf_id.
11482  */
11483 static int resolve_pseudo_ldimm64(struct bpf_verifier_env *env)
11484 {
11485         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
11486         int insn_cnt = env->prog->len;
11487         int i, j, err;
11488
11489         err = bpf_prog_calc_tag(env->prog);
11490         if (err)
11491                 return err;
11492
11493         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
11494                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
11495                     (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0)) {
11496                         verbose(env, "BPF_LDX uses reserved fields\n");
11497                         return -EINVAL;
11498                 }
11499
11500                 if (insn[0].code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW)) {
11501                         struct bpf_insn_aux_data *aux;
11502                         struct bpf_map *map;
11503                         struct fd f;
11504                         u64 addr;
11505                         u32 fd;
11506
11507                         if (i == insn_cnt - 1 || insn[1].code != 0 ||
11508                             insn[1].dst_reg != 0 || insn[1].src_reg != 0 ||
11509                             insn[1].off != 0) {
11510                                 verbose(env, "invalid bpf_ld_imm64 insn\n");
11511                                 return -EINVAL;
11512                         }
11513
11514                         if (insn[0].src_reg == 0)
11515                                 /* valid generic load 64-bit imm */
11516                                 goto next_insn;
11517
11518                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
11519                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
11520                                 err = check_pseudo_btf_id(env, insn, aux);
11521                                 if (err)
11522                                         return err;
11523                                 goto next_insn;
11524                         }
11525
11526                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
11527                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
11528                                 aux->ptr_type = PTR_TO_FUNC;
11529                                 goto next_insn;
11530                         }
11531
11532                         /* In final convert_pseudo_ld_imm64() step, this is
11533                          * converted into regular 64-bit imm load insn.
11534                          */
11535                         switch (insn[0].src_reg) {
11536                         case BPF_PSEUDO_MAP_VALUE:
11537                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
11538                                 break;
11539                         case BPF_PSEUDO_MAP_FD:
11540                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
11541                                 if (insn[1].imm == 0)
11542                                         break;
11543                                 fallthrough;
11544                         default:
11545                                 verbose(env, "unrecognized bpf_ld_imm64 insn\n");
11546                                 return -EINVAL;
11547                         }
11548
11549                         switch (insn[0].src_reg) {
11550                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
11551                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
11552                                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
11553                                         verbose(env, "fd_idx without fd_array is invalid\n");
11554                                         return -EPROTO;
11555                                 }
11556                                 if (copy_from_bpfptr_offset(&fd, env->fd_array,
11557                                                             insn[0].imm * sizeof(fd),
11558                                                             sizeof(fd)))
11559                                         return -EFAULT;
11560                                 break;
11561                         default:
11562                                 fd = insn[0].imm;
11563                                 break;
11564                         }
11565
11566                         f = fdget(fd);
11567                         map = __bpf_map_get(f);
11568                         if (IS_ERR(map)) {
11569                                 verbose(env, "fd %d is not pointing to valid bpf_map\n",
11570                                         insn[0].imm);
11571                                 return PTR_ERR(map);
11572                         }
11573
11574                         err = check_map_prog_compatibility(env, map, env->prog);
11575                         if (err) {
11576                                 fdput(f);
11577                                 return err;
11578                         }
11579
11580                         aux = &env->insn_aux_data[i];
11581                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
11582                             insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
11583                                 addr = (unsigned long)map;
11584                         } else {
11585                                 u32 off = insn[1].imm;
11586
11587                                 if (off >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
11588                                         verbose(env, "direct value offset of %u is not allowed\n", off);
11589                                         fdput(f);
11590                                         return -EINVAL;
11591                                 }
11592
11593                                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
11594                                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
11595                                         fdput(f);
11596                                         return -EINVAL;
11597                                 }
11598
11599                                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
11600                                 if (err) {
11601                                         verbose(env, "invalid access to map value pointer, value_size=%u off=%u\n",
11602                                                 map->value_size, off);
11603                                         fdput(f);
11604                                         return err;
11605                                 }
11606
11607                                 aux->map_off = off;
11608                                 addr += off;
11609                         }
11610
11611                         insn[0].imm = (u32)addr;
11612                         insn[1].imm = addr >> 32;
11613
11614                         /* check whether we recorded this map already */
11615                         for (j = 0; j < env->used_map_cnt; j++) {
11616                                 if (env->used_maps[j] == map) {
11617                                         aux->map_index = j;
11618                                         fdput(f);
11619                                         goto next_insn;
11620                                 }
11621                         }
11622
11623                         if (env->used_map_cnt >= MAX_USED_MAPS) {
11624                                 fdput(f);
11625                                 return -E2BIG;
11626                         }
11627
11628                         /* hold the map. If the program is rejected by verifier,
11629                          * the map will be released by release_maps() or it
11630                          * will be used by the valid program until it's unloaded
11631                          * and all maps are released in free_used_maps()
11632                          */
11633                         bpf_map_inc(map);
11634
11635                         aux->map_index = env->used_map_cnt;
11636                         env->used_maps[env->used_map_cnt++] = map;
11637
11638                         if (bpf_map_is_cgroup_storage(map) &&
11639                             bpf_cgroup_storage_assign(env->prog->aux, map)) {
11640                                 verbose(env, "only one cgroup storage of each type is allowed\n");
11641                                 fdput(f);
11642                                 return -EBUSY;
11643                         }
11644
11645                         fdput(f);
11646 next_insn:
11647                         insn++;
11648                         i++;
11649                         continue;
11650                 }
11651
11652                 /* Basic sanity check before we invest more work here. */
11653                 if (!bpf_opcode_in_insntable(insn->code)) {
11654                         verbose(env, "unknown opcode %02x\n", insn->code);
11655                         return -EINVAL;
11656                 }
11657         }
11658
11659         /* now all pseudo BPF_LD_IMM64 instructions load valid
11660          * 'struct bpf_map *' into a register instead of user map_fd.
11661          * These pointers will be used later by verifier to validate map access.
11662          */
11663         return 0;
11664 }
11665
11666 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
11667 static void release_maps(struct bpf_verifier_env *env)
11668 {
11669         __bpf_free_used_maps(env->prog->aux, env->used_maps,
11670                              env->used_map_cnt);
11671 }
11672
11673 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
11674 static void release_btfs(struct bpf_verifier_env *env)
11675 {
11676         __bpf_free_used_btfs(env->prog->aux, env->used_btfs,
11677                              env->used_btf_cnt);
11678 }
11679
11680 /* convert pseudo BPF_LD_IMM64 into generic BPF_LD_IMM64 */
11681 static void convert_pseudo_ld_imm64(struct bpf_verifier_env *env)
11682 {
11683         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
11684         int insn_cnt = env->prog->len;
11685         int i;
11686
11687         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
11688                 if (insn->code != (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW))
11689                         continue;
11690                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC)
11691                         continue;
11692                 insn->src_reg = 0;
11693         }
11694 }
11695
11696 /* single env->prog->insni[off] instruction was replaced with the range
11697  * insni[off, off + cnt).  Adjust corresponding insn_aux_data by copying
11698  * [0, off) and [off, end) to new locations, so the patched range stays zero
11699  */
11700 static void adjust_insn_aux_data(struct bpf_verifier_env *env,
11701                                  struct bpf_insn_aux_data *new_data,
11702                                  struct bpf_prog *new_prog, u32 off, u32 cnt)
11703 {
11704         struct bpf_insn_aux_data *old_data = env->insn_aux_data;
11705         struct bpf_insn *insn = new_prog->insnsi;
11706         u32 old_seen = old_data[off].seen;
11707         u32 prog_len;
11708         int i;
11709
11710         /* aux info at OFF always needs adjustment, no matter fast path
11711          * (cnt == 1) is taken or not. There is no guarantee INSN at OFF is the
11712          * original insn at old prog.
11713          */
11714         old_data[off].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + off + cnt - 1);
11715
11716         if (cnt == 1)
11717                 return;
11718         prog_len = new_prog->len;
11719
11720         memcpy(new_data, old_data, sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * off);
11721         memcpy(new_data + off + cnt - 1, old_data + off,
11722                sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * (prog_len - off - cnt + 1));
11723         for (i = off; i < off + cnt - 1; i++) {
11724                 /* Expand insni[off]'s seen count to the patched range. */
11725                 new_data[i].seen = old_seen;
11726                 new_data[i].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + i);
11727         }
11728         env->insn_aux_data = new_data;
11729         vfree(old_data);
11730 }
11731
11732 static void adjust_subprog_starts(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 len)
11733 {
11734         int i;
11735
11736         if (len == 1)
11737                 return;
11738         /* NOTE: fake 'exit' subprog should be updated as well. */
11739         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++) {
11740                 if (env->subprog_info[i].start <= off)
11741                         continue;
11742                 env->subprog_info[i].start += len - 1;
11743         }
11744 }
11745
11746 static void adjust_poke_descs(struct bpf_prog *prog, u32 off, u32 len)
11747 {
11748         struct bpf_jit_poke_descriptor *tab = prog->aux->poke_tab;
11749         int i, sz = prog->aux->size_poke_tab;
11750         struct bpf_jit_poke_descriptor *desc;
11751
11752         for (i = 0; i < sz; i++) {
11753                 desc = &tab[i];
11754                 if (desc->insn_idx <= off)
11755                         continue;
11756                 desc->insn_idx += len - 1;
11757         }
11758 }
11759
11760 static struct bpf_prog *bpf_patch_insn_data(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
11761                                             const struct bpf_insn *patch, u32 len)
11762 {
11763         struct bpf_prog *new_prog;
11764         struct bpf_insn_aux_data *new_data = NULL;
11765
11766         if (len > 1) {
11767                 new_data = vzalloc(array_size(env->prog->len + len - 1,
11768                                               sizeof(struct bpf_insn_aux_data)));
11769                 if (!new_data)
11770                         return NULL;
11771         }
11772
11773         new_prog = bpf_patch_insn_single(env->prog, off, patch, len);
11774         if (IS_ERR(new_prog)) {
11775                 if (PTR_ERR(new_prog) == -ERANGE)
11776                         verbose(env,
11777                                 "insn %d cannot be patched due to 16-bit range\n",
11778                                 env->insn_aux_data[off].orig_idx);
11779                 vfree(new_data);
11780                 return NULL;
11781         }
11782         adjust_insn_aux_data(env, new_data, new_prog, off, len);
11783         adjust_subprog_starts(env, off, len);
11784         adjust_poke_descs(new_prog, off, len);
11785         return new_prog;
11786 }
11787
11788 static int adjust_subprog_starts_after_remove(struct bpf_verifier_env *env,
11789                                               u32 off, u32 cnt)
11790 {
11791         int i, j;
11792
11793         /* find first prog starting at or after off (first to remove) */
11794         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
11795                 if (env->subprog_info[i].start >= off)
11796                         break;
11797         /* find first prog starting at or after off + cnt (first to stay) */
11798         for (j = i; j < env->subprog_cnt; j++)
11799                 if (env->subprog_info[j].start >= off + cnt)
11800                         break;
11801         /* if j doesn't start exactly at off + cnt, we are just removing
11802          * the front of previous prog
11803          */
11804         if (env->subprog_info[j].start != off + cnt)
11805                 j--;
11806
11807         if (j > i) {
11808                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
11809                 int move;
11810
11811                 /* move fake 'exit' subprog as well */
11812                 move = env->subprog_cnt + 1 - j;
11813
11814                 memmove(env->subprog_info + i,
11815                         env->subprog_info + j,
11816                         sizeof(*env->subprog_info) * move);
11817                 env->subprog_cnt -= j - i;
11818
11819                 /* remove func_info */
11820                 if (aux->func_info) {
11821                         move = aux->func_info_cnt - j;
11822
11823                         memmove(aux->func_info + i,
11824                                 aux->func_info + j,
11825                                 sizeof(*aux->func_info) * move);
11826                         aux->func_info_cnt -= j - i;
11827                         /* func_info->insn_off is set after all code rewrites,
11828                          * in adjust_btf_func() - no need to adjust
11829                          */
11830                 }
11831         } else {
11832                 /* convert i from "first prog to remove" to "first to adjust" */
11833                 if (env->subprog_info[i].start == off)
11834                         i++;
11835         }
11836
11837         /* update fake 'exit' subprog as well */
11838         for (; i <= env->subprog_cnt; i++)
11839                 env->subprog_info[i].start -= cnt;
11840
11841         return 0;
11842 }
11843
11844 static int bpf_adj_linfo_after_remove(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
11845                                       u32 cnt)
11846 {
11847         struct bpf_prog *prog = env->prog;
11848         u32 i, l_off, l_cnt, nr_linfo;
11849         struct bpf_line_info *linfo;
11850
11851         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
11852         if (!nr_linfo)
11853                 return 0;
11854
11855         linfo = prog->aux->linfo;
11856
11857         /* find first line info to remove, count lines to be removed */
11858         for (i = 0; i < nr_linfo; i++)
11859                 if (linfo[i].insn_off >= off)
11860                         break;
11861
11862         l_off = i;
11863         l_cnt = 0;
11864         for (; i < nr_linfo; i++)
11865                 if (linfo[i].insn_off < off + cnt)
11866                         l_cnt++;
11867                 else
11868                         break;
11869
11870         /* First live insn doesn't match first live linfo, it needs to "inherit"
11871          * last removed linfo.  prog is already modified, so prog->len == off
11872          * means no live instructions after (tail of the program was removed).
11873          */
11874         if (prog->len != off && l_cnt &&
11875             (i == nr_linfo || linfo[i].insn_off != off + cnt)) {
11876                 l_cnt--;
11877                 linfo[--i].insn_off = off + cnt;
11878         }
11879
11880         /* remove the line info which refer to the removed instructions */
11881         if (l_cnt) {
11882                 memmove(linfo + l_off, linfo + i,
11883                         sizeof(*linfo) * (nr_linfo - i));
11884
11885                 prog->aux->nr_linfo -= l_cnt;
11886                 nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
11887         }
11888
11889         /* pull all linfo[i].insn_off >= off + cnt in by cnt */
11890         for (i = l_off; i < nr_linfo; i++)
11891                 linfo[i].insn_off -= cnt;
11892
11893         /* fix up all subprogs (incl. 'exit') which start >= off */
11894         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++)
11895                 if (env->subprog_info[i].linfo_idx > l_off) {
11896                         /* program may have started in the removed region but
11897                          * may not be fully removed
11898                          */
11899                         if (env->subprog_info[i].linfo_idx >= l_off + l_cnt)
11900                                 env->subprog_info[i].linfo_idx -= l_cnt;
11901                         else
11902                                 env->subprog_info[i].linfo_idx = l_off;
11903                 }
11904
11905         return 0;
11906 }
11907
11908 static int verifier_remove_insns(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 cnt)
11909 {
11910         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
11911         unsigned int orig_prog_len = env->prog->len;
11912         int err;
11913
11914         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
11915                 bpf_prog_offload_remove_insns(env, off, cnt);
11916
11917         err = bpf_remove_insns(env->prog, off, cnt);
11918         if (err)
11919                 return err;
11920
11921         err = adjust_subprog_starts_after_remove(env, off, cnt);
11922         if (err)
11923                 return err;
11924
11925         err = bpf_adj_linfo_after_remove(env, off, cnt);
11926         if (err)
11927                 return err;
11928
11929         memmove(aux_data + off, aux_data + off + cnt,
11930                 sizeof(*aux_data) * (orig_prog_len - off - cnt));
11931
11932         return 0;
11933 }
11934
11935 /* The verifier does more data flow analysis than llvm and will not
11936  * explore branches that are dead at run time. Malicious programs can
11937  * have dead code too. Therefore replace all dead at-run-time code
11938  * with 'ja -1'.
11939  *
11940  * Just nops are not optimal, e.g. if they would sit at the end of the
11941  * program and through another bug we would manage to jump there, then
11942  * we'd execute beyond program memory otherwise. Returning exception
11943  * code also wouldn't work since we can have subprogs where the dead
11944  * code could be located.
11945  */
11946 static void sanitize_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
11947 {
11948         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
11949         struct bpf_insn trap = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, -1);
11950         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
11951         const int insn_cnt = env->prog->len;
11952         int i;
11953
11954         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
11955                 if (aux_data[i].seen)
11956                         continue;
11957                 memcpy(insn + i, &trap, sizeof(trap));
11958                 aux_data[i].zext_dst = false;
11959         }
11960 }
11961
11962 static bool insn_is_cond_jump(u8 code)
11963 {
11964         u8 op;
11965
11966         if (BPF_CLASS(code) == BPF_JMP32)
11967                 return true;
11968
11969         if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP)
11970                 return false;
11971
11972         op = BPF_OP(code);
11973         return op != BPF_JA && op != BPF_EXIT && op != BPF_CALL;
11974 }
11975
11976 static void opt_hard_wire_dead_code_branches(struct bpf_verifier_env *env)
11977 {
11978         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
11979         struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
11980         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
11981         const int insn_cnt = env->prog->len;
11982         int i;
11983
11984         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
11985                 if (!insn_is_cond_jump(insn->code))
11986                         continue;
11987
11988                 if (!aux_data[i + 1].seen)
11989                         ja.off = insn->off;
11990                 else if (!aux_data[i + 1 + insn->off].seen)
11991                         ja.off = 0;
11992                 else
11993                         continue;
11994
11995                 if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
11996                         bpf_prog_offload_replace_insn(env, i, &ja);
11997
11998                 memcpy(insn, &ja, sizeof(ja));
11999         }
12000 }
12001
12002 static int opt_remove_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
12003 {
12004         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
12005         int insn_cnt = env->prog->len;
12006         int i, err;
12007
12008         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
12009                 int j;
12010
12011                 j = 0;
12012                 while (i + j < insn_cnt && !aux_data[i + j].seen)
12013                         j++;
12014                 if (!j)
12015                         continue;
12016
12017                 err = verifier_remove_insns(env, i, j);
12018                 if (err)
12019                         return err;
12020                 insn_cnt = env->prog->len;
12021         }
12022
12023         return 0;
12024 }
12025
12026 static int opt_remove_nops(struct bpf_verifier_env *env)
12027 {
12028         const struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
12029         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
12030         int insn_cnt = env->prog->len;
12031         int i, err;
12032
12033         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
12034                 if (memcmp(&insn[i], &ja, sizeof(ja)))
12035                         continue;
12036
12037                 err = verifier_remove_insns(env, i, 1);
12038                 if (err)
12039                         return err;
12040                 insn_cnt--;
12041                 i--;
12042         }
12043
12044         return 0;
12045 }
12046
12047 static int opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(struct bpf_verifier_env *env,
12048                                          const union bpf_attr *attr)
12049 {
12050         struct bpf_insn *patch, zext_patch[2], rnd_hi32_patch[4];
12051         struct bpf_insn_aux_data *aux = env->insn_aux_data;
12052         int i, patch_len, delta = 0, len = env->prog->len;
12053         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
12054         struct bpf_prog *new_prog;
12055         bool rnd_hi32;
12056
12057         rnd_hi32 = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_RND_HI32;
12058         zext_patch[1] = BPF_ZEXT_REG(0);
12059         rnd_hi32_patch[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, 0);
12060         rnd_hi32_patch[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_AX, 32);
12061         rnd_hi32_patch[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, 0, BPF_REG_AX);
12062         for (i = 0; i < len; i++) {
12063                 int adj_idx = i + delta;
12064                 struct bpf_insn insn;
12065                 int load_reg;
12066
12067                 insn = insns[adj_idx];
12068                 load_reg = insn_def_regno(&insn);
12069                 if (!aux[adj_idx].zext_dst) {
12070                         u8 code, class;
12071                         u32 imm_rnd;
12072
12073                         if (!rnd_hi32)
12074                                 continue;
12075
12076                         code = insn.code;
12077                         class = BPF_CLASS(code);
12078                         if (load_reg == -1)
12079                                 continue;
12080
12081                         /* NOTE: arg "reg" (the fourth one) is only used for
12082                          *       BPF_STX + SRC_OP, so it is safe to pass NULL
12083                          *       here.
12084                          */
12085                         if (is_reg64(env, &insn, load_reg, NULL, DST_OP)) {
12086                                 if (class == BPF_LD &&
12087                                     BPF_MODE(code) == BPF_IMM)
12088                                         i++;
12089                                 continue;
12090                         }
12091
12092                         /* ctx load could be transformed into wider load. */
12093                         if (class == BPF_LDX &&
12094                             aux[adj_idx].ptr_type == PTR_TO_CTX)
12095                                 continue;
12096
12097                         imm_rnd = get_random_int();
12098                         rnd_hi32_patch[0] = insn;
12099                         rnd_hi32_patch[1].imm = imm_rnd;
12100                         rnd_hi32_patch[3].dst_reg = load_reg;
12101                         patch = rnd_hi32_patch;
12102                         patch_len = 4;
12103                         goto apply_patch_buffer;
12104                 }
12105
12106                 /* Add in an zero-extend instruction if a) the JIT has requested
12107                  * it or b) it's a CMPXCHG.
12108                  *
12109                  * The latter is because: BPF_CMPXCHG always loads a value into
12110                  * R0, therefore always zero-extends. However some archs'
12111                  * equivalent instruction only does this load when the
12112                  * comparison is successful. This detail of CMPXCHG is
12113                  * orthogonal to the general zero-extension behaviour of the
12114                  * CPU, so it's treated independently of bpf_jit_needs_zext.
12115                  */
12116                 if (!bpf_jit_needs_zext() && !is_cmpxchg_insn(&insn))
12117                         continue;
12118
12119                 if (WARN_ON(load_reg == -1)) {
12120                         verbose(env, "verifier bug. zext_dst is set, but no reg is defined\n");
12121                         return -EFAULT;
12122                 }
12123
12124                 zext_patch[0] = insn;
12125                 zext_patch[1].dst_reg = load_reg;
12126                 zext_patch[1].src_reg = load_reg;
12127                 patch = zext_patch;
12128                 patch_len = 2;
12129 apply_patch_buffer:
12130                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, adj_idx, patch, patch_len);
12131                 if (!new_prog)
12132                         return -ENOMEM;
12133                 env->prog = new_prog;
12134                 insns = new_prog->insnsi;
12135                 aux = env->insn_aux_data;
12136                 delta += patch_len - 1;
12137         }
12138
12139         return 0;
12140 }
12141
12142 /* convert load instructions that access fields of a context type into a
12143  * sequence of instructions that access fields of the underlying structure:
12144  *     struct __sk_buff    -> struct sk_buff
12145  *     struct bpf_sock_ops -> struct sock
12146  */
12147 static int convert_ctx_accesses(struct bpf_verifier_env *env)
12148 {
12149         const struct bpf_verifier_ops *ops = env->ops;
12150         int i, cnt, size, ctx_field_size, delta = 0;
12151         const int insn_cnt = env->prog->len;
12152         struct bpf_insn insn_buf[16], *insn;
12153         u32 target_size, size_default, off;
12154         struct bpf_prog *new_prog;
12155         enum bpf_access_type type;
12156         bool is_narrower_load;
12157
12158         if (ops->gen_prologue || env->seen_direct_write) {
12159                 if (!ops->gen_prologue) {
12160                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
12161                         return -EINVAL;
12162                 }
12163                 cnt = ops->gen_prologue(insn_buf, env->seen_direct_write,
12164                                         env->prog);
12165                 if (cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
12166                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
12167                         return -EINVAL;
12168                 } else if (cnt) {
12169                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, 0, insn_buf, cnt);
12170                         if (!new_prog)
12171                                 return -ENOMEM;
12172
12173                         env->prog = new_prog;
12174                         delta += cnt - 1;
12175                 }
12176         }
12177
12178         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
12179                 return 0;
12180
12181         insn = env->prog->insnsi + delta;
12182
12183         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
12184                 bpf_convert_ctx_access_t convert_ctx_access;
12185                 bool ctx_access;
12186
12187                 if (insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B) ||
12188                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H) ||
12189                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W) ||
12190                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW)) {
12191                         type = BPF_READ;
12192                         ctx_access = true;
12193                 } else if (insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B) ||
12194                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H) ||
12195                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W) ||
12196                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW) ||
12197                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_B) ||
12198                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_H) ||
12199                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_W) ||
12200                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_DW)) {
12201                         type = BPF_WRITE;
12202                         ctx_access = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX;
12203                 } else {
12204                         continue;
12205                 }
12206
12207                 if (type == BPF_WRITE &&
12208                     env->insn_aux_data[i + delta].sanitize_stack_spill) {
12209                         struct bpf_insn patch[] = {
12210                                 *insn,
12211                                 BPF_ST_NOSPEC(),
12212                         };
12213
12214                         cnt = ARRAY_SIZE(patch);
12215                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patch, cnt);
12216                         if (!new_prog)
12217                                 return -ENOMEM;
12218
12219                         delta    += cnt - 1;
12220                         env->prog = new_prog;
12221                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
12222                         continue;
12223                 }
12224
12225                 if (!ctx_access)
12226                         continue;
12227
12228                 switch (env->insn_aux_data[i + delta].ptr_type) {
12229                 case PTR_TO_CTX:
12230                         if (!ops->convert_ctx_access)
12231                                 continue;
12232                         convert_ctx_access = ops->convert_ctx_access;
12233                         break;
12234                 case PTR_TO_SOCKET:
12235                 case PTR_TO_SOCK_COMMON:
12236                         convert_ctx_access = bpf_sock_convert_ctx_access;
12237                         break;
12238                 case PTR_TO_TCP_SOCK:
12239                         convert_ctx_access = bpf_tcp_sock_convert_ctx_access;
12240                         break;
12241                 case PTR_TO_XDP_SOCK:
12242                         convert_ctx_access = bpf_xdp_sock_convert_ctx_access;
12243                         break;
12244                 case PTR_TO_BTF_ID:
12245                         if (type == BPF_READ) {
12246                                 insn->code = BPF_LDX | BPF_PROBE_MEM |
12247                                         BPF_SIZE((insn)->code);
12248                                 env->prog->aux->num_exentries++;
12249                         } else if (resolve_prog_type(env->prog) != BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS) {
12250                                 verbose(env, "Writes through BTF pointers are not allowed\n");
12251                                 return -EINVAL;
12252                         }
12253                         continue;
12254                 default:
12255                         continue;
12256                 }
12257
12258                 ctx_field_size = env->insn_aux_data[i + delta].ctx_field_size;
12259                 size = BPF_LDST_BYTES(insn);
12260
12261                 /* If the read access is a narrower load of the field,
12262                  * convert to a 4/8-byte load, to minimum program type specific
12263                  * convert_ctx_access changes. If conversion is successful,
12264                  * we will apply proper mask to the result.
12265                  */
12266                 is_narrower_load = size < ctx_field_size;
12267                 size_default = bpf_ctx_off_adjust_machine(ctx_field_size);
12268                 off = insn->off;
12269                 if (is_narrower_load) {
12270                         u8 size_code;
12271
12272                         if (type == BPF_WRITE) {
12273                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx access misconfigured\n");
12274                                 return -EINVAL;
12275                         }
12276
12277                         size_code = BPF_H;
12278                         if (ctx_field_size == 4)
12279                                 size_code = BPF_W;
12280                         else if (ctx_field_size == 8)
12281                                 size_code = BPF_DW;
12282
12283                         insn->off = off & ~(size_default - 1);
12284                         insn->code = BPF_LDX | BPF_MEM | size_code;
12285                 }
12286
12287                 target_size = 0;
12288                 cnt = convert_ctx_access(type, insn, insn_buf, env->prog,
12289                                          &target_size);
12290                 if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf) ||
12291                     (ctx_field_size && !target_size)) {
12292                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
12293                         return -EINVAL;
12294                 }
12295
12296                 if (is_narrower_load && size < target_size) {
12297                         u8 shift = bpf_ctx_narrow_access_offset(
12298                                 off, size, size_default) * 8;
12299                         if (ctx_field_size <= 4) {
12300                                 if (shift)
12301                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_RSH,
12302                                                                         insn->dst_reg,
12303                                                                         shift);
12304                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
12305                                                                 (1 << size * 8) - 1);
12306                         } else {
12307                                 if (shift)
12308                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_RSH,
12309                                                                         insn->dst_reg,
12310                                                                         shift);
12311                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
12312                                                                 (1ULL << size * 8) - 1);
12313                         }
12314                 }
12315
12316                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
12317                 if (!new_prog)
12318                         return -ENOMEM;
12319
12320                 delta += cnt - 1;
12321
12322                 /* keep walking new program and skip insns we just inserted */
12323                 env->prog = new_prog;
12324                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
12325         }
12326
12327         return 0;
12328 }
12329
12330 static int jit_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
12331 {
12332         struct bpf_prog *prog = env->prog, **func, *tmp;
12333         int i, j, subprog_start, subprog_end = 0, len, subprog;
12334         struct bpf_map *map_ptr;
12335         struct bpf_insn *insn;
12336         void *old_bpf_func;
12337         int err, num_exentries;
12338
12339         if (env->subprog_cnt <= 1)
12340                 return 0;
12341
12342         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
12343                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
12344                         env->insn_aux_data[i].call_imm = insn->imm;
12345                         /* subprog is encoded in insn[1].imm */
12346                         continue;
12347                 }
12348
12349                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
12350                         continue;
12351                 /* Upon error here we cannot fall back to interpreter but
12352                  * need a hard reject of the program. Thus -EFAULT is
12353                  * propagated in any case.
12354                  */
12355                 subprog = find_subprog(env, i + insn->imm + 1);
12356                 if (subprog < 0) {
12357                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
12358                                   i + insn->imm + 1);
12359                         return -EFAULT;
12360                 }
12361                 /* temporarily remember subprog id inside insn instead of
12362                  * aux_data, since next loop will split up all insns into funcs
12363                  */
12364                 insn->off = subprog;
12365                 /* remember original imm in case JIT fails and fallback
12366                  * to interpreter will be needed
12367                  */
12368                 env->insn_aux_data[i].call_imm = insn->imm;
12369                 /* point imm to __bpf_call_base+1 from JITs point of view */
12370                 insn->imm = 1;
12371         }
12372
12373         err = bpf_prog_alloc_jited_linfo(prog);
12374         if (err)
12375                 goto out_undo_insn;
12376
12377         err = -ENOMEM;
12378         func = kcalloc(env->subprog_cnt, sizeof(prog), GFP_KERNEL);
12379         if (!func)
12380                 goto out_undo_insn;
12381
12382         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
12383                 subprog_start = subprog_end;
12384                 subprog_end = env->subprog_info[i + 1].start;
12385
12386                 len = subprog_end - subprog_start;
12387                 /* BPF_PROG_RUN doesn't call subprogs directly,
12388                  * hence main prog stats include the runtime of subprogs.
12389                  * subprogs don't have IDs and not reachable via prog_get_next_id
12390                  * func[i]->stats will never be accessed and stays NULL
12391                  */
12392                 func[i] = bpf_prog_alloc_no_stats(bpf_prog_size(len), GFP_USER);
12393                 if (!func[i])
12394                         goto out_free;
12395                 memcpy(func[i]->insnsi, &prog->insnsi[subprog_start],
12396                        len * sizeof(struct bpf_insn));
12397                 func[i]->type = prog->type;
12398                 func[i]->len = len;
12399                 if (bpf_prog_calc_tag(func[i]))
12400                         goto out_free;
12401                 func[i]->is_func = 1;
12402                 func[i]->aux->func_idx = i;
12403                 /* Below members will be freed only at prog->aux */
12404                 func[i]->aux->btf = prog->aux->btf;
12405                 func[i]->aux->func_info = prog->aux->func_info;
12406                 func[i]->aux->poke_tab = prog->aux->poke_tab;
12407                 func[i]->aux->size_poke_tab = prog->aux->size_poke_tab;
12408
12409                 for (j = 0; j < prog->aux->size_poke_tab; j++) {
12410                         struct bpf_jit_poke_descriptor *poke;
12411
12412                         poke = &prog->aux->poke_tab[j];
12413                         if (poke->insn_idx < subprog_end &&
12414                             poke->insn_idx >= subprog_start)
12415                                 poke->aux = func[i]->aux;
12416                 }
12417
12418                 /* Use bpf_prog_F_tag to indicate functions in stack traces.
12419                  * Long term would need debug info to populate names
12420                  */
12421                 func[i]->aux->name[0] = 'F';
12422                 func[i]->aux->stack_depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
12423                 func[i]->jit_requested = 1;
12424                 func[i]->aux->kfunc_tab = prog->aux->kfunc_tab;
12425                 func[i]->aux->linfo = prog->aux->linfo;
12426                 func[i]->aux->nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
12427                 func[i]->aux->jited_linfo = prog->aux->jited_linfo;
12428                 func[i]->aux->linfo_idx = env->subprog_info[i].linfo_idx;
12429                 num_exentries = 0;
12430                 insn = func[i]->insnsi;
12431                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
12432                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
12433                             BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEM)
12434                                 num_exentries++;
12435                 }
12436                 func[i]->aux->num_exentries = num_exentries;
12437                 func[i]->aux->tail_call_reachable = env->subprog_info[i].tail_call_reachable;
12438                 func[i] = bpf_int_jit_compile(func[i]);
12439                 if (!func[i]->jited) {
12440                         err = -ENOTSUPP;
12441                         goto out_free;
12442                 }
12443                 cond_resched();
12444         }
12445
12446         /* at this point all bpf functions were successfully JITed
12447          * now populate all bpf_calls with correct addresses and
12448          * run last pass of JIT
12449          */
12450         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
12451                 insn = func[i]->insnsi;
12452                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
12453                         if (bpf_pseudo_func(insn)) {
12454                                 subprog = insn[1].imm;
12455                                 insn[0].imm = (u32)(long)func[subprog]->bpf_func;
12456                                 insn[1].imm = ((u64)(long)func[subprog]->bpf_func) >> 32;
12457                                 continue;
12458                         }
12459                         if (!bpf_pseudo_call(insn))
12460                                 continue;
12461                         subprog = insn->off;
12462                         insn->imm = BPF_CAST_CALL(func[subprog]->bpf_func) -
12463                                     __bpf_call_base;
12464                 }
12465
12466                 /* we use the aux data to keep a list of the start addresses
12467                  * of the JITed images for each function in the program
12468                  *
12469                  * for some architectures, such as powerpc64, the imm field
12470                  * might not be large enough to hold the offset of the start
12471                  * address of the callee's JITed image from __bpf_call_base
12472                  *
12473                  * in such cases, we can lookup the start address of a callee
12474                  * by using its subprog id, available from the off field of
12475                  * the call instruction, as an index for this list
12476                  */
12477                 func[i]->aux->func = func;
12478                 func[i]->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
12479         }
12480         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
12481                 old_bpf_func = func[i]->bpf_func;
12482                 tmp = bpf_int_jit_compile(func[i]);
12483                 if (tmp != func[i] || func[i]->bpf_func != old_bpf_func) {
12484                         verbose(env, "JIT doesn't support bpf-to-bpf calls\n");
12485                         err = -ENOTSUPP;
12486                         goto out_free;
12487                 }
12488                 cond_resched();
12489         }
12490
12491         /* finally lock prog and jit images for all functions and
12492          * populate kallsysm
12493          */
12494         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
12495                 bpf_prog_lock_ro(func[i]);
12496                 bpf_prog_kallsyms_add(func[i]);
12497         }
12498
12499         /* Last step: make now unused interpreter insns from main
12500          * prog consistent for later dump requests, so they can
12501          * later look the same as if they were interpreted only.
12502          */
12503         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
12504                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
12505                         insn[0].imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
12506                         insn[1].imm = find_subprog(env, i + insn[0].imm + 1);
12507                         continue;
12508                 }
12509                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
12510                         continue;
12511                 insn->off = env->insn_aux_data[i].call_imm;
12512                 subprog = find_subprog(env, i + insn->off + 1);
12513                 insn->imm = subprog;
12514         }
12515
12516         prog->jited = 1;
12517         prog->bpf_func = func[0]->bpf_func;
12518         prog->aux->func = func;
12519         prog->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
12520         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
12521         return 0;
12522 out_free:
12523         /* We failed JIT'ing, so at this point we need to unregister poke
12524          * descriptors from subprogs, so that kernel is not attempting to
12525          * patch it anymore as we're freeing the subprog JIT memory.
12526          */
12527         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
12528                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
12529                 map_ptr->ops->map_poke_untrack(map_ptr, prog->aux);
12530         }
12531         /* At this point we're guaranteed that poke descriptors are not
12532          * live anymore. We can just unlink its descriptor table as it's
12533          * released with the main prog.
12534          */
12535         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
12536                 if (!func[i])
12537                         continue;
12538                 func[i]->aux->poke_tab = NULL;
12539                 bpf_jit_free(func[i]);
12540         }
12541         kfree(func);
12542 out_undo_insn:
12543         /* cleanup main prog to be interpreted */
12544         prog->jit_requested = 0;
12545         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
12546                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
12547                         continue;
12548                 insn->off = 0;
12549                 insn->imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
12550         }
12551         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
12552         return err;
12553 }
12554
12555 static int fixup_call_args(struct bpf_verifier_env *env)
12556 {
12557 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
12558         struct bpf_prog *prog = env->prog;
12559         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
12560         bool has_kfunc_call = bpf_prog_has_kfunc_call(prog);
12561         int i, depth;
12562 #endif
12563         int err = 0;
12564
12565         if (env->prog->jit_requested &&
12566             !bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
12567                 err = jit_subprogs(env);
12568                 if (err == 0)
12569                         return 0;
12570                 if (err == -EFAULT)
12571                         return err;
12572         }
12573 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
12574         if (has_kfunc_call) {
12575                 verbose(env, "calling kernel functions are not allowed in non-JITed programs\n");
12576                 return -EINVAL;
12577         }
12578         if (env->subprog_cnt > 1 && env->prog->aux->tail_call_reachable) {
12579                 /* When JIT fails the progs with bpf2bpf calls and tail_calls
12580                  * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
12581                  */
12582                 verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
12583                 return -EINVAL;
12584         }
12585         for (i = 0; i < prog->len; i++, insn++) {
12586                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
12587                         /* When JIT fails the progs with callback calls
12588                          * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
12589                          */
12590                         verbose(env, "callbacks are not allowed in non-JITed programs\n");
12591                         return -EINVAL;
12592                 }
12593
12594                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
12595                         continue;
12596                 depth = get_callee_stack_depth(env, insn, i);
12597                 if (depth < 0)
12598                         return depth;
12599                 bpf_patch_call_args(insn, depth);
12600         }
12601         err = 0;
12602 #endif
12603         return err;
12604 }
12605
12606 static int fixup_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env,
12607                             struct bpf_insn *insn)
12608 {
12609         const struct bpf_kfunc_desc *desc;
12610
12611         /* insn->imm has the btf func_id. Replace it with
12612          * an address (relative to __bpf_base_call).
12613          */
12614         desc = find_kfunc_desc(env->prog, insn->imm);
12615         if (!desc) {
12616                 verbose(env, "verifier internal error: kernel function descriptor not found for func_id %u\n",
12617                         insn->imm);
12618                 return -EFAULT;
12619         }
12620
12621         insn->imm = desc->imm;
12622
12623         return 0;
12624 }
12625
12626 /* Do various post-verification rewrites in a single program pass.
12627  * These rewrites simplify JIT and interpreter implementations.
12628  */
12629 static int do_misc_fixups(struct bpf_verifier_env *env)
12630 {
12631         struct bpf_prog *prog = env->prog;
12632         bool expect_blinding = bpf_jit_blinding_enabled(prog);
12633         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
12634         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
12635         const struct bpf_func_proto *fn;
12636         const int insn_cnt = prog->len;
12637         const struct bpf_map_ops *ops;
12638         struct bpf_insn_aux_data *aux;
12639         struct bpf_insn insn_buf[16];
12640         struct bpf_prog *new_prog;
12641         struct bpf_map *map_ptr;
12642         int i, ret, cnt, delta = 0;
12643
12644         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
12645                 /* Make divide-by-zero exceptions impossible. */
12646                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X) ||
12647                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
12648                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X) ||
12649                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
12650                         bool is64 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64;
12651                         bool isdiv = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV;
12652                         struct bpf_insn *patchlet;
12653                         struct bpf_insn chk_and_div[] = {
12654                                 /* [R,W]x div 0 -> 0 */
12655                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
12656                                              BPF_JNE | BPF_K, insn->src_reg,
12657                                              0, 2, 0),
12658                                 BPF_ALU32_REG(BPF_XOR, insn->dst_reg, insn->dst_reg),
12659                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
12660                                 *insn,
12661                         };
12662                         struct bpf_insn chk_and_mod[] = {
12663                                 /* [R,W]x mod 0 -> [R,W]x */
12664                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
12665                                              BPF_JEQ | BPF_K, insn->src_reg,
12666                                              0, 1 + (is64 ? 0 : 1), 0),
12667                                 *insn,
12668                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
12669                                 BPF_MOV32_REG(insn->dst_reg, insn->dst_reg),
12670                         };
12671
12672                         patchlet = isdiv ? chk_and_div : chk_and_mod;
12673                         cnt = isdiv ? ARRAY_SIZE(chk_and_div) :
12674                                       ARRAY_SIZE(chk_and_mod) - (is64 ? 2 : 0);
12675
12676                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patchlet, cnt);
12677                         if (!new_prog)
12678                                 return -ENOMEM;
12679
12680                         delta    += cnt - 1;
12681                         env->prog = prog = new_prog;
12682                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
12683                         continue;
12684                 }
12685
12686                 /* Implement LD_ABS and LD_IND with a rewrite, if supported by the program type. */
12687                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LD &&
12688                     (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS ||
12689                      BPF_MODE(insn->code) == BPF_IND)) {
12690                         cnt = env->ops->gen_ld_abs(insn, insn_buf);
12691                         if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
12692                                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
12693                                 return -EINVAL;
12694                         }
12695
12696                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
12697                         if (!new_prog)
12698                                 return -ENOMEM;
12699
12700                         delta    += cnt - 1;
12701                         env->prog = prog = new_prog;
12702                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
12703                         continue;
12704                 }
12705
12706                 /* Rewrite pointer arithmetic to mitigate speculation attacks. */
12707                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X) ||
12708                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X)) {
12709                         const u8 code_add = BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X;
12710                         const u8 code_sub = BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X;
12711                         struct bpf_insn *patch = &insn_buf[0];
12712                         bool issrc, isneg, isimm;
12713                         u32 off_reg;
12714
12715                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
12716                         if (!aux->alu_state ||
12717                             aux->alu_state == BPF_ALU_NON_POINTER)
12718                                 continue;
12719
12720                         isneg = aux->alu_state & BPF_ALU_NEG_VALUE;
12721                         issrc = (aux->alu_state & BPF_ALU_SANITIZE) ==
12722                                 BPF_ALU_SANITIZE_SRC;
12723                         isimm = aux->alu_state & BPF_ALU_IMMEDIATE;
12724
12725                         off_reg = issrc ? insn->src_reg : insn->dst_reg;
12726                         if (isimm) {
12727                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
12728                         } else {
12729                                 if (isneg)
12730                                         *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
12731                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
12732                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_SUB, BPF_REG_AX, off_reg);
12733                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, BPF_REG_AX, off_reg);
12734                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_NEG, BPF_REG_AX, 0);
12735                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ARSH, BPF_REG_AX, 63);
12736                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_AND, BPF_REG_AX, off_reg);
12737                         }
12738                         if (!issrc)
12739                                 *patch++ = BPF_MOV64_REG(insn->dst_reg, insn->src_reg);
12740                         insn->src_reg = BPF_REG_AX;
12741                         if (isneg)
12742                                 insn->code = insn->code == code_add ?
12743                                              code_sub : code_add;
12744                         *patch++ = *insn;
12745                         if (issrc && isneg && !isimm)
12746                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
12747                         cnt = patch - insn_buf;
12748
12749                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
12750                         if (!new_prog)
12751                                 return -ENOMEM;
12752
12753                         delta    += cnt - 1;
12754                         env->prog = prog = new_prog;
12755                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
12756                         continue;
12757                 }
12758
12759                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
12760                         continue;
12761                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
12762                         continue;
12763                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) {
12764                         ret = fixup_kfunc_call(env, insn);
12765                         if (ret)
12766                                 return ret;
12767                         continue;
12768                 }
12769
12770                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_route_realm)
12771                         prog->dst_needed = 1;
12772                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_prandom_u32)
12773                         bpf_user_rnd_init_once();
12774                 if (insn->imm == BPF_FUNC_override_return)
12775                         prog->kprobe_override = 1;
12776                 if (insn->imm == BPF_FUNC_tail_call) {
12777                         /* If we tail call into other programs, we
12778                          * cannot make any assumptions since they can
12779                          * be replaced dynamically during runtime in
12780                          * the program array.
12781                          */
12782                         prog->cb_access = 1;
12783                         if (!allow_tail_call_in_subprogs(env))
12784                                 prog->aux->stack_depth = MAX_BPF_STACK;
12785                         prog->aux->max_pkt_offset = MAX_PACKET_OFF;
12786
12787                         /* mark bpf_tail_call as different opcode to avoid
12788                          * conditional branch in the interpreter for every normal
12789                          * call and to prevent accidental JITing by JIT compiler
12790                          * that doesn't support bpf_tail_call yet
12791                          */
12792                         insn->imm = 0;
12793                         insn->code = BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL;
12794
12795                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
12796                         if (env->bpf_capable && !expect_blinding &&
12797                             prog->jit_requested &&
12798                             !bpf_map_key_poisoned(aux) &&
12799                             !bpf_map_ptr_poisoned(aux) &&
12800                             !bpf_map_ptr_unpriv(aux)) {
12801                                 struct bpf_jit_poke_descriptor desc = {
12802                                         .reason = BPF_POKE_REASON_TAIL_CALL,
12803                                         .tail_call.map = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state),
12804                                         .tail_call.key = bpf_map_key_immediate(aux),
12805                                         .insn_idx = i + delta,
12806                                 };
12807
12808                                 ret = bpf_jit_add_poke_descriptor(prog, &desc);
12809                                 if (ret < 0) {
12810                                         verbose(env, "adding tail call poke descriptor failed\n");
12811                                         return ret;
12812                                 }
12813
12814                                 insn->imm = ret + 1;
12815                                 continue;
12816                         }
12817
12818                         if (!bpf_map_ptr_unpriv(aux))
12819                                 continue;
12820
12821                         /* instead of changing every JIT dealing with tail_call
12822                          * emit two extra insns:
12823                          * if (index >= max_entries) goto out;
12824                          * index &= array->index_mask;
12825                          * to avoid out-of-bounds cpu speculation
12826                          */
12827                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux)) {
12828                                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
12829                                 return -EINVAL;
12830                         }
12831
12832                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
12833                         insn_buf[0] = BPF_JMP_IMM(BPF_JGE, BPF_REG_3,
12834                                                   map_ptr->max_entries, 2);
12835                         insn_buf[1] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, BPF_REG_3,
12836                                                     container_of(map_ptr,
12837                                                                  struct bpf_array,
12838                                                                  map)->index_mask);
12839                         insn_buf[2] = *insn;
12840                         cnt = 3;
12841                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
12842                         if (!new_prog)
12843                                 return -ENOMEM;
12844
12845                         delta    += cnt - 1;
12846                         env->prog = prog = new_prog;
12847                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
12848                         continue;
12849                 }
12850
12851                 if (insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
12852                         /* The verifier will process callback_fn as many times as necessary
12853                          * with different maps and the register states prepared by
12854                          * set_timer_callback_state will be accurate.
12855                          *
12856                          * The following use case is valid:
12857                          *   map1 is shared by prog1, prog2, prog3.
12858                          *   prog1 calls bpf_timer_init for some map1 elements
12859                          *   prog2 calls bpf_timer_set_callback for some map1 elements.
12860                          *     Those that were not bpf_timer_init-ed will return -EINVAL.
12861                          *   prog3 calls bpf_timer_start for some map1 elements.
12862                          *     Those that were not both bpf_timer_init-ed and
12863                          *     bpf_timer_set_callback-ed will return -EINVAL.
12864                          */
12865                         struct bpf_insn ld_addrs[2] = {
12866                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_3, (long)prog->aux),
12867                         };
12868
12869                         insn_buf[0] = ld_addrs[0];
12870                         insn_buf[1] = ld_addrs[1];
12871                         insn_buf[2] = *insn;
12872                         cnt = 3;
12873
12874                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
12875                         if (!new_prog)
12876                                 return -ENOMEM;
12877
12878                         delta    += cnt - 1;
12879                         env->prog = prog = new_prog;
12880                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
12881                         goto patch_call_imm;
12882                 }
12883
12884                 /* BPF_EMIT_CALL() assumptions in some of the map_gen_lookup
12885                  * and other inlining handlers are currently limited to 64 bit
12886                  * only.
12887                  */
12888                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
12889                     (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem ||
12890                      insn->imm == BPF_FUNC_map_update_elem ||
12891                      insn->imm == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
12892                      insn->imm == BPF_FUNC_map_push_elem   ||
12893                      insn->imm == BPF_FUNC_map_pop_elem    ||
12894                      insn->imm == BPF_FUNC_map_peek_elem   ||
12895                      insn->imm == BPF_FUNC_redirect_map)) {
12896                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
12897                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux))
12898                                 goto patch_call_imm;
12899
12900                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
12901                         ops = map_ptr->ops;
12902                         if (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
12903                             ops->map_gen_lookup) {
12904                                 cnt = ops->map_gen_lookup(map_ptr, insn_buf);
12905                                 if (cnt == -EOPNOTSUPP)
12906                                         goto patch_map_ops_generic;
12907                                 if (cnt <= 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
12908                                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
12909                                         return -EINVAL;
12910                                 }
12911
12912                                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta,
12913                                                                insn_buf, cnt);
12914                                 if (!new_prog)
12915                                         return -ENOMEM;
12916
12917                                 delta    += cnt - 1;
12918                                 env->prog = prog = new_prog;
12919                                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
12920                                 continue;
12921                         }
12922
12923                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_elem,
12924                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
12925                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_delete_elem,
12926                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
12927                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_update_elem,
12928                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
12929                                               u64 flags))NULL));
12930                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_push_elem,
12931                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value,
12932                                               u64 flags))NULL));
12933                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_pop_elem,
12934                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
12935                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_peek_elem,
12936                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
12937                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_redirect,
12938                                      (int (*)(struct bpf_map *map, u32 ifindex, u64 flags))NULL));
12939
12940 patch_map_ops_generic:
12941                         switch (insn->imm) {
12942                         case BPF_FUNC_map_lookup_elem:
12943                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_lookup_elem) -
12944                                             __bpf_call_base;
12945                                 continue;
12946                         case BPF_FUNC_map_update_elem:
12947                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_update_elem) -
12948                                             __bpf_call_base;
12949                                 continue;
12950                         case BPF_FUNC_map_delete_elem:
12951                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_delete_elem) -
12952                                             __bpf_call_base;
12953                                 continue;
12954                         case BPF_FUNC_map_push_elem:
12955                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_push_elem) -
12956                                             __bpf_call_base;
12957                                 continue;
12958                         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
12959                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_pop_elem) -
12960                                             __bpf_call_base;
12961                                 continue;
12962                         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
12963                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_peek_elem) -
12964                                             __bpf_call_base;
12965                                 continue;
12966                         case BPF_FUNC_redirect_map:
12967                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_redirect) -
12968                                             __bpf_call_base;
12969                                 continue;
12970                         }
12971
12972                         goto patch_call_imm;
12973                 }
12974
12975                 /* Implement bpf_jiffies64 inline. */
12976                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
12977                     insn->imm == BPF_FUNC_jiffies64) {
12978                         struct bpf_insn ld_jiffies_addr[2] = {
12979                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_0,
12980                                              (unsigned long)&jiffies),
12981                         };
12982
12983                         insn_buf[0] = ld_jiffies_addr[0];
12984                         insn_buf[1] = ld_jiffies_addr[1];
12985                         insn_buf[2] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0,
12986                                                   BPF_REG_0, 0);
12987                         cnt = 3;
12988
12989                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf,
12990                                                        cnt);
12991                         if (!new_prog)
12992                                 return -ENOMEM;
12993
12994                         delta    += cnt - 1;
12995                         env->prog = prog = new_prog;
12996                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
12997                         continue;
12998                 }
12999
13000                 /* Implement bpf_get_func_ip inline. */
13001                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
13002                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ip) {
13003                         /* Load IP address from ctx - 8 */
13004                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
13005
13006                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
13007                         if (!new_prog)
13008                                 return -ENOMEM;
13009
13010                         env->prog = prog = new_prog;
13011                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
13012                         continue;
13013                 }
13014
13015 patch_call_imm:
13016                 fn = env->ops->get_func_proto(insn->imm, env->prog);
13017                 /* all functions that have prototype and verifier allowed
13018                  * programs to call them, must be real in-kernel functions
13019                  */
13020                 if (!fn->func) {
13021                         verbose(env,
13022                                 "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
13023                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
13024                         return -EFAULT;
13025                 }
13026                 insn->imm = fn->func - __bpf_call_base;
13027         }
13028
13029         /* Since poke tab is now finalized, publish aux to tracker. */
13030         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
13031                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
13032                 if (!map_ptr->ops->map_poke_track ||
13033                     !map_ptr->ops->map_poke_untrack ||
13034                     !map_ptr->ops->map_poke_run) {
13035                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
13036                         return -EINVAL;
13037                 }
13038
13039                 ret = map_ptr->ops->map_poke_track(map_ptr, prog->aux);
13040                 if (ret < 0) {
13041                         verbose(env, "tracking tail call prog failed\n");
13042                         return ret;
13043                 }
13044         }
13045
13046         sort_kfunc_descs_by_imm(env->prog);
13047
13048         return 0;
13049 }
13050
13051 static void free_states(struct bpf_verifier_env *env)
13052 {
13053         struct bpf_verifier_state_list *sl, *sln;
13054         int i;
13055
13056         sl = env->free_list;
13057         while (sl) {
13058                 sln = sl->next;
13059                 free_verifier_state(&sl->state, false);
13060                 kfree(sl);
13061                 sl = sln;
13062         }
13063         env->free_list = NULL;
13064
13065         if (!env->explored_states)
13066                 return;
13067
13068         for (i = 0; i < state_htab_size(env); i++) {
13069                 sl = env->explored_states[i];
13070
13071                 while (sl) {
13072                         sln = sl->next;
13073                         free_verifier_state(&sl->state, false);
13074                         kfree(sl);
13075                         sl = sln;
13076                 }
13077                 env->explored_states[i] = NULL;
13078         }
13079 }
13080
13081 static int do_check_common(struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
13082 {
13083         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
13084         struct bpf_verifier_state *state;
13085         struct bpf_reg_state *regs;
13086         int ret, i;
13087
13088         env->prev_linfo = NULL;
13089         env->pass_cnt++;
13090
13091         state = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state), GFP_KERNEL);
13092         if (!state)
13093                 return -ENOMEM;
13094         state->curframe = 0;
13095         state->speculative = false;
13096         state->branches = 1;
13097         state->frame[0] = kzalloc(sizeof(struct bpf_func_state), GFP_KERNEL);
13098         if (!state->frame[0]) {
13099                 kfree(state);
13100                 return -ENOMEM;
13101         }
13102         env->cur_state = state;
13103         init_func_state(env, state->frame[0],
13104                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
13105                         0 /* frameno */,
13106                         subprog);
13107
13108         regs = state->frame[state->curframe]->regs;
13109         if (subprog || env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
13110                 ret = btf_prepare_func_args(env, subprog, regs);
13111                 if (ret)
13112                         goto out;
13113                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++) {
13114                         if (regs[i].type == PTR_TO_CTX)
13115                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
13116                         else if (regs[i].type == SCALAR_VALUE)
13117                                 mark_reg_unknown(env, regs, i);
13118                         else if (regs[i].type == PTR_TO_MEM_OR_NULL) {
13119                                 const u32 mem_size = regs[i].mem_size;
13120
13121                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
13122                                 regs[i].mem_size = mem_size;
13123                                 regs[i].id = ++env->id_gen;
13124                         }
13125                 }
13126         } else {
13127                 /* 1st arg to a function */
13128                 regs[BPF_REG_1].type = PTR_TO_CTX;
13129                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_1);
13130                 ret = btf_check_subprog_arg_match(env, subprog, regs);
13131                 if (ret == -EFAULT)
13132                         /* unlikely verifier bug. abort.
13133                          * ret == 0 and ret < 0 are sadly acceptable for
13134                          * main() function due to backward compatibility.
13135                          * Like socket filter program may be written as:
13136                          * int bpf_prog(struct pt_regs *ctx)
13137                          * and never dereference that ctx in the program.
13138                          * 'struct pt_regs' is a type mismatch for socket
13139                          * filter that should be using 'struct __sk_buff'.
13140                          */
13141                         goto out;
13142         }
13143
13144         ret = do_check(env);
13145 out:
13146         /* check for NULL is necessary, since cur_state can be freed inside
13147          * do_check() under memory pressure.
13148          */
13149         if (env->cur_state) {
13150                 free_verifier_state(env->cur_state, true);
13151                 env->cur_state = NULL;
13152         }
13153         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
13154         if (!ret && pop_log)
13155                 bpf_vlog_reset(&env->log, 0);
13156         free_states(env);
13157         return ret;
13158 }
13159
13160 /* Verify all global functions in a BPF program one by one based on their BTF.
13161  * All global functions must pass verification. Otherwise the whole program is rejected.
13162  * Consider:
13163  * int bar(int);
13164  * int foo(int f)
13165  * {
13166  *    return bar(f);
13167  * }
13168  * int bar(int b)
13169  * {
13170  *    ...
13171  * }
13172  * foo() will be verified first for R1=any_scalar_value. During verification it
13173  * will be assumed that bar() already verified successfully and call to bar()
13174  * from foo() will be checked for type match only. Later bar() will be verified
13175  * independently to check that it's safe for R1=any_scalar_value.
13176  */
13177 static int do_check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
13178 {
13179         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
13180         int i, ret;
13181
13182         if (!aux->func_info)
13183                 return 0;
13184
13185         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
13186                 if (aux->func_info_aux[i].linkage != BTF_FUNC_GLOBAL)
13187                         continue;
13188                 env->insn_idx = env->subprog_info[i].start;
13189                 WARN_ON_ONCE(env->insn_idx == 0);
13190                 ret = do_check_common(env, i);
13191                 if (ret) {
13192                         return ret;
13193                 } else if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
13194                         verbose(env,
13195                                 "Func#%d is safe for any args that match its prototype\n",
13196                                 i);
13197                 }
13198         }
13199         return 0;
13200 }
13201
13202 static int do_check_main(struct bpf_verifier_env *env)
13203 {
13204         int ret;
13205
13206         env->insn_idx = 0;
13207         ret = do_check_common(env, 0);
13208         if (!ret)
13209                 env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
13210         return ret;
13211 }
13212
13213
13214 static void print_verification_stats(struct bpf_verifier_env *env)
13215 {
13216         int i;
13217
13218         if (env->log.level & BPF_LOG_STATS) {
13219                 verbose(env, "verification time %lld usec\n",
13220                         div_u64(env->verification_time, 1000));
13221                 verbose(env, "stack depth ");
13222                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
13223                         u32 depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
13224
13225                         verbose(env, "%d", depth);
13226                         if (i + 1 < env->subprog_cnt)
13227                                 verbose(env, "+");
13228                 }
13229                 verbose(env, "\n");
13230         }
13231         verbose(env, "processed %d insns (limit %d) max_states_per_insn %d "
13232                 "total_states %d peak_states %d mark_read %d\n",
13233                 env->insn_processed, BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS,
13234                 env->max_states_per_insn, env->total_states,
13235                 env->peak_states, env->longest_mark_read_walk);
13236 }
13237
13238 static int check_struct_ops_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
13239 {
13240         const struct btf_type *t, *func_proto;
13241         const struct bpf_struct_ops *st_ops;
13242         const struct btf_member *member;
13243         struct bpf_prog *prog = env->prog;
13244         u32 btf_id, member_idx;
13245         const char *mname;
13246
13247         if (!prog->gpl_compatible) {
13248                 verbose(env, "struct ops programs must have a GPL compatible license\n");
13249                 return -EINVAL;
13250         }
13251
13252         btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
13253         st_ops = bpf_struct_ops_find(btf_id);
13254         if (!st_ops) {
13255                 verbose(env, "attach_btf_id %u is not a supported struct\n",
13256                         btf_id);
13257                 return -ENOTSUPP;
13258         }
13259
13260         t = st_ops->type;
13261         member_idx = prog->expected_attach_type;
13262         if (member_idx >= btf_type_vlen(t)) {
13263                 verbose(env, "attach to invalid member idx %u of struct %s\n",
13264                         member_idx, st_ops->name);
13265                 return -EINVAL;
13266         }
13267
13268         member = &btf_type_member(t)[member_idx];
13269         mname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, member->name_off);
13270         func_proto = btf_type_resolve_func_ptr(btf_vmlinux, member->type,
13271                                                NULL);
13272         if (!func_proto) {
13273                 verbose(env, "attach to invalid member %s(@idx %u) of struct %s\n",
13274                         mname, member_idx, st_ops->name);
13275                 return -EINVAL;
13276         }
13277
13278         if (st_ops->check_member) {
13279                 int err = st_ops->check_member(t, member);
13280
13281                 if (err) {
13282                         verbose(env, "attach to unsupported member %s of struct %s\n",
13283                                 mname, st_ops->name);
13284                         return err;
13285                 }
13286         }
13287
13288         prog->aux->attach_func_proto = func_proto;
13289         prog->aux->attach_func_name = mname;
13290         env->ops = st_ops->verifier_ops;
13291
13292         return 0;
13293 }
13294 #define SECURITY_PREFIX "security_"
13295
13296 static int check_attach_modify_return(unsigned long addr, const char *func_name)
13297 {
13298         if (within_error_injection_list(addr) ||
13299             !strncmp(SECURITY_PREFIX, func_name, sizeof(SECURITY_PREFIX) - 1))
13300                 return 0;
13301
13302         return -EINVAL;
13303 }
13304
13305 /* list of non-sleepable functions that are otherwise on
13306  * ALLOW_ERROR_INJECTION list
13307  */
13308 BTF_SET_START(btf_non_sleepable_error_inject)
13309 /* Three functions below can be called from sleepable and non-sleepable context.
13310  * Assume non-sleepable from bpf safety point of view.
13311  */
13312 BTF_ID(func, __add_to_page_cache_locked)
13313 BTF_ID(func, should_fail_alloc_page)
13314 BTF_ID(func, should_failslab)
13315 BTF_SET_END(btf_non_sleepable_error_inject)
13316
13317 static int check_non_sleepable_error_inject(u32 btf_id)
13318 {
13319         return btf_id_set_contains(&btf_non_sleepable_error_inject, btf_id);
13320 }
13321
13322 int bpf_check_attach_target(struct bpf_verifier_log *log,
13323                             const struct bpf_prog *prog,
13324                             const struct bpf_prog *tgt_prog,
13325                             u32 btf_id,
13326                             struct bpf_attach_target_info *tgt_info)
13327 {
13328         bool prog_extension = prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT;
13329         const char prefix[] = "btf_trace_";
13330         int ret = 0, subprog = -1, i;
13331         const struct btf_type *t;
13332         bool conservative = true;
13333         const char *tname;
13334         struct btf *btf;
13335         long addr = 0;
13336
13337         if (!btf_id) {
13338                 bpf_log(log, "Tracing programs must provide btf_id\n");
13339                 return -EINVAL;
13340         }
13341         btf = tgt_prog ? tgt_prog->aux->btf : prog->aux->attach_btf;
13342         if (!btf) {
13343                 bpf_log(log,
13344                         "FENTRY/FEXIT program can only be attached to another program annotated with BTF\n");
13345                 return -EINVAL;
13346         }
13347         t = btf_type_by_id(btf, btf_id);
13348         if (!t) {
13349                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u is invalid\n", btf_id);
13350                 return -EINVAL;
13351         }
13352         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
13353         if (!tname) {
13354                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u doesn't have a name\n", btf_id);
13355                 return -EINVAL;
13356         }
13357         if (tgt_prog) {
13358                 struct bpf_prog_aux *aux = tgt_prog->aux;
13359
13360                 for (i = 0; i < aux->func_info_cnt; i++)
13361                         if (aux->func_info[i].type_id == btf_id) {
13362                                 subprog = i;
13363                                 break;
13364                         }
13365                 if (subprog == -1) {
13366                         bpf_log(log, "Subprog %s doesn't exist\n", tname);
13367                         return -EINVAL;
13368                 }
13369                 conservative = aux->func_info_aux[subprog].unreliable;
13370                 if (prog_extension) {
13371                         if (conservative) {
13372                                 bpf_log(log,
13373                                         "Cannot replace static functions\n");
13374                                 return -EINVAL;
13375                         }
13376                         if (!prog->jit_requested) {
13377                                 bpf_log(log,
13378                                         "Extension programs should be JITed\n");
13379                                 return -EINVAL;
13380                         }
13381                 }
13382                 if (!tgt_prog->jited) {
13383                         bpf_log(log, "Can attach to only JITed progs\n");
13384                         return -EINVAL;
13385                 }
13386                 if (tgt_prog->type == prog->type) {
13387                         /* Cannot fentry/fexit another fentry/fexit program.
13388                          * Cannot attach program extension to another extension.
13389                          * It's ok to attach fentry/fexit to extension program.
13390                          */
13391                         bpf_log(log, "Cannot recursively attach\n");
13392                         return -EINVAL;
13393                 }
13394                 if (tgt_prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
13395                     prog_extension &&
13396                     (tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FENTRY ||
13397                      tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FEXIT)) {
13398                         /* Program extensions can extend all program types
13399                          * except fentry/fexit. The reason is the following.
13400                          * The fentry/fexit programs are used for performance
13401                          * analysis, stats and can be attached to any program
13402                          * type except themselves. When extension program is
13403                          * replacing XDP function it is necessary to allow
13404                          * performance analysis of all functions. Both original
13405                          * XDP program and its program extension. Hence
13406                          * attaching fentry/fexit to BPF_PROG_TYPE_EXT is
13407                          * allowed. If extending of fentry/fexit was allowed it
13408                          * would be possible to create long call chain
13409                          * fentry->extension->fentry->extension beyond
13410                          * reasonable stack size. Hence extending fentry is not
13411                          * allowed.
13412                          */
13413                         bpf_log(log, "Cannot extend fentry/fexit\n");
13414                         return -EINVAL;
13415                 }
13416         } else {
13417                 if (prog_extension) {
13418                         bpf_log(log, "Cannot replace kernel functions\n");
13419                         return -EINVAL;
13420                 }
13421         }
13422
13423         switch (prog->expected_attach_type) {
13424         case BPF_TRACE_RAW_TP:
13425                 if (tgt_prog) {
13426                         bpf_log(log,
13427                                 "Only FENTRY/FEXIT progs are attachable to another BPF prog\n");
13428                         return -EINVAL;
13429                 }
13430                 if (!btf_type_is_typedef(t)) {
13431                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a typedef\n",
13432                                 btf_id);
13433                         return -EINVAL;
13434                 }
13435                 if (strncmp(prefix, tname, sizeof(prefix) - 1)) {
13436                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u points to wrong type name %s\n",
13437                                 btf_id, tname);
13438                         return -EINVAL;
13439                 }
13440                 tname += sizeof(prefix) - 1;
13441                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
13442                 if (!btf_type_is_ptr(t))
13443                         /* should never happen in valid vmlinux build */
13444                         return -EINVAL;
13445                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
13446                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
13447                         /* should never happen in valid vmlinux build */
13448                         return -EINVAL;
13449
13450                 break;
13451         case BPF_TRACE_ITER:
13452                 if (!btf_type_is_func(t)) {
13453                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
13454                                 btf_id);
13455                         return -EINVAL;
13456                 }
13457                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
13458                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
13459                         return -EINVAL;
13460                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
13461                 if (ret)
13462                         return ret;
13463                 break;
13464         default:
13465                 if (!prog_extension)
13466                         return -EINVAL;
13467                 fallthrough;
13468         case BPF_MODIFY_RETURN:
13469         case BPF_LSM_MAC:
13470         case BPF_TRACE_FENTRY:
13471         case BPF_TRACE_FEXIT:
13472                 if (!btf_type_is_func(t)) {
13473                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
13474                                 btf_id);
13475                         return -EINVAL;
13476                 }
13477                 if (prog_extension &&
13478                     btf_check_type_match(log, prog, btf, t))
13479                         return -EINVAL;
13480                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
13481                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
13482                         return -EINVAL;
13483
13484                 if ((prog->aux->saved_dst_prog_type || prog->aux->saved_dst_attach_type) &&
13485                     (!tgt_prog || prog->aux->saved_dst_prog_type != tgt_prog->type ||
13486                      prog->aux->saved_dst_attach_type != tgt_prog->expected_attach_type))
13487                         return -EINVAL;
13488
13489                 if (tgt_prog && conservative)
13490                         t = NULL;
13491
13492                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
13493                 if (ret < 0)
13494                         return ret;
13495
13496                 if (tgt_prog) {
13497                         if (subprog == 0)
13498                                 addr = (long) tgt_prog->bpf_func;
13499                         else
13500                                 addr = (long) tgt_prog->aux->func[subprog]->bpf_func;
13501                 } else {
13502                         addr = kallsyms_lookup_name(tname);
13503                         if (!addr) {
13504                                 bpf_log(log,
13505                                         "The address of function %s cannot be found\n",
13506                                         tname);
13507                                 return -ENOENT;
13508                         }
13509                 }
13510
13511                 if (prog->aux->sleepable) {
13512                         ret = -EINVAL;
13513                         switch (prog->type) {
13514                         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
13515                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can be sleepable only if they are
13516                                  * attached to ALLOW_ERROR_INJECTION and are not in denylist.
13517                                  */
13518                                 if (!check_non_sleepable_error_inject(btf_id) &&
13519                                     within_error_injection_list(addr))
13520                                         ret = 0;
13521                                 break;
13522                         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
13523                                 /* LSM progs check that they are attached to bpf_lsm_*() funcs.
13524                                  * Only some of them are sleepable.
13525                                  */
13526                                 if (bpf_lsm_is_sleepable_hook(btf_id))
13527                                         ret = 0;
13528                                 break;
13529                         default:
13530                                 break;
13531                         }
13532                         if (ret) {
13533                                 bpf_log(log, "%s is not sleepable\n", tname);
13534                                 return ret;
13535                         }
13536                 } else if (prog->expected_attach_type == BPF_MODIFY_RETURN) {
13537                         if (tgt_prog) {
13538                                 bpf_log(log, "can't modify return codes of BPF programs\n");
13539                                 return -EINVAL;
13540                         }
13541                         ret = check_attach_modify_return(addr, tname);
13542                         if (ret) {
13543                                 bpf_log(log, "%s() is not modifiable\n", tname);
13544                                 return ret;
13545                         }
13546                 }
13547
13548                 break;
13549         }
13550         tgt_info->tgt_addr = addr;
13551         tgt_info->tgt_name = tname;
13552         tgt_info->tgt_type = t;
13553         return 0;
13554 }
13555
13556 BTF_SET_START(btf_id_deny)
13557 BTF_ID_UNUSED
13558 #ifdef CONFIG_SMP
13559 BTF_ID(func, migrate_disable)
13560 BTF_ID(func, migrate_enable)
13561 #endif
13562 #if !defined CONFIG_PREEMPT_RCU && !defined CONFIG_TINY_RCU
13563 BTF_ID(func, rcu_read_unlock_strict)
13564 #endif
13565 BTF_SET_END(btf_id_deny)
13566
13567 static int check_attach_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
13568 {
13569         struct bpf_prog *prog = env->prog;
13570         struct bpf_prog *tgt_prog = prog->aux->dst_prog;
13571         struct bpf_attach_target_info tgt_info = {};
13572         u32 btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
13573         struct bpf_trampoline *tr;
13574         int ret;
13575         u64 key;
13576
13577         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_SYSCALL) {
13578                 if (prog->aux->sleepable)
13579                         /* attach_btf_id checked to be zero already */
13580                         return 0;
13581                 verbose(env, "Syscall programs can only be sleepable\n");
13582                 return -EINVAL;
13583         }
13584
13585         if (prog->aux->sleepable && prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
13586             prog->type != BPF_PROG_TYPE_LSM) {
13587                 verbose(env, "Only fentry/fexit/fmod_ret and lsm programs can be sleepable\n");
13588                 return -EINVAL;
13589         }
13590
13591         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS)
13592                 return check_struct_ops_btf_id(env);
13593
13594         if (prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
13595             prog->type != BPF_PROG_TYPE_LSM &&
13596             prog->type != BPF_PROG_TYPE_EXT)
13597                 return 0;
13598
13599         ret = bpf_check_attach_target(&env->log, prog, tgt_prog, btf_id, &tgt_info);
13600         if (ret)
13601                 return ret;
13602
13603         if (tgt_prog && prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
13604                 /* to make freplace equivalent to their targets, they need to
13605                  * inherit env->ops and expected_attach_type for the rest of the
13606                  * verification
13607                  */
13608                 env->ops = bpf_verifier_ops[tgt_prog->type];
13609                 prog->expected_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
13610         }
13611
13612         /* store info about the attachment target that will be used later */
13613         prog->aux->attach_func_proto = tgt_info.tgt_type;
13614         prog->aux->attach_func_name = tgt_info.tgt_name;
13615
13616         if (tgt_prog) {
13617                 prog->aux->saved_dst_prog_type = tgt_prog->type;
13618                 prog->aux->saved_dst_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
13619         }
13620
13621         if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_RAW_TP) {
13622                 prog->aux->attach_btf_trace = true;
13623                 return 0;
13624         } else if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_ITER) {
13625                 if (!bpf_iter_prog_supported(prog))
13626                         return -EINVAL;
13627                 return 0;
13628         }
13629
13630         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM) {
13631                 ret = bpf_lsm_verify_prog(&env->log, prog);
13632                 if (ret < 0)
13633                         return ret;
13634         } else if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
13635                    btf_id_set_contains(&btf_id_deny, btf_id)) {
13636                 return -EINVAL;
13637         }
13638
13639         key = bpf_trampoline_compute_key(tgt_prog, prog->aux->attach_btf, btf_id);
13640         tr = bpf_trampoline_get(key, &tgt_info);
13641         if (!tr)
13642                 return -ENOMEM;
13643
13644         prog->aux->dst_trampoline = tr;
13645         return 0;
13646 }
13647
13648 struct btf *bpf_get_btf_vmlinux(void)
13649 {
13650         if (!btf_vmlinux && IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_INFO_BTF)) {
13651                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
13652                 if (!btf_vmlinux)
13653                         btf_vmlinux = btf_parse_vmlinux();
13654                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
13655         }
13656         return btf_vmlinux;
13657 }
13658
13659 int bpf_check(struct bpf_prog **prog, union bpf_attr *attr, bpfptr_t uattr)
13660 {
13661         u64 start_time = ktime_get_ns();
13662         struct bpf_verifier_env *env;
13663         struct bpf_verifier_log *log;
13664         int i, len, ret = -EINVAL;
13665         bool is_priv;
13666
13667         /* no program is valid */
13668         if (ARRAY_SIZE(bpf_verifier_ops) == 0)
13669                 return -EINVAL;
13670
13671         /* 'struct bpf_verifier_env' can be global, but since it's not small,
13672          * allocate/free it every time bpf_check() is called
13673          */
13674         env = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_env), GFP_KERNEL);
13675         if (!env)
13676                 return -ENOMEM;
13677         log = &env->log;
13678
13679         len = (*prog)->len;
13680         env->insn_aux_data =
13681                 vzalloc(array_size(sizeof(struct bpf_insn_aux_data), len));
13682         ret = -ENOMEM;
13683         if (!env->insn_aux_data)
13684                 goto err_free_env;
13685         for (i = 0; i < len; i++)
13686                 env->insn_aux_data[i].orig_idx = i;
13687         env->prog = *prog;
13688         env->ops = bpf_verifier_ops[env->prog->type];
13689         env->fd_array = make_bpfptr(attr->fd_array, uattr.is_kernel);
13690         is_priv = bpf_capable();
13691
13692         bpf_get_btf_vmlinux();
13693
13694         /* grab the mutex to protect few globals used by verifier */
13695         if (!is_priv)
13696                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
13697
13698         if (attr->log_level || attr->log_buf || attr->log_size) {
13699                 /* user requested verbose verifier output
13700                  * and supplied buffer to store the verification trace
13701                  */
13702                 log->level = attr->log_level;
13703                 log->ubuf = (char __user *) (unsigned long) attr->log_buf;
13704                 log->len_total = attr->log_size;
13705
13706                 ret = -EINVAL;
13707                 /* log attributes have to be sane */
13708                 if (log->len_total < 128 || log->len_total > UINT_MAX >> 2 ||
13709                     !log->level || !log->ubuf || log->level & ~BPF_LOG_MASK)
13710                         goto err_unlock;
13711         }
13712
13713         if (IS_ERR(btf_vmlinux)) {
13714                 /* Either gcc or pahole or kernel are broken. */
13715                 verbose(env, "in-kernel BTF is malformed\n");
13716                 ret = PTR_ERR(btf_vmlinux);
13717                 goto skip_full_check;
13718         }
13719
13720         env->strict_alignment = !!(attr->prog_flags & BPF_F_STRICT_ALIGNMENT);
13721         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS))
13722                 env->strict_alignment = true;
13723         if (attr->prog_flags & BPF_F_ANY_ALIGNMENT)
13724                 env->strict_alignment = false;
13725
13726         env->allow_ptr_leaks = bpf_allow_ptr_leaks();
13727         env->allow_uninit_stack = bpf_allow_uninit_stack();
13728         env->allow_ptr_to_map_access = bpf_allow_ptr_to_map_access();
13729         env->bypass_spec_v1 = bpf_bypass_spec_v1();
13730         env->bypass_spec_v4 = bpf_bypass_spec_v4();
13731         env->bpf_capable = bpf_capable();
13732
13733         if (is_priv)
13734                 env->test_state_freq = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_STATE_FREQ;
13735
13736         env->explored_states = kvcalloc(state_htab_size(env),
13737                                        sizeof(struct bpf_verifier_state_list *),
13738                                        GFP_USER);
13739         ret = -ENOMEM;
13740         if (!env->explored_states)
13741                 goto skip_full_check;
13742
13743         ret = add_subprog_and_kfunc(env);
13744         if (ret < 0)
13745                 goto skip_full_check;
13746
13747         ret = check_subprogs(env);
13748         if (ret < 0)
13749                 goto skip_full_check;
13750
13751         ret = check_btf_info(env, attr, uattr);
13752         if (ret < 0)
13753                 goto skip_full_check;
13754
13755         ret = check_attach_btf_id(env);
13756         if (ret)
13757                 goto skip_full_check;
13758
13759         ret = resolve_pseudo_ldimm64(env);
13760         if (ret < 0)
13761                 goto skip_full_check;
13762
13763         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
13764                 ret = bpf_prog_offload_verifier_prep(env->prog);
13765                 if (ret)
13766                         goto skip_full_check;
13767         }
13768
13769         ret = check_cfg(env);
13770         if (ret < 0)
13771                 goto skip_full_check;
13772
13773         ret = do_check_subprogs(env);
13774         ret = ret ?: do_check_main(env);
13775
13776         if (ret == 0 && bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
13777                 ret = bpf_prog_offload_finalize(env);
13778
13779 skip_full_check:
13780         kvfree(env->explored_states);
13781
13782         if (ret == 0)
13783                 ret = check_max_stack_depth(env);
13784
13785         /* instruction rewrites happen after this point */
13786         if (is_priv) {
13787                 if (ret == 0)
13788                         opt_hard_wire_dead_code_branches(env);
13789                 if (ret == 0)
13790                         ret = opt_remove_dead_code(env);
13791                 if (ret == 0)
13792                         ret = opt_remove_nops(env);
13793         } else {
13794                 if (ret == 0)
13795                         sanitize_dead_code(env);
13796         }
13797
13798         if (ret == 0)
13799                 /* program is valid, convert *(u32*)(ctx + off) accesses */
13800                 ret = convert_ctx_accesses(env);
13801
13802         if (ret == 0)
13803                 ret = do_misc_fixups(env);
13804
13805         /* do 32-bit optimization after insn patching has done so those patched
13806          * insns could be handled correctly.
13807          */
13808         if (ret == 0 && !bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
13809                 ret = opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(env, attr);
13810                 env->prog->aux->verifier_zext = bpf_jit_needs_zext() ? !ret
13811                                                                      : false;
13812         }
13813
13814         if (ret == 0)
13815                 ret = fixup_call_args(env);
13816
13817         env->verification_time = ktime_get_ns() - start_time;
13818         print_verification_stats(env);
13819
13820         if (log->level && bpf_verifier_log_full(log))
13821                 ret = -ENOSPC;
13822         if (log->level && !log->ubuf) {
13823                 ret = -EFAULT;
13824                 goto err_release_maps;
13825         }
13826
13827         if (ret)
13828                 goto err_release_maps;
13829
13830         if (env->used_map_cnt) {
13831                 /* if program passed verifier, update used_maps in bpf_prog_info */
13832                 env->prog->aux->used_maps = kmalloc_array(env->used_map_cnt,
13833                                                           sizeof(env->used_maps[0]),
13834                                                           GFP_KERNEL);
13835
13836                 if (!env->prog->aux->used_maps) {
13837                         ret = -ENOMEM;
13838                         goto err_release_maps;
13839                 }
13840
13841                 memcpy(env->prog->aux->used_maps, env->used_maps,
13842                        sizeof(env->used_maps[0]) * env->used_map_cnt);
13843                 env->prog->aux->used_map_cnt = env->used_map_cnt;
13844         }
13845         if (env->used_btf_cnt) {
13846                 /* if program passed verifier, update used_btfs in bpf_prog_aux */
13847                 env->prog->aux->used_btfs = kmalloc_array(env->used_btf_cnt,
13848                                                           sizeof(env->used_btfs[0]),
13849                                                           GFP_KERNEL);
13850                 if (!env->prog->aux->used_btfs) {
13851                         ret = -ENOMEM;
13852                         goto err_release_maps;
13853                 }
13854
13855                 memcpy(env->prog->aux->used_btfs, env->used_btfs,
13856                        sizeof(env->used_btfs[0]) * env->used_btf_cnt);
13857                 env->prog->aux->used_btf_cnt = env->used_btf_cnt;
13858         }
13859         if (env->used_map_cnt || env->used_btf_cnt) {
13860                 /* program is valid. Convert pseudo bpf_ld_imm64 into generic
13861                  * bpf_ld_imm64 instructions
13862                  */
13863                 convert_pseudo_ld_imm64(env);
13864         }
13865
13866         adjust_btf_func(env);
13867
13868 err_release_maps:
13869         if (!env->prog->aux->used_maps)
13870                 /* if we didn't copy map pointers into bpf_prog_info, release
13871                  * them now. Otherwise free_used_maps() will release them.
13872                  */
13873                 release_maps(env);
13874         if (!env->prog->aux->used_btfs)
13875                 release_btfs(env);
13876
13877         /* extension progs temporarily inherit the attach_type of their targets
13878            for verification purposes, so set it back to zero before returning
13879          */
13880         if (env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT)
13881                 env->prog->expected_attach_type = 0;
13882
13883         *prog = env->prog;
13884 err_unlock:
13885         if (!is_priv)
13886                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
13887         vfree(env->insn_aux_data);
13888 err_free_env:
13889         kfree(env);
13890         return ret;
13891 }