Merge tag 'pm-5.12-rc1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/rafael/linux-pm
[linux-2.6-microblaze.git] / kernel / bpf / verifier.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /* Copyright (c) 2011-2014 PLUMgrid, http://plumgrid.com
3  * Copyright (c) 2016 Facebook
4  * Copyright (c) 2018 Covalent IO, Inc. http://covalent.io
5  */
6 #include <uapi/linux/btf.h>
7 #include <linux/kernel.h>
8 #include <linux/types.h>
9 #include <linux/slab.h>
10 #include <linux/bpf.h>
11 #include <linux/btf.h>
12 #include <linux/bpf_verifier.h>
13 #include <linux/filter.h>
14 #include <net/netlink.h>
15 #include <linux/file.h>
16 #include <linux/vmalloc.h>
17 #include <linux/stringify.h>
18 #include <linux/bsearch.h>
19 #include <linux/sort.h>
20 #include <linux/perf_event.h>
21 #include <linux/ctype.h>
22 #include <linux/error-injection.h>
23 #include <linux/bpf_lsm.h>
24 #include <linux/btf_ids.h>
25
26 #include "disasm.h"
27
28 static const struct bpf_verifier_ops * const bpf_verifier_ops[] = {
29 #define BPF_PROG_TYPE(_id, _name, prog_ctx_type, kern_ctx_type) \
30         [_id] = & _name ## _verifier_ops,
31 #define BPF_MAP_TYPE(_id, _ops)
32 #define BPF_LINK_TYPE(_id, _name)
33 #include <linux/bpf_types.h>
34 #undef BPF_PROG_TYPE
35 #undef BPF_MAP_TYPE
36 #undef BPF_LINK_TYPE
37 };
38
39 /* bpf_check() is a static code analyzer that walks eBPF program
40  * instruction by instruction and updates register/stack state.
41  * All paths of conditional branches are analyzed until 'bpf_exit' insn.
42  *
43  * The first pass is depth-first-search to check that the program is a DAG.
44  * It rejects the following programs:
45  * - larger than BPF_MAXINSNS insns
46  * - if loop is present (detected via back-edge)
47  * - unreachable insns exist (shouldn't be a forest. program = one function)
48  * - out of bounds or malformed jumps
49  * The second pass is all possible path descent from the 1st insn.
50  * Since it's analyzing all pathes through the program, the length of the
51  * analysis is limited to 64k insn, which may be hit even if total number of
52  * insn is less then 4K, but there are too many branches that change stack/regs.
53  * Number of 'branches to be analyzed' is limited to 1k
54  *
55  * On entry to each instruction, each register has a type, and the instruction
56  * changes the types of the registers depending on instruction semantics.
57  * If instruction is BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_5), then type of R5 is
58  * copied to R1.
59  *
60  * All registers are 64-bit.
61  * R0 - return register
62  * R1-R5 argument passing registers
63  * R6-R9 callee saved registers
64  * R10 - frame pointer read-only
65  *
66  * At the start of BPF program the register R1 contains a pointer to bpf_context
67  * and has type PTR_TO_CTX.
68  *
69  * Verifier tracks arithmetic operations on pointers in case:
70  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_10),
71  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_1, -20),
72  * 1st insn copies R10 (which has FRAME_PTR) type into R1
73  * and 2nd arithmetic instruction is pattern matched to recognize
74  * that it wants to construct a pointer to some element within stack.
75  * So after 2nd insn, the register R1 has type PTR_TO_STACK
76  * (and -20 constant is saved for further stack bounds checking).
77  * Meaning that this reg is a pointer to stack plus known immediate constant.
78  *
79  * Most of the time the registers have SCALAR_VALUE type, which
80  * means the register has some value, but it's not a valid pointer.
81  * (like pointer plus pointer becomes SCALAR_VALUE type)
82  *
83  * When verifier sees load or store instructions the type of base register
84  * can be: PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_CTX, PTR_TO_STACK, PTR_TO_SOCKET. These are
85  * four pointer types recognized by check_mem_access() function.
86  *
87  * PTR_TO_MAP_VALUE means that this register is pointing to 'map element value'
88  * and the range of [ptr, ptr + map's value_size) is accessible.
89  *
90  * registers used to pass values to function calls are checked against
91  * function argument constraints.
92  *
93  * ARG_PTR_TO_MAP_KEY is one of such argument constraints.
94  * It means that the register type passed to this function must be
95  * PTR_TO_STACK and it will be used inside the function as
96  * 'pointer to map element key'
97  *
98  * For example the argument constraints for bpf_map_lookup_elem():
99  *   .ret_type = RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL,
100  *   .arg1_type = ARG_CONST_MAP_PTR,
101  *   .arg2_type = ARG_PTR_TO_MAP_KEY,
102  *
103  * ret_type says that this function returns 'pointer to map elem value or null'
104  * function expects 1st argument to be a const pointer to 'struct bpf_map' and
105  * 2nd argument should be a pointer to stack, which will be used inside
106  * the helper function as a pointer to map element key.
107  *
108  * On the kernel side the helper function looks like:
109  * u64 bpf_map_lookup_elem(u64 r1, u64 r2, u64 r3, u64 r4, u64 r5)
110  * {
111  *    struct bpf_map *map = (struct bpf_map *) (unsigned long) r1;
112  *    void *key = (void *) (unsigned long) r2;
113  *    void *value;
114  *
115  *    here kernel can access 'key' and 'map' pointers safely, knowing that
116  *    [key, key + map->key_size) bytes are valid and were initialized on
117  *    the stack of eBPF program.
118  * }
119  *
120  * Corresponding eBPF program may look like:
121  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, BPF_REG_10),  // after this insn R2 type is FRAME_PTR
122  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_2, -4), // after this insn R2 type is PTR_TO_STACK
123  *    BPF_LD_MAP_FD(BPF_REG_1, map_fd),      // after this insn R1 type is CONST_PTR_TO_MAP
124  *    BPF_RAW_INSN(BPF_JMP | BPF_CALL, 0, 0, 0, BPF_FUNC_map_lookup_elem),
125  * here verifier looks at prototype of map_lookup_elem() and sees:
126  * .arg1_type == ARG_CONST_MAP_PTR and R1->type == CONST_PTR_TO_MAP, which is ok,
127  * Now verifier knows that this map has key of R1->map_ptr->key_size bytes
128  *
129  * Then .arg2_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY and R2->type == PTR_TO_STACK, ok so far,
130  * Now verifier checks that [R2, R2 + map's key_size) are within stack limits
131  * and were initialized prior to this call.
132  * If it's ok, then verifier allows this BPF_CALL insn and looks at
133  * .ret_type which is RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, so it sets
134  * R0->type = PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL which means bpf_map_lookup_elem() function
135  * returns ether pointer to map value or NULL.
136  *
137  * When type PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL passes through 'if (reg != 0) goto +off'
138  * insn, the register holding that pointer in the true branch changes state to
139  * PTR_TO_MAP_VALUE and the same register changes state to CONST_IMM in the false
140  * branch. See check_cond_jmp_op().
141  *
142  * After the call R0 is set to return type of the function and registers R1-R5
143  * are set to NOT_INIT to indicate that they are no longer readable.
144  *
145  * The following reference types represent a potential reference to a kernel
146  * resource which, after first being allocated, must be checked and freed by
147  * the BPF program:
148  * - PTR_TO_SOCKET_OR_NULL, PTR_TO_SOCKET
149  *
150  * When the verifier sees a helper call return a reference type, it allocates a
151  * pointer id for the reference and stores it in the current function state.
152  * Similar to the way that PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL is converted into
153  * PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_SOCKET_OR_NULL becomes PTR_TO_SOCKET when the type
154  * passes through a NULL-check conditional. For the branch wherein the state is
155  * changed to CONST_IMM, the verifier releases the reference.
156  *
157  * For each helper function that allocates a reference, such as
158  * bpf_sk_lookup_tcp(), there is a corresponding release function, such as
159  * bpf_sk_release(). When a reference type passes into the release function,
160  * the verifier also releases the reference. If any unchecked or unreleased
161  * reference remains at the end of the program, the verifier rejects it.
162  */
163
164 /* verifier_state + insn_idx are pushed to stack when branch is encountered */
165 struct bpf_verifier_stack_elem {
166         /* verifer state is 'st'
167          * before processing instruction 'insn_idx'
168          * and after processing instruction 'prev_insn_idx'
169          */
170         struct bpf_verifier_state st;
171         int insn_idx;
172         int prev_insn_idx;
173         struct bpf_verifier_stack_elem *next;
174         /* length of verifier log at the time this state was pushed on stack */
175         u32 log_pos;
176 };
177
178 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ    8192
179 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES     64
180
181 #define BPF_MAP_KEY_POISON      (1ULL << 63)
182 #define BPF_MAP_KEY_SEEN        (1ULL << 62)
183
184 #define BPF_MAP_PTR_UNPRIV      1UL
185 #define BPF_MAP_PTR_POISON      ((void *)((0xeB9FUL << 1) +     \
186                                           POISON_POINTER_DELTA))
187 #define BPF_MAP_PTR(X)          ((struct bpf_map *)((X) & ~BPF_MAP_PTR_UNPRIV))
188
189 static bool bpf_map_ptr_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
190 {
191         return BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) == BPF_MAP_PTR_POISON;
192 }
193
194 static bool bpf_map_ptr_unpriv(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
195 {
196         return aux->map_ptr_state & BPF_MAP_PTR_UNPRIV;
197 }
198
199 static void bpf_map_ptr_store(struct bpf_insn_aux_data *aux,
200                               const struct bpf_map *map, bool unpriv)
201 {
202         BUILD_BUG_ON((unsigned long)BPF_MAP_PTR_POISON & BPF_MAP_PTR_UNPRIV);
203         unpriv |= bpf_map_ptr_unpriv(aux);
204         aux->map_ptr_state = (unsigned long)map |
205                              (unpriv ? BPF_MAP_PTR_UNPRIV : 0UL);
206 }
207
208 static bool bpf_map_key_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
209 {
210         return aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_POISON;
211 }
212
213 static bool bpf_map_key_unseen(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
214 {
215         return !(aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_SEEN);
216 }
217
218 static u64 bpf_map_key_immediate(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
219 {
220         return aux->map_key_state & ~(BPF_MAP_KEY_SEEN | BPF_MAP_KEY_POISON);
221 }
222
223 static void bpf_map_key_store(struct bpf_insn_aux_data *aux, u64 state)
224 {
225         bool poisoned = bpf_map_key_poisoned(aux);
226
227         aux->map_key_state = state | BPF_MAP_KEY_SEEN |
228                              (poisoned ? BPF_MAP_KEY_POISON : 0ULL);
229 }
230
231 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 struct bpf_call_arg_meta {
238         struct bpf_map *map_ptr;
239         bool raw_mode;
240         bool pkt_access;
241         int regno;
242         int access_size;
243         int mem_size;
244         u64 msize_max_value;
245         int ref_obj_id;
246         int func_id;
247         struct btf *btf;
248         u32 btf_id;
249         struct btf *ret_btf;
250         u32 ret_btf_id;
251 };
252
253 struct btf *btf_vmlinux;
254
255 static DEFINE_MUTEX(bpf_verifier_lock);
256
257 static const struct bpf_line_info *
258 find_linfo(const struct bpf_verifier_env *env, u32 insn_off)
259 {
260         const struct bpf_line_info *linfo;
261         const struct bpf_prog *prog;
262         u32 i, nr_linfo;
263
264         prog = env->prog;
265         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
266
267         if (!nr_linfo || insn_off >= prog->len)
268                 return NULL;
269
270         linfo = prog->aux->linfo;
271         for (i = 1; i < nr_linfo; i++)
272                 if (insn_off < linfo[i].insn_off)
273                         break;
274
275         return &linfo[i - 1];
276 }
277
278 void bpf_verifier_vlog(struct bpf_verifier_log *log, const char *fmt,
279                        va_list args)
280 {
281         unsigned int n;
282
283         n = vscnprintf(log->kbuf, BPF_VERIFIER_TMP_LOG_SIZE, fmt, args);
284
285         WARN_ONCE(n >= BPF_VERIFIER_TMP_LOG_SIZE - 1,
286                   "verifier log line truncated - local buffer too short\n");
287
288         n = min(log->len_total - log->len_used - 1, n);
289         log->kbuf[n] = '\0';
290
291         if (log->level == BPF_LOG_KERNEL) {
292                 pr_err("BPF:%s\n", log->kbuf);
293                 return;
294         }
295         if (!copy_to_user(log->ubuf + log->len_used, log->kbuf, n + 1))
296                 log->len_used += n;
297         else
298                 log->ubuf = NULL;
299 }
300
301 static void bpf_vlog_reset(struct bpf_verifier_log *log, u32 new_pos)
302 {
303         char zero = 0;
304
305         if (!bpf_verifier_log_needed(log))
306                 return;
307
308         log->len_used = new_pos;
309         if (put_user(zero, log->ubuf + new_pos))
310                 log->ubuf = NULL;
311 }
312
313 /* log_level controls verbosity level of eBPF verifier.
314  * bpf_verifier_log_write() is used to dump the verification trace to the log,
315  * so the user can figure out what's wrong with the program
316  */
317 __printf(2, 3) void bpf_verifier_log_write(struct bpf_verifier_env *env,
318                                            const char *fmt, ...)
319 {
320         va_list args;
321
322         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
323                 return;
324
325         va_start(args, fmt);
326         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
327         va_end(args);
328 }
329 EXPORT_SYMBOL_GPL(bpf_verifier_log_write);
330
331 __printf(2, 3) static void verbose(void *private_data, const char *fmt, ...)
332 {
333         struct bpf_verifier_env *env = private_data;
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
344 __printf(2, 3) void bpf_log(struct bpf_verifier_log *log,
345                             const char *fmt, ...)
346 {
347         va_list args;
348
349         if (!bpf_verifier_log_needed(log))
350                 return;
351
352         va_start(args, fmt);
353         bpf_verifier_vlog(log, fmt, args);
354         va_end(args);
355 }
356
357 static const char *ltrim(const char *s)
358 {
359         while (isspace(*s))
360                 s++;
361
362         return s;
363 }
364
365 __printf(3, 4) static void verbose_linfo(struct bpf_verifier_env *env,
366                                          u32 insn_off,
367                                          const char *prefix_fmt, ...)
368 {
369         const struct bpf_line_info *linfo;
370
371         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
372                 return;
373
374         linfo = find_linfo(env, insn_off);
375         if (!linfo || linfo == env->prev_linfo)
376                 return;
377
378         if (prefix_fmt) {
379                 va_list args;
380
381                 va_start(args, prefix_fmt);
382                 bpf_verifier_vlog(&env->log, prefix_fmt, args);
383                 va_end(args);
384         }
385
386         verbose(env, "%s\n",
387                 ltrim(btf_name_by_offset(env->prog->aux->btf,
388                                          linfo->line_off)));
389
390         env->prev_linfo = linfo;
391 }
392
393 static bool type_is_pkt_pointer(enum bpf_reg_type type)
394 {
395         return type == PTR_TO_PACKET ||
396                type == PTR_TO_PACKET_META;
397 }
398
399 static bool type_is_sk_pointer(enum bpf_reg_type type)
400 {
401         return type == PTR_TO_SOCKET ||
402                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON ||
403                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
404                 type == PTR_TO_XDP_SOCK;
405 }
406
407 static bool reg_type_not_null(enum bpf_reg_type type)
408 {
409         return type == PTR_TO_SOCKET ||
410                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
411                 type == PTR_TO_MAP_VALUE ||
412                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON;
413 }
414
415 static bool reg_type_may_be_null(enum bpf_reg_type type)
416 {
417         return type == PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL ||
418                type == PTR_TO_SOCKET_OR_NULL ||
419                type == PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL ||
420                type == PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL ||
421                type == PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL ||
422                type == PTR_TO_MEM_OR_NULL ||
423                type == PTR_TO_RDONLY_BUF_OR_NULL ||
424                type == PTR_TO_RDWR_BUF_OR_NULL;
425 }
426
427 static bool reg_may_point_to_spin_lock(const struct bpf_reg_state *reg)
428 {
429         return reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE &&
430                 map_value_has_spin_lock(reg->map_ptr);
431 }
432
433 static bool reg_type_may_be_refcounted_or_null(enum bpf_reg_type type)
434 {
435         return type == PTR_TO_SOCKET ||
436                 type == PTR_TO_SOCKET_OR_NULL ||
437                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
438                 type == PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL ||
439                 type == PTR_TO_MEM ||
440                 type == PTR_TO_MEM_OR_NULL;
441 }
442
443 static bool arg_type_may_be_refcounted(enum bpf_arg_type type)
444 {
445         return type == ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON;
446 }
447
448 static bool arg_type_may_be_null(enum bpf_arg_type type)
449 {
450         return type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL ||
451                type == ARG_PTR_TO_MEM_OR_NULL ||
452                type == ARG_PTR_TO_CTX_OR_NULL ||
453                type == ARG_PTR_TO_SOCKET_OR_NULL ||
454                type == ARG_PTR_TO_ALLOC_MEM_OR_NULL;
455 }
456
457 /* Determine whether the function releases some resources allocated by another
458  * function call. The first reference type argument will be assumed to be
459  * released by release_reference().
460  */
461 static bool is_release_function(enum bpf_func_id func_id)
462 {
463         return func_id == BPF_FUNC_sk_release ||
464                func_id == BPF_FUNC_ringbuf_submit ||
465                func_id == BPF_FUNC_ringbuf_discard;
466 }
467
468 static bool may_be_acquire_function(enum bpf_func_id func_id)
469 {
470         return func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_tcp ||
471                 func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_udp ||
472                 func_id == BPF_FUNC_skc_lookup_tcp ||
473                 func_id == BPF_FUNC_map_lookup_elem ||
474                 func_id == BPF_FUNC_ringbuf_reserve;
475 }
476
477 static bool is_acquire_function(enum bpf_func_id func_id,
478                                 const struct bpf_map *map)
479 {
480         enum bpf_map_type map_type = map ? map->map_type : BPF_MAP_TYPE_UNSPEC;
481
482         if (func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_tcp ||
483             func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_udp ||
484             func_id == BPF_FUNC_skc_lookup_tcp ||
485             func_id == BPF_FUNC_ringbuf_reserve)
486                 return true;
487
488         if (func_id == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
489             (map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
490              map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH))
491                 return true;
492
493         return false;
494 }
495
496 static bool is_ptr_cast_function(enum bpf_func_id func_id)
497 {
498         return func_id == BPF_FUNC_tcp_sock ||
499                 func_id == BPF_FUNC_sk_fullsock ||
500                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_sock ||
501                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp6_sock ||
502                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_udp6_sock ||
503                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_timewait_sock ||
504                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_request_sock;
505 }
506
507 /* string representation of 'enum bpf_reg_type' */
508 static const char * const reg_type_str[] = {
509         [NOT_INIT]              = "?",
510         [SCALAR_VALUE]          = "inv",
511         [PTR_TO_CTX]            = "ctx",
512         [CONST_PTR_TO_MAP]      = "map_ptr",
513         [PTR_TO_MAP_VALUE]      = "map_value",
514         [PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL] = "map_value_or_null",
515         [PTR_TO_STACK]          = "fp",
516         [PTR_TO_PACKET]         = "pkt",
517         [PTR_TO_PACKET_META]    = "pkt_meta",
518         [PTR_TO_PACKET_END]     = "pkt_end",
519         [PTR_TO_FLOW_KEYS]      = "flow_keys",
520         [PTR_TO_SOCKET]         = "sock",
521         [PTR_TO_SOCKET_OR_NULL] = "sock_or_null",
522         [PTR_TO_SOCK_COMMON]    = "sock_common",
523         [PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL] = "sock_common_or_null",
524         [PTR_TO_TCP_SOCK]       = "tcp_sock",
525         [PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL] = "tcp_sock_or_null",
526         [PTR_TO_TP_BUFFER]      = "tp_buffer",
527         [PTR_TO_XDP_SOCK]       = "xdp_sock",
528         [PTR_TO_BTF_ID]         = "ptr_",
529         [PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL] = "ptr_or_null_",
530         [PTR_TO_PERCPU_BTF_ID]  = "percpu_ptr_",
531         [PTR_TO_MEM]            = "mem",
532         [PTR_TO_MEM_OR_NULL]    = "mem_or_null",
533         [PTR_TO_RDONLY_BUF]     = "rdonly_buf",
534         [PTR_TO_RDONLY_BUF_OR_NULL] = "rdonly_buf_or_null",
535         [PTR_TO_RDWR_BUF]       = "rdwr_buf",
536         [PTR_TO_RDWR_BUF_OR_NULL] = "rdwr_buf_or_null",
537 };
538
539 static char slot_type_char[] = {
540         [STACK_INVALID] = '?',
541         [STACK_SPILL]   = 'r',
542         [STACK_MISC]    = 'm',
543         [STACK_ZERO]    = '0',
544 };
545
546 static void print_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
547                            enum bpf_reg_liveness live)
548 {
549         if (live & (REG_LIVE_READ | REG_LIVE_WRITTEN | REG_LIVE_DONE))
550             verbose(env, "_");
551         if (live & REG_LIVE_READ)
552                 verbose(env, "r");
553         if (live & REG_LIVE_WRITTEN)
554                 verbose(env, "w");
555         if (live & REG_LIVE_DONE)
556                 verbose(env, "D");
557 }
558
559 static struct bpf_func_state *func(struct bpf_verifier_env *env,
560                                    const struct bpf_reg_state *reg)
561 {
562         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
563
564         return cur->frame[reg->frameno];
565 }
566
567 static const char *kernel_type_name(const struct btf* btf, u32 id)
568 {
569         return btf_name_by_offset(btf, btf_type_by_id(btf, id)->name_off);
570 }
571
572 static void print_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
573                                  const struct bpf_func_state *state)
574 {
575         const struct bpf_reg_state *reg;
576         enum bpf_reg_type t;
577         int i;
578
579         if (state->frameno)
580                 verbose(env, " frame%d:", state->frameno);
581         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
582                 reg = &state->regs[i];
583                 t = reg->type;
584                 if (t == NOT_INIT)
585                         continue;
586                 verbose(env, " R%d", i);
587                 print_liveness(env, reg->live);
588                 verbose(env, "=%s", reg_type_str[t]);
589                 if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
590                         verbose(env, "P");
591                 if ((t == SCALAR_VALUE || t == PTR_TO_STACK) &&
592                     tnum_is_const(reg->var_off)) {
593                         /* reg->off should be 0 for SCALAR_VALUE */
594                         verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
595                 } else {
596                         if (t == PTR_TO_BTF_ID ||
597                             t == PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL ||
598                             t == PTR_TO_PERCPU_BTF_ID)
599                                 verbose(env, "%s", kernel_type_name(reg->btf, reg->btf_id));
600                         verbose(env, "(id=%d", reg->id);
601                         if (reg_type_may_be_refcounted_or_null(t))
602                                 verbose(env, ",ref_obj_id=%d", reg->ref_obj_id);
603                         if (t != SCALAR_VALUE)
604                                 verbose(env, ",off=%d", reg->off);
605                         if (type_is_pkt_pointer(t))
606                                 verbose(env, ",r=%d", reg->range);
607                         else if (t == CONST_PTR_TO_MAP ||
608                                  t == PTR_TO_MAP_VALUE ||
609                                  t == PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL)
610                                 verbose(env, ",ks=%d,vs=%d",
611                                         reg->map_ptr->key_size,
612                                         reg->map_ptr->value_size);
613                         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
614                                 /* Typically an immediate SCALAR_VALUE, but
615                                  * could be a pointer whose offset is too big
616                                  * for reg->off
617                                  */
618                                 verbose(env, ",imm=%llx", reg->var_off.value);
619                         } else {
620                                 if (reg->smin_value != reg->umin_value &&
621                                     reg->smin_value != S64_MIN)
622                                         verbose(env, ",smin_value=%lld",
623                                                 (long long)reg->smin_value);
624                                 if (reg->smax_value != reg->umax_value &&
625                                     reg->smax_value != S64_MAX)
626                                         verbose(env, ",smax_value=%lld",
627                                                 (long long)reg->smax_value);
628                                 if (reg->umin_value != 0)
629                                         verbose(env, ",umin_value=%llu",
630                                                 (unsigned long long)reg->umin_value);
631                                 if (reg->umax_value != U64_MAX)
632                                         verbose(env, ",umax_value=%llu",
633                                                 (unsigned long long)reg->umax_value);
634                                 if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
635                                         char tn_buf[48];
636
637                                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
638                                         verbose(env, ",var_off=%s", tn_buf);
639                                 }
640                                 if (reg->s32_min_value != reg->smin_value &&
641                                     reg->s32_min_value != S32_MIN)
642                                         verbose(env, ",s32_min_value=%d",
643                                                 (int)(reg->s32_min_value));
644                                 if (reg->s32_max_value != reg->smax_value &&
645                                     reg->s32_max_value != S32_MAX)
646                                         verbose(env, ",s32_max_value=%d",
647                                                 (int)(reg->s32_max_value));
648                                 if (reg->u32_min_value != reg->umin_value &&
649                                     reg->u32_min_value != U32_MIN)
650                                         verbose(env, ",u32_min_value=%d",
651                                                 (int)(reg->u32_min_value));
652                                 if (reg->u32_max_value != reg->umax_value &&
653                                     reg->u32_max_value != U32_MAX)
654                                         verbose(env, ",u32_max_value=%d",
655                                                 (int)(reg->u32_max_value));
656                         }
657                         verbose(env, ")");
658                 }
659         }
660         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
661                 char types_buf[BPF_REG_SIZE + 1];
662                 bool valid = false;
663                 int j;
664
665                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++) {
666                         if (state->stack[i].slot_type[j] != STACK_INVALID)
667                                 valid = true;
668                         types_buf[j] = slot_type_char[
669                                         state->stack[i].slot_type[j]];
670                 }
671                 types_buf[BPF_REG_SIZE] = 0;
672                 if (!valid)
673                         continue;
674                 verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
675                 print_liveness(env, state->stack[i].spilled_ptr.live);
676                 if (state->stack[i].slot_type[0] == STACK_SPILL) {
677                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
678                         t = reg->type;
679                         verbose(env, "=%s", reg_type_str[t]);
680                         if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
681                                 verbose(env, "P");
682                         if (t == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off))
683                                 verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
684                 } else {
685                         verbose(env, "=%s", types_buf);
686                 }
687         }
688         if (state->acquired_refs && state->refs[0].id) {
689                 verbose(env, " refs=%d", state->refs[0].id);
690                 for (i = 1; i < state->acquired_refs; i++)
691                         if (state->refs[i].id)
692                                 verbose(env, ",%d", state->refs[i].id);
693         }
694         verbose(env, "\n");
695 }
696
697 #define COPY_STATE_FN(NAME, COUNT, FIELD, SIZE)                         \
698 static int copy_##NAME##_state(struct bpf_func_state *dst,              \
699                                const struct bpf_func_state *src)        \
700 {                                                                       \
701         if (!src->FIELD)                                                \
702                 return 0;                                               \
703         if (WARN_ON_ONCE(dst->COUNT < src->COUNT)) {                    \
704                 /* internal bug, make state invalid to reject the program */ \
705                 memset(dst, 0, sizeof(*dst));                           \
706                 return -EFAULT;                                         \
707         }                                                               \
708         memcpy(dst->FIELD, src->FIELD,                                  \
709                sizeof(*src->FIELD) * (src->COUNT / SIZE));              \
710         return 0;                                                       \
711 }
712 /* copy_reference_state() */
713 COPY_STATE_FN(reference, acquired_refs, refs, 1)
714 /* copy_stack_state() */
715 COPY_STATE_FN(stack, allocated_stack, stack, BPF_REG_SIZE)
716 #undef COPY_STATE_FN
717
718 #define REALLOC_STATE_FN(NAME, COUNT, FIELD, SIZE)                      \
719 static int realloc_##NAME##_state(struct bpf_func_state *state, int size, \
720                                   bool copy_old)                        \
721 {                                                                       \
722         u32 old_size = state->COUNT;                                    \
723         struct bpf_##NAME##_state *new_##FIELD;                         \
724         int slot = size / SIZE;                                         \
725                                                                         \
726         if (size <= old_size || !size) {                                \
727                 if (copy_old)                                           \
728                         return 0;                                       \
729                 state->COUNT = slot * SIZE;                             \
730                 if (!size && old_size) {                                \
731                         kfree(state->FIELD);                            \
732                         state->FIELD = NULL;                            \
733                 }                                                       \
734                 return 0;                                               \
735         }                                                               \
736         new_##FIELD = kmalloc_array(slot, sizeof(struct bpf_##NAME##_state), \
737                                     GFP_KERNEL);                        \
738         if (!new_##FIELD)                                               \
739                 return -ENOMEM;                                         \
740         if (copy_old) {                                                 \
741                 if (state->FIELD)                                       \
742                         memcpy(new_##FIELD, state->FIELD,               \
743                                sizeof(*new_##FIELD) * (old_size / SIZE)); \
744                 memset(new_##FIELD + old_size / SIZE, 0,                \
745                        sizeof(*new_##FIELD) * (size - old_size) / SIZE); \
746         }                                                               \
747         state->COUNT = slot * SIZE;                                     \
748         kfree(state->FIELD);                                            \
749         state->FIELD = new_##FIELD;                                     \
750         return 0;                                                       \
751 }
752 /* realloc_reference_state() */
753 REALLOC_STATE_FN(reference, acquired_refs, refs, 1)
754 /* realloc_stack_state() */
755 REALLOC_STATE_FN(stack, allocated_stack, stack, BPF_REG_SIZE)
756 #undef REALLOC_STATE_FN
757
758 /* do_check() starts with zero-sized stack in struct bpf_verifier_state to
759  * make it consume minimal amount of memory. check_stack_write() access from
760  * the program calls into realloc_func_state() to grow the stack size.
761  * Note there is a non-zero 'parent' pointer inside bpf_verifier_state
762  * which realloc_stack_state() copies over. It points to previous
763  * bpf_verifier_state which is never reallocated.
764  */
765 static int realloc_func_state(struct bpf_func_state *state, int stack_size,
766                               int refs_size, bool copy_old)
767 {
768         int err = realloc_reference_state(state, refs_size, copy_old);
769         if (err)
770                 return err;
771         return realloc_stack_state(state, stack_size, copy_old);
772 }
773
774 /* Acquire a pointer id from the env and update the state->refs to include
775  * this new pointer reference.
776  * On success, returns a valid pointer id to associate with the register
777  * On failure, returns a negative errno.
778  */
779 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
780 {
781         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
782         int new_ofs = state->acquired_refs;
783         int id, err;
784
785         err = realloc_reference_state(state, state->acquired_refs + 1, true);
786         if (err)
787                 return err;
788         id = ++env->id_gen;
789         state->refs[new_ofs].id = id;
790         state->refs[new_ofs].insn_idx = insn_idx;
791
792         return id;
793 }
794
795 /* release function corresponding to acquire_reference_state(). Idempotent. */
796 static int release_reference_state(struct bpf_func_state *state, int ptr_id)
797 {
798         int i, last_idx;
799
800         last_idx = state->acquired_refs - 1;
801         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
802                 if (state->refs[i].id == ptr_id) {
803                         if (last_idx && i != last_idx)
804                                 memcpy(&state->refs[i], &state->refs[last_idx],
805                                        sizeof(*state->refs));
806                         memset(&state->refs[last_idx], 0, sizeof(*state->refs));
807                         state->acquired_refs--;
808                         return 0;
809                 }
810         }
811         return -EINVAL;
812 }
813
814 static int transfer_reference_state(struct bpf_func_state *dst,
815                                     struct bpf_func_state *src)
816 {
817         int err = realloc_reference_state(dst, src->acquired_refs, false);
818         if (err)
819                 return err;
820         err = copy_reference_state(dst, src);
821         if (err)
822                 return err;
823         return 0;
824 }
825
826 static void free_func_state(struct bpf_func_state *state)
827 {
828         if (!state)
829                 return;
830         kfree(state->refs);
831         kfree(state->stack);
832         kfree(state);
833 }
834
835 static void clear_jmp_history(struct bpf_verifier_state *state)
836 {
837         kfree(state->jmp_history);
838         state->jmp_history = NULL;
839         state->jmp_history_cnt = 0;
840 }
841
842 static void free_verifier_state(struct bpf_verifier_state *state,
843                                 bool free_self)
844 {
845         int i;
846
847         for (i = 0; i <= state->curframe; i++) {
848                 free_func_state(state->frame[i]);
849                 state->frame[i] = NULL;
850         }
851         clear_jmp_history(state);
852         if (free_self)
853                 kfree(state);
854 }
855
856 /* copy verifier state from src to dst growing dst stack space
857  * when necessary to accommodate larger src stack
858  */
859 static int copy_func_state(struct bpf_func_state *dst,
860                            const struct bpf_func_state *src)
861 {
862         int err;
863
864         err = realloc_func_state(dst, src->allocated_stack, src->acquired_refs,
865                                  false);
866         if (err)
867                 return err;
868         memcpy(dst, src, offsetof(struct bpf_func_state, acquired_refs));
869         err = copy_reference_state(dst, src);
870         if (err)
871                 return err;
872         return copy_stack_state(dst, src);
873 }
874
875 static int copy_verifier_state(struct bpf_verifier_state *dst_state,
876                                const struct bpf_verifier_state *src)
877 {
878         struct bpf_func_state *dst;
879         u32 jmp_sz = sizeof(struct bpf_idx_pair) * src->jmp_history_cnt;
880         int i, err;
881
882         if (dst_state->jmp_history_cnt < src->jmp_history_cnt) {
883                 kfree(dst_state->jmp_history);
884                 dst_state->jmp_history = kmalloc(jmp_sz, GFP_USER);
885                 if (!dst_state->jmp_history)
886                         return -ENOMEM;
887         }
888         memcpy(dst_state->jmp_history, src->jmp_history, jmp_sz);
889         dst_state->jmp_history_cnt = src->jmp_history_cnt;
890
891         /* if dst has more stack frames then src frame, free them */
892         for (i = src->curframe + 1; i <= dst_state->curframe; i++) {
893                 free_func_state(dst_state->frame[i]);
894                 dst_state->frame[i] = NULL;
895         }
896         dst_state->speculative = src->speculative;
897         dst_state->curframe = src->curframe;
898         dst_state->active_spin_lock = src->active_spin_lock;
899         dst_state->branches = src->branches;
900         dst_state->parent = src->parent;
901         dst_state->first_insn_idx = src->first_insn_idx;
902         dst_state->last_insn_idx = src->last_insn_idx;
903         for (i = 0; i <= src->curframe; i++) {
904                 dst = dst_state->frame[i];
905                 if (!dst) {
906                         dst = kzalloc(sizeof(*dst), GFP_KERNEL);
907                         if (!dst)
908                                 return -ENOMEM;
909                         dst_state->frame[i] = dst;
910                 }
911                 err = copy_func_state(dst, src->frame[i]);
912                 if (err)
913                         return err;
914         }
915         return 0;
916 }
917
918 static void update_branch_counts(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
919 {
920         while (st) {
921                 u32 br = --st->branches;
922
923                 /* WARN_ON(br > 1) technically makes sense here,
924                  * but see comment in push_stack(), hence:
925                  */
926                 WARN_ONCE((int)br < 0,
927                           "BUG update_branch_counts:branches_to_explore=%d\n",
928                           br);
929                 if (br)
930                         break;
931                 st = st->parent;
932         }
933 }
934
935 static int pop_stack(struct bpf_verifier_env *env, int *prev_insn_idx,
936                      int *insn_idx, bool pop_log)
937 {
938         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
939         struct bpf_verifier_stack_elem *elem, *head = env->head;
940         int err;
941
942         if (env->head == NULL)
943                 return -ENOENT;
944
945         if (cur) {
946                 err = copy_verifier_state(cur, &head->st);
947                 if (err)
948                         return err;
949         }
950         if (pop_log)
951                 bpf_vlog_reset(&env->log, head->log_pos);
952         if (insn_idx)
953                 *insn_idx = head->insn_idx;
954         if (prev_insn_idx)
955                 *prev_insn_idx = head->prev_insn_idx;
956         elem = head->next;
957         free_verifier_state(&head->st, false);
958         kfree(head);
959         env->head = elem;
960         env->stack_size--;
961         return 0;
962 }
963
964 static struct bpf_verifier_state *push_stack(struct bpf_verifier_env *env,
965                                              int insn_idx, int prev_insn_idx,
966                                              bool speculative)
967 {
968         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
969         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
970         int err;
971
972         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
973         if (!elem)
974                 goto err;
975
976         elem->insn_idx = insn_idx;
977         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
978         elem->next = env->head;
979         elem->log_pos = env->log.len_used;
980         env->head = elem;
981         env->stack_size++;
982         err = copy_verifier_state(&elem->st, cur);
983         if (err)
984                 goto err;
985         elem->st.speculative |= speculative;
986         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
987                 verbose(env, "The sequence of %d jumps is too complex.\n",
988                         env->stack_size);
989                 goto err;
990         }
991         if (elem->st.parent) {
992                 ++elem->st.parent->branches;
993                 /* WARN_ON(branches > 2) technically makes sense here,
994                  * but
995                  * 1. speculative states will bump 'branches' for non-branch
996                  * instructions
997                  * 2. is_state_visited() heuristics may decide not to create
998                  * a new state for a sequence of branches and all such current
999                  * and cloned states will be pointing to a single parent state
1000                  * which might have large 'branches' count.
1001                  */
1002         }
1003         return &elem->st;
1004 err:
1005         free_verifier_state(env->cur_state, true);
1006         env->cur_state = NULL;
1007         /* pop all elements and return */
1008         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
1009         return NULL;
1010 }
1011
1012 #define CALLER_SAVED_REGS 6
1013 static const int caller_saved[CALLER_SAVED_REGS] = {
1014         BPF_REG_0, BPF_REG_1, BPF_REG_2, BPF_REG_3, BPF_REG_4, BPF_REG_5
1015 };
1016
1017 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
1018                                 struct bpf_reg_state *reg);
1019
1020 /* This helper doesn't clear reg->id */
1021 static void ___mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1022 {
1023         reg->var_off = tnum_const(imm);
1024         reg->smin_value = (s64)imm;
1025         reg->smax_value = (s64)imm;
1026         reg->umin_value = imm;
1027         reg->umax_value = imm;
1028
1029         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1030         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1031         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1032         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1033 }
1034
1035 /* Mark the unknown part of a register (variable offset or scalar value) as
1036  * known to have the value @imm.
1037  */
1038 static void __mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1039 {
1040         /* Clear id, off, and union(map_ptr, range) */
1041         memset(((u8 *)reg) + sizeof(reg->type), 0,
1042                offsetof(struct bpf_reg_state, var_off) - sizeof(reg->type));
1043         ___mark_reg_known(reg, imm);
1044 }
1045
1046 static void __mark_reg32_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1047 {
1048         reg->var_off = tnum_const_subreg(reg->var_off, imm);
1049         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1050         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1051         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1052         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1053 }
1054
1055 /* Mark the 'variable offset' part of a register as zero.  This should be
1056  * used only on registers holding a pointer type.
1057  */
1058 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1059 {
1060         __mark_reg_known(reg, 0);
1061 }
1062
1063 static void __mark_reg_const_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1064 {
1065         __mark_reg_known(reg, 0);
1066         reg->type = SCALAR_VALUE;
1067 }
1068
1069 static void mark_reg_known_zero(struct bpf_verifier_env *env,
1070                                 struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1071 {
1072         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1073                 verbose(env, "mark_reg_known_zero(regs, %u)\n", regno);
1074                 /* Something bad happened, let's kill all regs */
1075                 for (regno = 0; regno < MAX_BPF_REG; regno++)
1076                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1077                 return;
1078         }
1079         __mark_reg_known_zero(regs + regno);
1080 }
1081
1082 static void mark_ptr_not_null_reg(struct bpf_reg_state *reg)
1083 {
1084         switch (reg->type) {
1085         case PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL: {
1086                 const struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
1087
1088                 if (map->inner_map_meta) {
1089                         reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
1090                         reg->map_ptr = map->inner_map_meta;
1091                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_XSKMAP) {
1092                         reg->type = PTR_TO_XDP_SOCK;
1093                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
1094                            map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH) {
1095                         reg->type = PTR_TO_SOCKET;
1096                 } else {
1097                         reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
1098                 }
1099                 break;
1100         }
1101         case PTR_TO_SOCKET_OR_NULL:
1102                 reg->type = PTR_TO_SOCKET;
1103                 break;
1104         case PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL:
1105                 reg->type = PTR_TO_SOCK_COMMON;
1106                 break;
1107         case PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL:
1108                 reg->type = PTR_TO_TCP_SOCK;
1109                 break;
1110         case PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL:
1111                 reg->type = PTR_TO_BTF_ID;
1112                 break;
1113         case PTR_TO_MEM_OR_NULL:
1114                 reg->type = PTR_TO_MEM;
1115                 break;
1116         case PTR_TO_RDONLY_BUF_OR_NULL:
1117                 reg->type = PTR_TO_RDONLY_BUF;
1118                 break;
1119         case PTR_TO_RDWR_BUF_OR_NULL:
1120                 reg->type = PTR_TO_RDWR_BUF;
1121                 break;
1122         default:
1123                 WARN_ON("unknown nullable register type");
1124         }
1125 }
1126
1127 static bool reg_is_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg)
1128 {
1129         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
1130 }
1131
1132 static bool reg_is_pkt_pointer_any(const struct bpf_reg_state *reg)
1133 {
1134         return reg_is_pkt_pointer(reg) ||
1135                reg->type == PTR_TO_PACKET_END;
1136 }
1137
1138 /* Unmodified PTR_TO_PACKET[_META,_END] register from ctx access. */
1139 static bool reg_is_init_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg,
1140                                     enum bpf_reg_type which)
1141 {
1142         /* The register can already have a range from prior markings.
1143          * This is fine as long as it hasn't been advanced from its
1144          * origin.
1145          */
1146         return reg->type == which &&
1147                reg->id == 0 &&
1148                reg->off == 0 &&
1149                tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
1150 }
1151
1152 /* Reset the min/max bounds of a register */
1153 static void __mark_reg_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1154 {
1155         reg->smin_value = S64_MIN;
1156         reg->smax_value = S64_MAX;
1157         reg->umin_value = 0;
1158         reg->umax_value = U64_MAX;
1159
1160         reg->s32_min_value = S32_MIN;
1161         reg->s32_max_value = S32_MAX;
1162         reg->u32_min_value = 0;
1163         reg->u32_max_value = U32_MAX;
1164 }
1165
1166 static void __mark_reg64_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1167 {
1168         reg->smin_value = S64_MIN;
1169         reg->smax_value = S64_MAX;
1170         reg->umin_value = 0;
1171         reg->umax_value = U64_MAX;
1172 }
1173
1174 static void __mark_reg32_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1175 {
1176         reg->s32_min_value = S32_MIN;
1177         reg->s32_max_value = S32_MAX;
1178         reg->u32_min_value = 0;
1179         reg->u32_max_value = U32_MAX;
1180 }
1181
1182 static void __update_reg32_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1183 {
1184         struct tnum var32_off = tnum_subreg(reg->var_off);
1185
1186         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
1187         reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value,
1188                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MIN));
1189         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
1190         reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value,
1191                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MAX));
1192         reg->u32_min_value = max_t(u32, reg->u32_min_value, (u32)var32_off.value);
1193         reg->u32_max_value = min(reg->u32_max_value,
1194                                  (u32)(var32_off.value | var32_off.mask));
1195 }
1196
1197 static void __update_reg64_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1198 {
1199         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
1200         reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value,
1201                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MIN));
1202         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
1203         reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value,
1204                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MAX));
1205         reg->umin_value = max(reg->umin_value, reg->var_off.value);
1206         reg->umax_value = min(reg->umax_value,
1207                               reg->var_off.value | reg->var_off.mask);
1208 }
1209
1210 static void __update_reg_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1211 {
1212         __update_reg32_bounds(reg);
1213         __update_reg64_bounds(reg);
1214 }
1215
1216 /* Uses signed min/max values to inform unsigned, and vice-versa */
1217 static void __reg32_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1218 {
1219         /* Learn sign from signed bounds.
1220          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
1221          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
1222          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
1223          */
1224         if (reg->s32_min_value >= 0 || reg->s32_max_value < 0) {
1225                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
1226                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
1227                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
1228                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
1229                 return;
1230         }
1231         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
1232          * boundary, so we must be careful.
1233          */
1234         if ((s32)reg->u32_max_value >= 0) {
1235                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
1236                  * is positive, hence safe.
1237                  */
1238                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value;
1239                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
1240                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
1241         } else if ((s32)reg->u32_min_value < 0) {
1242                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
1243                  * is negative, hence safe.
1244                  */
1245                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
1246                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
1247                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value;
1248         }
1249 }
1250
1251 static void __reg64_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1252 {
1253         /* Learn sign from signed bounds.
1254          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
1255          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
1256          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
1257          */
1258         if (reg->smin_value >= 0 || reg->smax_value < 0) {
1259                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
1260                                                           reg->umin_value);
1261                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
1262                                                           reg->umax_value);
1263                 return;
1264         }
1265         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
1266          * boundary, so we must be careful.
1267          */
1268         if ((s64)reg->umax_value >= 0) {
1269                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
1270                  * is positive, hence safe.
1271                  */
1272                 reg->smin_value = reg->umin_value;
1273                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
1274                                                           reg->umax_value);
1275         } else if ((s64)reg->umin_value < 0) {
1276                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
1277                  * is negative, hence safe.
1278                  */
1279                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
1280                                                           reg->umin_value);
1281                 reg->smax_value = reg->umax_value;
1282         }
1283 }
1284
1285 static void __reg_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1286 {
1287         __reg32_deduce_bounds(reg);
1288         __reg64_deduce_bounds(reg);
1289 }
1290
1291 /* Attempts to improve var_off based on unsigned min/max information */
1292 static void __reg_bound_offset(struct bpf_reg_state *reg)
1293 {
1294         struct tnum var64_off = tnum_intersect(reg->var_off,
1295                                                tnum_range(reg->umin_value,
1296                                                           reg->umax_value));
1297         struct tnum var32_off = tnum_intersect(tnum_subreg(reg->var_off),
1298                                                 tnum_range(reg->u32_min_value,
1299                                                            reg->u32_max_value));
1300
1301         reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(var64_off), var32_off);
1302 }
1303
1304 static void __reg_assign_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
1305 {
1306         reg->umin_value = reg->u32_min_value;
1307         reg->umax_value = reg->u32_max_value;
1308         /* Attempt to pull 32-bit signed bounds into 64-bit bounds
1309          * but must be positive otherwise set to worse case bounds
1310          * and refine later from tnum.
1311          */
1312         if (reg->s32_min_value >= 0 && reg->s32_max_value >= 0)
1313                 reg->smax_value = reg->s32_max_value;
1314         else
1315                 reg->smax_value = U32_MAX;
1316         if (reg->s32_min_value >= 0)
1317                 reg->smin_value = reg->s32_min_value;
1318         else
1319                 reg->smin_value = 0;
1320 }
1321
1322 static void __reg_combine_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
1323 {
1324         /* special case when 64-bit register has upper 32-bit register
1325          * zeroed. Typically happens after zext or <<32, >>32 sequence
1326          * allowing us to use 32-bit bounds directly,
1327          */
1328         if (tnum_equals_const(tnum_clear_subreg(reg->var_off), 0)) {
1329                 __reg_assign_32_into_64(reg);
1330         } else {
1331                 /* Otherwise the best we can do is push lower 32bit known and
1332                  * unknown bits into register (var_off set from jmp logic)
1333                  * then learn as much as possible from the 64-bit tnum
1334                  * known and unknown bits. The previous smin/smax bounds are
1335                  * invalid here because of jmp32 compare so mark them unknown
1336                  * so they do not impact tnum bounds calculation.
1337                  */
1338                 __mark_reg64_unbounded(reg);
1339                 __update_reg_bounds(reg);
1340         }
1341
1342         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
1343          * slightly.  e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
1344          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
1345          */
1346         __reg_deduce_bounds(reg);
1347         __reg_bound_offset(reg);
1348         __update_reg_bounds(reg);
1349 }
1350
1351 static bool __reg64_bound_s32(s64 a)
1352 {
1353         return a > S32_MIN && a < S32_MAX;
1354 }
1355
1356 static bool __reg64_bound_u32(u64 a)
1357 {
1358         if (a > U32_MIN && a < U32_MAX)
1359                 return true;
1360         return false;
1361 }
1362
1363 static void __reg_combine_64_into_32(struct bpf_reg_state *reg)
1364 {
1365         __mark_reg32_unbounded(reg);
1366
1367         if (__reg64_bound_s32(reg->smin_value) && __reg64_bound_s32(reg->smax_value)) {
1368                 reg->s32_min_value = (s32)reg->smin_value;
1369                 reg->s32_max_value = (s32)reg->smax_value;
1370         }
1371         if (__reg64_bound_u32(reg->umin_value))
1372                 reg->u32_min_value = (u32)reg->umin_value;
1373         if (__reg64_bound_u32(reg->umax_value))
1374                 reg->u32_max_value = (u32)reg->umax_value;
1375
1376         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
1377          * slightly.  e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
1378          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
1379          */
1380         __reg_deduce_bounds(reg);
1381         __reg_bound_offset(reg);
1382         __update_reg_bounds(reg);
1383 }
1384
1385 /* Mark a register as having a completely unknown (scalar) value. */
1386 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
1387                                struct bpf_reg_state *reg)
1388 {
1389         /*
1390          * Clear type, id, off, and union(map_ptr, range) and
1391          * padding between 'type' and union
1392          */
1393         memset(reg, 0, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off));
1394         reg->type = SCALAR_VALUE;
1395         reg->var_off = tnum_unknown;
1396         reg->frameno = 0;
1397         reg->precise = env->subprog_cnt > 1 || !env->bpf_capable;
1398         __mark_reg_unbounded(reg);
1399 }
1400
1401 static void mark_reg_unknown(struct bpf_verifier_env *env,
1402                              struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1403 {
1404         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1405                 verbose(env, "mark_reg_unknown(regs, %u)\n", regno);
1406                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
1407                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
1408                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1409                 return;
1410         }
1411         __mark_reg_unknown(env, regs + regno);
1412 }
1413
1414 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
1415                                 struct bpf_reg_state *reg)
1416 {
1417         __mark_reg_unknown(env, reg);
1418         reg->type = NOT_INIT;
1419 }
1420
1421 static void mark_reg_not_init(struct bpf_verifier_env *env,
1422                               struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1423 {
1424         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1425                 verbose(env, "mark_reg_not_init(regs, %u)\n", regno);
1426                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
1427                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
1428                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1429                 return;
1430         }
1431         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1432 }
1433
1434 static void mark_btf_ld_reg(struct bpf_verifier_env *env,
1435                             struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
1436                             enum bpf_reg_type reg_type,
1437                             struct btf *btf, u32 btf_id)
1438 {
1439         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
1440                 mark_reg_unknown(env, regs, regno);
1441                 return;
1442         }
1443         mark_reg_known_zero(env, regs, regno);
1444         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID;
1445         regs[regno].btf = btf;
1446         regs[regno].btf_id = btf_id;
1447 }
1448
1449 #define DEF_NOT_SUBREG  (0)
1450 static void init_reg_state(struct bpf_verifier_env *env,
1451                            struct bpf_func_state *state)
1452 {
1453         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
1454         int i;
1455
1456         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
1457                 mark_reg_not_init(env, regs, i);
1458                 regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
1459                 regs[i].parent = NULL;
1460                 regs[i].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
1461         }
1462
1463         /* frame pointer */
1464         regs[BPF_REG_FP].type = PTR_TO_STACK;
1465         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_FP);
1466         regs[BPF_REG_FP].frameno = state->frameno;
1467 }
1468
1469 #define BPF_MAIN_FUNC (-1)
1470 static void init_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
1471                             struct bpf_func_state *state,
1472                             int callsite, int frameno, int subprogno)
1473 {
1474         state->callsite = callsite;
1475         state->frameno = frameno;
1476         state->subprogno = subprogno;
1477         init_reg_state(env, state);
1478 }
1479
1480 enum reg_arg_type {
1481         SRC_OP,         /* register is used as source operand */
1482         DST_OP,         /* register is used as destination operand */
1483         DST_OP_NO_MARK  /* same as above, check only, don't mark */
1484 };
1485
1486 static int cmp_subprogs(const void *a, const void *b)
1487 {
1488         return ((struct bpf_subprog_info *)a)->start -
1489                ((struct bpf_subprog_info *)b)->start;
1490 }
1491
1492 static int find_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
1493 {
1494         struct bpf_subprog_info *p;
1495
1496         p = bsearch(&off, env->subprog_info, env->subprog_cnt,
1497                     sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs);
1498         if (!p)
1499                 return -ENOENT;
1500         return p - env->subprog_info;
1501
1502 }
1503
1504 static int add_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
1505 {
1506         int insn_cnt = env->prog->len;
1507         int ret;
1508
1509         if (off >= insn_cnt || off < 0) {
1510                 verbose(env, "call to invalid destination\n");
1511                 return -EINVAL;
1512         }
1513         ret = find_subprog(env, off);
1514         if (ret >= 0)
1515                 return 0;
1516         if (env->subprog_cnt >= BPF_MAX_SUBPROGS) {
1517                 verbose(env, "too many subprograms\n");
1518                 return -E2BIG;
1519         }
1520         env->subprog_info[env->subprog_cnt++].start = off;
1521         sort(env->subprog_info, env->subprog_cnt,
1522              sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs, NULL);
1523         return 0;
1524 }
1525
1526 static int check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
1527 {
1528         int i, ret, subprog_start, subprog_end, off, cur_subprog = 0;
1529         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
1530         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
1531         int insn_cnt = env->prog->len;
1532
1533         /* Add entry function. */
1534         ret = add_subprog(env, 0);
1535         if (ret < 0)
1536                 return ret;
1537
1538         /* determine subprog starts. The end is one before the next starts */
1539         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
1540                 if (!bpf_pseudo_call(insn + i))
1541                         continue;
1542                 if (!env->bpf_capable) {
1543                         verbose(env,
1544                                 "function calls to other bpf functions are allowed for CAP_BPF and CAP_SYS_ADMIN\n");
1545                         return -EPERM;
1546                 }
1547                 ret = add_subprog(env, i + insn[i].imm + 1);
1548                 if (ret < 0)
1549                         return ret;
1550         }
1551
1552         /* Add a fake 'exit' subprog which could simplify subprog iteration
1553          * logic. 'subprog_cnt' should not be increased.
1554          */
1555         subprog[env->subprog_cnt].start = insn_cnt;
1556
1557         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
1558                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
1559                         verbose(env, "func#%d @%d\n", i, subprog[i].start);
1560
1561         /* now check that all jumps are within the same subprog */
1562         subprog_start = subprog[cur_subprog].start;
1563         subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
1564         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
1565                 u8 code = insn[i].code;
1566
1567                 if (code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
1568                     insn[i].imm == BPF_FUNC_tail_call &&
1569                     insn[i].src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
1570                         subprog[cur_subprog].has_tail_call = true;
1571                 if (BPF_CLASS(code) == BPF_LD &&
1572                     (BPF_MODE(code) == BPF_ABS || BPF_MODE(code) == BPF_IND))
1573                         subprog[cur_subprog].has_ld_abs = true;
1574                 if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP && BPF_CLASS(code) != BPF_JMP32)
1575                         goto next;
1576                 if (BPF_OP(code) == BPF_EXIT || BPF_OP(code) == BPF_CALL)
1577                         goto next;
1578                 off = i + insn[i].off + 1;
1579                 if (off < subprog_start || off >= subprog_end) {
1580                         verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", i, off);
1581                         return -EINVAL;
1582                 }
1583 next:
1584                 if (i == subprog_end - 1) {
1585                         /* to avoid fall-through from one subprog into another
1586                          * the last insn of the subprog should be either exit
1587                          * or unconditional jump back
1588                          */
1589                         if (code != (BPF_JMP | BPF_EXIT) &&
1590                             code != (BPF_JMP | BPF_JA)) {
1591                                 verbose(env, "last insn is not an exit or jmp\n");
1592                                 return -EINVAL;
1593                         }
1594                         subprog_start = subprog_end;
1595                         cur_subprog++;
1596                         if (cur_subprog < env->subprog_cnt)
1597                                 subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
1598                 }
1599         }
1600         return 0;
1601 }
1602
1603 /* Parentage chain of this register (or stack slot) should take care of all
1604  * issues like callee-saved registers, stack slot allocation time, etc.
1605  */
1606 static int mark_reg_read(struct bpf_verifier_env *env,
1607                          const struct bpf_reg_state *state,
1608                          struct bpf_reg_state *parent, u8 flag)
1609 {
1610         bool writes = parent == state->parent; /* Observe write marks */
1611         int cnt = 0;
1612
1613         while (parent) {
1614                 /* if read wasn't screened by an earlier write ... */
1615                 if (writes && state->live & REG_LIVE_WRITTEN)
1616                         break;
1617                 if (parent->live & REG_LIVE_DONE) {
1618                         verbose(env, "verifier BUG type %s var_off %lld off %d\n",
1619                                 reg_type_str[parent->type],
1620                                 parent->var_off.value, parent->off);
1621                         return -EFAULT;
1622                 }
1623                 /* The first condition is more likely to be true than the
1624                  * second, checked it first.
1625                  */
1626                 if ((parent->live & REG_LIVE_READ) == flag ||
1627                     parent->live & REG_LIVE_READ64)
1628                         /* The parentage chain never changes and
1629                          * this parent was already marked as LIVE_READ.
1630                          * There is no need to keep walking the chain again and
1631                          * keep re-marking all parents as LIVE_READ.
1632                          * This case happens when the same register is read
1633                          * multiple times without writes into it in-between.
1634                          * Also, if parent has the stronger REG_LIVE_READ64 set,
1635                          * then no need to set the weak REG_LIVE_READ32.
1636                          */
1637                         break;
1638                 /* ... then we depend on parent's value */
1639                 parent->live |= flag;
1640                 /* REG_LIVE_READ64 overrides REG_LIVE_READ32. */
1641                 if (flag == REG_LIVE_READ64)
1642                         parent->live &= ~REG_LIVE_READ32;
1643                 state = parent;
1644                 parent = state->parent;
1645                 writes = true;
1646                 cnt++;
1647         }
1648
1649         if (env->longest_mark_read_walk < cnt)
1650                 env->longest_mark_read_walk = cnt;
1651         return 0;
1652 }
1653
1654 /* This function is supposed to be used by the following 32-bit optimization
1655  * code only. It returns TRUE if the source or destination register operates
1656  * on 64-bit, otherwise return FALSE.
1657  */
1658 static bool is_reg64(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
1659                      u32 regno, struct bpf_reg_state *reg, enum reg_arg_type t)
1660 {
1661         u8 code, class, op;
1662
1663         code = insn->code;
1664         class = BPF_CLASS(code);
1665         op = BPF_OP(code);
1666         if (class == BPF_JMP) {
1667                 /* BPF_EXIT for "main" will reach here. Return TRUE
1668                  * conservatively.
1669                  */
1670                 if (op == BPF_EXIT)
1671                         return true;
1672                 if (op == BPF_CALL) {
1673                         /* BPF to BPF call will reach here because of marking
1674                          * caller saved clobber with DST_OP_NO_MARK for which we
1675                          * don't care the register def because they are anyway
1676                          * marked as NOT_INIT already.
1677                          */
1678                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
1679                                 return false;
1680                         /* Helper call will reach here because of arg type
1681                          * check, conservatively return TRUE.
1682                          */
1683                         if (t == SRC_OP)
1684                                 return true;
1685
1686                         return false;
1687                 }
1688         }
1689
1690         if (class == BPF_ALU64 || class == BPF_JMP ||
1691             /* BPF_END always use BPF_ALU class. */
1692             (class == BPF_ALU && op == BPF_END && insn->imm == 64))
1693                 return true;
1694
1695         if (class == BPF_ALU || class == BPF_JMP32)
1696                 return false;
1697
1698         if (class == BPF_LDX) {
1699                 if (t != SRC_OP)
1700                         return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
1701                 /* LDX source must be ptr. */
1702                 return true;
1703         }
1704
1705         if (class == BPF_STX) {
1706                 if (reg->type != SCALAR_VALUE)
1707                         return true;
1708                 return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
1709         }
1710
1711         if (class == BPF_LD) {
1712                 u8 mode = BPF_MODE(code);
1713
1714                 /* LD_IMM64 */
1715                 if (mode == BPF_IMM)
1716                         return true;
1717
1718                 /* Both LD_IND and LD_ABS return 32-bit data. */
1719                 if (t != SRC_OP)
1720                         return  false;
1721
1722                 /* Implicit ctx ptr. */
1723                 if (regno == BPF_REG_6)
1724                         return true;
1725
1726                 /* Explicit source could be any width. */
1727                 return true;
1728         }
1729
1730         if (class == BPF_ST)
1731                 /* The only source register for BPF_ST is a ptr. */
1732                 return true;
1733
1734         /* Conservatively return true at default. */
1735         return true;
1736 }
1737
1738 /* Return TRUE if INSN doesn't have explicit value define. */
1739 static bool insn_no_def(struct bpf_insn *insn)
1740 {
1741         u8 class = BPF_CLASS(insn->code);
1742
1743         return (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32 ||
1744                 class == BPF_STX || class == BPF_ST);
1745 }
1746
1747 /* Return TRUE if INSN has defined any 32-bit value explicitly. */
1748 static bool insn_has_def32(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
1749 {
1750         if (insn_no_def(insn))
1751                 return false;
1752
1753         return !is_reg64(env, insn, insn->dst_reg, NULL, DST_OP);
1754 }
1755
1756 static void mark_insn_zext(struct bpf_verifier_env *env,
1757                            struct bpf_reg_state *reg)
1758 {
1759         s32 def_idx = reg->subreg_def;
1760
1761         if (def_idx == DEF_NOT_SUBREG)
1762                 return;
1763
1764         env->insn_aux_data[def_idx - 1].zext_dst = true;
1765         /* The dst will be zero extended, so won't be sub-register anymore. */
1766         reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
1767 }
1768
1769 static int check_reg_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
1770                          enum reg_arg_type t)
1771 {
1772         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
1773         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
1774         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + env->insn_idx;
1775         struct bpf_reg_state *reg, *regs = state->regs;
1776         bool rw64;
1777
1778         if (regno >= MAX_BPF_REG) {
1779                 verbose(env, "R%d is invalid\n", regno);
1780                 return -EINVAL;
1781         }
1782
1783         reg = &regs[regno];
1784         rw64 = is_reg64(env, insn, regno, reg, t);
1785         if (t == SRC_OP) {
1786                 /* check whether register used as source operand can be read */
1787                 if (reg->type == NOT_INIT) {
1788                         verbose(env, "R%d !read_ok\n", regno);
1789                         return -EACCES;
1790                 }
1791                 /* We don't need to worry about FP liveness because it's read-only */
1792                 if (regno == BPF_REG_FP)
1793                         return 0;
1794
1795                 if (rw64)
1796                         mark_insn_zext(env, reg);
1797
1798                 return mark_reg_read(env, reg, reg->parent,
1799                                      rw64 ? REG_LIVE_READ64 : REG_LIVE_READ32);
1800         } else {
1801                 /* check whether register used as dest operand can be written to */
1802                 if (regno == BPF_REG_FP) {
1803                         verbose(env, "frame pointer is read only\n");
1804                         return -EACCES;
1805                 }
1806                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1807                 reg->subreg_def = rw64 ? DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
1808                 if (t == DST_OP)
1809                         mark_reg_unknown(env, regs, regno);
1810         }
1811         return 0;
1812 }
1813
1814 /* for any branch, call, exit record the history of jmps in the given state */
1815 static int push_jmp_history(struct bpf_verifier_env *env,
1816                             struct bpf_verifier_state *cur)
1817 {
1818         u32 cnt = cur->jmp_history_cnt;
1819         struct bpf_idx_pair *p;
1820
1821         cnt++;
1822         p = krealloc(cur->jmp_history, cnt * sizeof(*p), GFP_USER);
1823         if (!p)
1824                 return -ENOMEM;
1825         p[cnt - 1].idx = env->insn_idx;
1826         p[cnt - 1].prev_idx = env->prev_insn_idx;
1827         cur->jmp_history = p;
1828         cur->jmp_history_cnt = cnt;
1829         return 0;
1830 }
1831
1832 /* Backtrack one insn at a time. If idx is not at the top of recorded
1833  * history then previous instruction came from straight line execution.
1834  */
1835 static int get_prev_insn_idx(struct bpf_verifier_state *st, int i,
1836                              u32 *history)
1837 {
1838         u32 cnt = *history;
1839
1840         if (cnt && st->jmp_history[cnt - 1].idx == i) {
1841                 i = st->jmp_history[cnt - 1].prev_idx;
1842                 (*history)--;
1843         } else {
1844                 i--;
1845         }
1846         return i;
1847 }
1848
1849 /* For given verifier state backtrack_insn() is called from the last insn to
1850  * the first insn. Its purpose is to compute a bitmask of registers and
1851  * stack slots that needs precision in the parent verifier state.
1852  */
1853 static int backtrack_insn(struct bpf_verifier_env *env, int idx,
1854                           u32 *reg_mask, u64 *stack_mask)
1855 {
1856         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
1857                 .cb_print       = verbose,
1858                 .private_data   = env,
1859         };
1860         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + idx;
1861         u8 class = BPF_CLASS(insn->code);
1862         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
1863         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
1864         u32 dreg = 1u << insn->dst_reg;
1865         u32 sreg = 1u << insn->src_reg;
1866         u32 spi;
1867
1868         if (insn->code == 0)
1869                 return 0;
1870         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
1871                 verbose(env, "regs=%x stack=%llx before ", *reg_mask, *stack_mask);
1872                 verbose(env, "%d: ", idx);
1873                 print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
1874         }
1875
1876         if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
1877                 if (!(*reg_mask & dreg))
1878                         return 0;
1879                 if (opcode == BPF_MOV) {
1880                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
1881                                 /* dreg = sreg
1882                                  * dreg needs precision after this insn
1883                                  * sreg needs precision before this insn
1884                                  */
1885                                 *reg_mask &= ~dreg;
1886                                 *reg_mask |= sreg;
1887                         } else {
1888                                 /* dreg = K
1889                                  * dreg needs precision after this insn.
1890                                  * Corresponding register is already marked
1891                                  * as precise=true in this verifier state.
1892                                  * No further markings in parent are necessary
1893                                  */
1894                                 *reg_mask &= ~dreg;
1895                         }
1896                 } else {
1897                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
1898                                 /* dreg += sreg
1899                                  * both dreg and sreg need precision
1900                                  * before this insn
1901                                  */
1902                                 *reg_mask |= sreg;
1903                         } /* else dreg += K
1904                            * dreg still needs precision before this insn
1905                            */
1906                 }
1907         } else if (class == BPF_LDX) {
1908                 if (!(*reg_mask & dreg))
1909                         return 0;
1910                 *reg_mask &= ~dreg;
1911
1912                 /* scalars can only be spilled into stack w/o losing precision.
1913                  * Load from any other memory can be zero extended.
1914                  * The desire to keep that precision is already indicated
1915                  * by 'precise' mark in corresponding register of this state.
1916                  * No further tracking necessary.
1917                  */
1918                 if (insn->src_reg != BPF_REG_FP)
1919                         return 0;
1920                 if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW)
1921                         return 0;
1922
1923                 /* dreg = *(u64 *)[fp - off] was a fill from the stack.
1924                  * that [fp - off] slot contains scalar that needs to be
1925                  * tracked with precision
1926                  */
1927                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
1928                 if (spi >= 64) {
1929                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
1930                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
1931                         return -EFAULT;
1932                 }
1933                 *stack_mask |= 1ull << spi;
1934         } else if (class == BPF_STX || class == BPF_ST) {
1935                 if (*reg_mask & dreg)
1936                         /* stx & st shouldn't be using _scalar_ dst_reg
1937                          * to access memory. It means backtracking
1938                          * encountered a case of pointer subtraction.
1939                          */
1940                         return -ENOTSUPP;
1941                 /* scalars can only be spilled into stack */
1942                 if (insn->dst_reg != BPF_REG_FP)
1943                         return 0;
1944                 if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW)
1945                         return 0;
1946                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
1947                 if (spi >= 64) {
1948                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
1949                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
1950                         return -EFAULT;
1951                 }
1952                 if (!(*stack_mask & (1ull << spi)))
1953                         return 0;
1954                 *stack_mask &= ~(1ull << spi);
1955                 if (class == BPF_STX)
1956                         *reg_mask |= sreg;
1957         } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
1958                 if (opcode == BPF_CALL) {
1959                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
1960                                 return -ENOTSUPP;
1961                         /* regular helper call sets R0 */
1962                         *reg_mask &= ~1;
1963                         if (*reg_mask & 0x3f) {
1964                                 /* if backtracing was looking for registers R1-R5
1965                                  * they should have been found already.
1966                                  */
1967                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", *reg_mask);
1968                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
1969                                 return -EFAULT;
1970                         }
1971                 } else if (opcode == BPF_EXIT) {
1972                         return -ENOTSUPP;
1973                 }
1974         } else if (class == BPF_LD) {
1975                 if (!(*reg_mask & dreg))
1976                         return 0;
1977                 *reg_mask &= ~dreg;
1978                 /* It's ld_imm64 or ld_abs or ld_ind.
1979                  * For ld_imm64 no further tracking of precision
1980                  * into parent is necessary
1981                  */
1982                 if (mode == BPF_IND || mode == BPF_ABS)
1983                         /* to be analyzed */
1984                         return -ENOTSUPP;
1985         }
1986         return 0;
1987 }
1988
1989 /* the scalar precision tracking algorithm:
1990  * . at the start all registers have precise=false.
1991  * . scalar ranges are tracked as normal through alu and jmp insns.
1992  * . once precise value of the scalar register is used in:
1993  *   .  ptr + scalar alu
1994  *   . if (scalar cond K|scalar)
1995  *   .  helper_call(.., scalar, ...) where ARG_CONST is expected
1996  *   backtrack through the verifier states and mark all registers and
1997  *   stack slots with spilled constants that these scalar regisers
1998  *   should be precise.
1999  * . during state pruning two registers (or spilled stack slots)
2000  *   are equivalent if both are not precise.
2001  *
2002  * Note the verifier cannot simply walk register parentage chain,
2003  * since many different registers and stack slots could have been
2004  * used to compute single precise scalar.
2005  *
2006  * The approach of starting with precise=true for all registers and then
2007  * backtrack to mark a register as not precise when the verifier detects
2008  * that program doesn't care about specific value (e.g., when helper
2009  * takes register as ARG_ANYTHING parameter) is not safe.
2010  *
2011  * It's ok to walk single parentage chain of the verifier states.
2012  * It's possible that this backtracking will go all the way till 1st insn.
2013  * All other branches will be explored for needing precision later.
2014  *
2015  * The backtracking needs to deal with cases like:
2016  *   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)
2017  * r9 -= r8
2018  * r5 = r9
2019  * if r5 > 0x79f goto pc+7
2020  *    R5_w=inv(id=0,umax_value=1951,var_off=(0x0; 0x7ff))
2021  * r5 += 1
2022  * ...
2023  * call bpf_perf_event_output#25
2024  *   where .arg5_type = ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO
2025  *
2026  * and this case:
2027  * r6 = 1
2028  * call foo // uses callee's r6 inside to compute r0
2029  * r0 += r6
2030  * if r0 == 0 goto
2031  *
2032  * to track above reg_mask/stack_mask needs to be independent for each frame.
2033  *
2034  * Also if parent's curframe > frame where backtracking started,
2035  * the verifier need to mark registers in both frames, otherwise callees
2036  * may incorrectly prune callers. This is similar to
2037  * commit 7640ead93924 ("bpf: verifier: make sure callees don't prune with caller differences")
2038  *
2039  * For now backtracking falls back into conservative marking.
2040  */
2041 static void mark_all_scalars_precise(struct bpf_verifier_env *env,
2042                                      struct bpf_verifier_state *st)
2043 {
2044         struct bpf_func_state *func;
2045         struct bpf_reg_state *reg;
2046         int i, j;
2047
2048         /* big hammer: mark all scalars precise in this path.
2049          * pop_stack may still get !precise scalars.
2050          */
2051         for (; st; st = st->parent)
2052                 for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
2053                         func = st->frame[i];
2054                         for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
2055                                 reg = &func->regs[j];
2056                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE)
2057                                         continue;
2058                                 reg->precise = true;
2059                         }
2060                         for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
2061                                 if (func->stack[j].slot_type[0] != STACK_SPILL)
2062                                         continue;
2063                                 reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
2064                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE)
2065                                         continue;
2066                                 reg->precise = true;
2067                         }
2068                 }
2069 }
2070
2071 static int __mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
2072                                   int spi)
2073 {
2074         struct bpf_verifier_state *st = env->cur_state;
2075         int first_idx = st->first_insn_idx;
2076         int last_idx = env->insn_idx;
2077         struct bpf_func_state *func;
2078         struct bpf_reg_state *reg;
2079         u32 reg_mask = regno >= 0 ? 1u << regno : 0;
2080         u64 stack_mask = spi >= 0 ? 1ull << spi : 0;
2081         bool skip_first = true;
2082         bool new_marks = false;
2083         int i, err;
2084
2085         if (!env->bpf_capable)
2086                 return 0;
2087
2088         func = st->frame[st->curframe];
2089         if (regno >= 0) {
2090                 reg = &func->regs[regno];
2091                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2092                         WARN_ONCE(1, "backtracing misuse");
2093                         return -EFAULT;
2094                 }
2095                 if (!reg->precise)
2096                         new_marks = true;
2097                 else
2098                         reg_mask = 0;
2099                 reg->precise = true;
2100         }
2101
2102         while (spi >= 0) {
2103                 if (func->stack[spi].slot_type[0] != STACK_SPILL) {
2104                         stack_mask = 0;
2105                         break;
2106                 }
2107                 reg = &func->stack[spi].spilled_ptr;
2108                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2109                         stack_mask = 0;
2110                         break;
2111                 }
2112                 if (!reg->precise)
2113                         new_marks = true;
2114                 else
2115                         stack_mask = 0;
2116                 reg->precise = true;
2117                 break;
2118         }
2119
2120         if (!new_marks)
2121                 return 0;
2122         if (!reg_mask && !stack_mask)
2123                 return 0;
2124         for (;;) {
2125                 DECLARE_BITMAP(mask, 64);
2126                 u32 history = st->jmp_history_cnt;
2127
2128                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
2129                         verbose(env, "last_idx %d first_idx %d\n", last_idx, first_idx);
2130                 for (i = last_idx;;) {
2131                         if (skip_first) {
2132                                 err = 0;
2133                                 skip_first = false;
2134                         } else {
2135                                 err = backtrack_insn(env, i, &reg_mask, &stack_mask);
2136                         }
2137                         if (err == -ENOTSUPP) {
2138                                 mark_all_scalars_precise(env, st);
2139                                 return 0;
2140                         } else if (err) {
2141                                 return err;
2142                         }
2143                         if (!reg_mask && !stack_mask)
2144                                 /* Found assignment(s) into tracked register in this state.
2145                                  * Since this state is already marked, just return.
2146                                  * Nothing to be tracked further in the parent state.
2147                                  */
2148                                 return 0;
2149                         if (i == first_idx)
2150                                 break;
2151                         i = get_prev_insn_idx(st, i, &history);
2152                         if (i >= env->prog->len) {
2153                                 /* This can happen if backtracking reached insn 0
2154                                  * and there are still reg_mask or stack_mask
2155                                  * to backtrack.
2156                                  * It means the backtracking missed the spot where
2157                                  * particular register was initialized with a constant.
2158                                  */
2159                                 verbose(env, "BUG backtracking idx %d\n", i);
2160                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
2161                                 return -EFAULT;
2162                         }
2163                 }
2164                 st = st->parent;
2165                 if (!st)
2166                         break;
2167
2168                 new_marks = false;
2169                 func = st->frame[st->curframe];
2170                 bitmap_from_u64(mask, reg_mask);
2171                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
2172                         reg = &func->regs[i];
2173                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2174                                 reg_mask &= ~(1u << i);
2175                                 continue;
2176                         }
2177                         if (!reg->precise)
2178                                 new_marks = true;
2179                         reg->precise = true;
2180                 }
2181
2182                 bitmap_from_u64(mask, stack_mask);
2183                 for_each_set_bit(i, mask, 64) {
2184                         if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE) {
2185                                 /* the sequence of instructions:
2186                                  * 2: (bf) r3 = r10
2187                                  * 3: (7b) *(u64 *)(r3 -8) = r0
2188                                  * 4: (79) r4 = *(u64 *)(r10 -8)
2189                                  * doesn't contain jmps. It's backtracked
2190                                  * as a single block.
2191                                  * During backtracking insn 3 is not recognized as
2192                                  * stack access, so at the end of backtracking
2193                                  * stack slot fp-8 is still marked in stack_mask.
2194                                  * However the parent state may not have accessed
2195                                  * fp-8 and it's "unallocated" stack space.
2196                                  * In such case fallback to conservative.
2197                                  */
2198                                 mark_all_scalars_precise(env, st);
2199                                 return 0;
2200                         }
2201
2202                         if (func->stack[i].slot_type[0] != STACK_SPILL) {
2203                                 stack_mask &= ~(1ull << i);
2204                                 continue;
2205                         }
2206                         reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
2207                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2208                                 stack_mask &= ~(1ull << i);
2209                                 continue;
2210                         }
2211                         if (!reg->precise)
2212                                 new_marks = true;
2213                         reg->precise = true;
2214                 }
2215                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
2216                         print_verifier_state(env, func);
2217                         verbose(env, "parent %s regs=%x stack=%llx marks\n",
2218                                 new_marks ? "didn't have" : "already had",
2219                                 reg_mask, stack_mask);
2220                 }
2221
2222                 if (!reg_mask && !stack_mask)
2223                         break;
2224                 if (!new_marks)
2225                         break;
2226
2227                 last_idx = st->last_insn_idx;
2228                 first_idx = st->first_insn_idx;
2229         }
2230         return 0;
2231 }
2232
2233 static int mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2234 {
2235         return __mark_chain_precision(env, regno, -1);
2236 }
2237
2238 static int mark_chain_precision_stack(struct bpf_verifier_env *env, int spi)
2239 {
2240         return __mark_chain_precision(env, -1, spi);
2241 }
2242
2243 static bool is_spillable_regtype(enum bpf_reg_type type)
2244 {
2245         switch (type) {
2246         case PTR_TO_MAP_VALUE:
2247         case PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL:
2248         case PTR_TO_STACK:
2249         case PTR_TO_CTX:
2250         case PTR_TO_PACKET:
2251         case PTR_TO_PACKET_META:
2252         case PTR_TO_PACKET_END:
2253         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
2254         case CONST_PTR_TO_MAP:
2255         case PTR_TO_SOCKET:
2256         case PTR_TO_SOCKET_OR_NULL:
2257         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
2258         case PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL:
2259         case PTR_TO_TCP_SOCK:
2260         case PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL:
2261         case PTR_TO_XDP_SOCK:
2262         case PTR_TO_BTF_ID:
2263         case PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL:
2264         case PTR_TO_RDONLY_BUF:
2265         case PTR_TO_RDONLY_BUF_OR_NULL:
2266         case PTR_TO_RDWR_BUF:
2267         case PTR_TO_RDWR_BUF_OR_NULL:
2268         case PTR_TO_PERCPU_BTF_ID:
2269         case PTR_TO_MEM:
2270         case PTR_TO_MEM_OR_NULL:
2271                 return true;
2272         default:
2273                 return false;
2274         }
2275 }
2276
2277 /* Does this register contain a constant zero? */
2278 static bool register_is_null(struct bpf_reg_state *reg)
2279 {
2280         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
2281 }
2282
2283 static bool register_is_const(struct bpf_reg_state *reg)
2284 {
2285         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off);
2286 }
2287
2288 static bool __is_scalar_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2289 {
2290         return tnum_is_unknown(reg->var_off) &&
2291                reg->smin_value == S64_MIN && reg->smax_value == S64_MAX &&
2292                reg->umin_value == 0 && reg->umax_value == U64_MAX &&
2293                reg->s32_min_value == S32_MIN && reg->s32_max_value == S32_MAX &&
2294                reg->u32_min_value == 0 && reg->u32_max_value == U32_MAX;
2295 }
2296
2297 static bool register_is_bounded(struct bpf_reg_state *reg)
2298 {
2299         return reg->type == SCALAR_VALUE && !__is_scalar_unbounded(reg);
2300 }
2301
2302 static bool __is_pointer_value(bool allow_ptr_leaks,
2303                                const struct bpf_reg_state *reg)
2304 {
2305         if (allow_ptr_leaks)
2306                 return false;
2307
2308         return reg->type != SCALAR_VALUE;
2309 }
2310
2311 static void save_register_state(struct bpf_func_state *state,
2312                                 int spi, struct bpf_reg_state *reg)
2313 {
2314         int i;
2315
2316         state->stack[spi].spilled_ptr = *reg;
2317         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2318
2319         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
2320                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_SPILL;
2321 }
2322
2323 /* check_stack_{read,write}_fixed_off functions track spill/fill of registers,
2324  * stack boundary and alignment are checked in check_mem_access()
2325  */
2326 static int check_stack_write_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
2327                                        /* stack frame we're writing to */
2328                                        struct bpf_func_state *state,
2329                                        int off, int size, int value_regno,
2330                                        int insn_idx)
2331 {
2332         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
2333         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE, err;
2334         u32 dst_reg = env->prog->insnsi[insn_idx].dst_reg;
2335         struct bpf_reg_state *reg = NULL;
2336
2337         err = realloc_func_state(state, round_up(slot + 1, BPF_REG_SIZE),
2338                                  state->acquired_refs, true);
2339         if (err)
2340                 return err;
2341         /* caller checked that off % size == 0 and -MAX_BPF_STACK <= off < 0,
2342          * so it's aligned access and [off, off + size) are within stack limits
2343          */
2344         if (!env->allow_ptr_leaks &&
2345             state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
2346             size != BPF_REG_SIZE) {
2347                 verbose(env, "attempt to corrupt spilled pointer on stack\n");
2348                 return -EACCES;
2349         }
2350
2351         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
2352         if (value_regno >= 0)
2353                 reg = &cur->regs[value_regno];
2354
2355         if (reg && size == BPF_REG_SIZE && register_is_bounded(reg) &&
2356             !register_is_null(reg) && env->bpf_capable) {
2357                 if (dst_reg != BPF_REG_FP) {
2358                         /* The backtracking logic can only recognize explicit
2359                          * stack slot address like [fp - 8]. Other spill of
2360                          * scalar via different register has to be conervative.
2361                          * Backtrack from here and mark all registers as precise
2362                          * that contributed into 'reg' being a constant.
2363                          */
2364                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
2365                         if (err)
2366                                 return err;
2367                 }
2368                 save_register_state(state, spi, reg);
2369         } else if (reg && is_spillable_regtype(reg->type)) {
2370                 /* register containing pointer is being spilled into stack */
2371                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
2372                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
2373                         verbose(env, "invalid size of register spill\n");
2374                         return -EACCES;
2375                 }
2376
2377                 if (state != cur && reg->type == PTR_TO_STACK) {
2378                         verbose(env, "cannot spill pointers to stack into stack frame of the caller\n");
2379                         return -EINVAL;
2380                 }
2381
2382                 if (!env->bypass_spec_v4) {
2383                         bool sanitize = false;
2384
2385                         if (state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
2386                             register_is_const(&state->stack[spi].spilled_ptr))
2387                                 sanitize = true;
2388                         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
2389                                 if (state->stack[spi].slot_type[i] == STACK_MISC) {
2390                                         sanitize = true;
2391                                         break;
2392                                 }
2393                         if (sanitize) {
2394                                 int *poff = &env->insn_aux_data[insn_idx].sanitize_stack_off;
2395                                 int soff = (-spi - 1) * BPF_REG_SIZE;
2396
2397                                 /* detected reuse of integer stack slot with a pointer
2398                                  * which means either llvm is reusing stack slot or
2399                                  * an attacker is trying to exploit CVE-2018-3639
2400                                  * (speculative store bypass)
2401                                  * Have to sanitize that slot with preemptive
2402                                  * store of zero.
2403                                  */
2404                                 if (*poff && *poff != soff) {
2405                                         /* disallow programs where single insn stores
2406                                          * into two different stack slots, since verifier
2407                                          * cannot sanitize them
2408                                          */
2409                                         verbose(env,
2410                                                 "insn %d cannot access two stack slots fp%d and fp%d",
2411                                                 insn_idx, *poff, soff);
2412                                         return -EINVAL;
2413                                 }
2414                                 *poff = soff;
2415                         }
2416                 }
2417                 save_register_state(state, spi, reg);
2418         } else {
2419                 u8 type = STACK_MISC;
2420
2421                 /* regular write of data into stack destroys any spilled ptr */
2422                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
2423                 /* Mark slots as STACK_MISC if they belonged to spilled ptr. */
2424                 if (state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL)
2425                         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
2426                                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_MISC;
2427
2428                 /* only mark the slot as written if all 8 bytes were written
2429                  * otherwise read propagation may incorrectly stop too soon
2430                  * when stack slots are partially written.
2431                  * This heuristic means that read propagation will be
2432                  * conservative, since it will add reg_live_read marks
2433                  * to stack slots all the way to first state when programs
2434                  * writes+reads less than 8 bytes
2435                  */
2436                 if (size == BPF_REG_SIZE)
2437                         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2438
2439                 /* when we zero initialize stack slots mark them as such */
2440                 if (reg && register_is_null(reg)) {
2441                         /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
2442                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
2443                         if (err)
2444                                 return err;
2445                         type = STACK_ZERO;
2446                 }
2447
2448                 /* Mark slots affected by this stack write. */
2449                 for (i = 0; i < size; i++)
2450                         state->stack[spi].slot_type[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] =
2451                                 type;
2452         }
2453         return 0;
2454 }
2455
2456 /* Write the stack: 'stack[ptr_regno + off] = value_regno'. 'ptr_regno' is
2457  * known to contain a variable offset.
2458  * This function checks whether the write is permitted and conservatively
2459  * tracks the effects of the write, considering that each stack slot in the
2460  * dynamic range is potentially written to.
2461  *
2462  * 'off' includes 'regno->off'.
2463  * 'value_regno' can be -1, meaning that an unknown value is being written to
2464  * the stack.
2465  *
2466  * Spilled pointers in range are not marked as written because we don't know
2467  * what's going to be actually written. This means that read propagation for
2468  * future reads cannot be terminated by this write.
2469  *
2470  * For privileged programs, uninitialized stack slots are considered
2471  * initialized by this write (even though we don't know exactly what offsets
2472  * are going to be written to). The idea is that we don't want the verifier to
2473  * reject future reads that access slots written to through variable offsets.
2474  */
2475 static int check_stack_write_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
2476                                      /* func where register points to */
2477                                      struct bpf_func_state *state,
2478                                      int ptr_regno, int off, int size,
2479                                      int value_regno, int insn_idx)
2480 {
2481         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
2482         int min_off, max_off;
2483         int i, err;
2484         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, *value_reg = NULL;
2485         bool writing_zero = false;
2486         /* set if the fact that we're writing a zero is used to let any
2487          * stack slots remain STACK_ZERO
2488          */
2489         bool zero_used = false;
2490
2491         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
2492         ptr_reg = &cur->regs[ptr_regno];
2493         min_off = ptr_reg->smin_value + off;
2494         max_off = ptr_reg->smax_value + off + size;
2495         if (value_regno >= 0)
2496                 value_reg = &cur->regs[value_regno];
2497         if (value_reg && register_is_null(value_reg))
2498                 writing_zero = true;
2499
2500         err = realloc_func_state(state, round_up(-min_off, BPF_REG_SIZE),
2501                                  state->acquired_refs, true);
2502         if (err)
2503                 return err;
2504
2505
2506         /* Variable offset writes destroy any spilled pointers in range. */
2507         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
2508                 u8 new_type, *stype;
2509                 int slot, spi;
2510
2511                 slot = -i - 1;
2512                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
2513                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
2514
2515                 if (!env->allow_ptr_leaks
2516                                 && *stype != NOT_INIT
2517                                 && *stype != SCALAR_VALUE) {
2518                         /* Reject the write if there's are spilled pointers in
2519                          * range. If we didn't reject here, the ptr status
2520                          * would be erased below (even though not all slots are
2521                          * actually overwritten), possibly opening the door to
2522                          * leaks.
2523                          */
2524                         verbose(env, "spilled ptr in range of var-offset stack write; insn %d, ptr off: %d",
2525                                 insn_idx, i);
2526                         return -EINVAL;
2527                 }
2528
2529                 /* Erase all spilled pointers. */
2530                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
2531
2532                 /* Update the slot type. */
2533                 new_type = STACK_MISC;
2534                 if (writing_zero && *stype == STACK_ZERO) {
2535                         new_type = STACK_ZERO;
2536                         zero_used = true;
2537                 }
2538                 /* If the slot is STACK_INVALID, we check whether it's OK to
2539                  * pretend that it will be initialized by this write. The slot
2540                  * might not actually be written to, and so if we mark it as
2541                  * initialized future reads might leak uninitialized memory.
2542                  * For privileged programs, we will accept such reads to slots
2543                  * that may or may not be written because, if we're reject
2544                  * them, the error would be too confusing.
2545                  */
2546                 if (*stype == STACK_INVALID && !env->allow_uninit_stack) {
2547                         verbose(env, "uninit stack in range of var-offset write prohibited for !root; insn %d, off: %d",
2548                                         insn_idx, i);
2549                         return -EINVAL;
2550                 }
2551                 *stype = new_type;
2552         }
2553         if (zero_used) {
2554                 /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
2555                 err = mark_chain_precision(env, value_regno);
2556                 if (err)
2557                         return err;
2558         }
2559         return 0;
2560 }
2561
2562 /* When register 'dst_regno' is assigned some values from stack[min_off,
2563  * max_off), we set the register's type according to the types of the
2564  * respective stack slots. If all the stack values are known to be zeros, then
2565  * so is the destination reg. Otherwise, the register is considered to be
2566  * SCALAR. This function does not deal with register filling; the caller must
2567  * ensure that all spilled registers in the stack range have been marked as
2568  * read.
2569  */
2570 static void mark_reg_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
2571                                 /* func where src register points to */
2572                                 struct bpf_func_state *ptr_state,
2573                                 int min_off, int max_off, int dst_regno)
2574 {
2575         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
2576         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
2577         int i, slot, spi;
2578         u8 *stype;
2579         int zeros = 0;
2580
2581         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
2582                 slot = -i - 1;
2583                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
2584                 stype = ptr_state->stack[spi].slot_type;
2585                 if (stype[slot % BPF_REG_SIZE] != STACK_ZERO)
2586                         break;
2587                 zeros++;
2588         }
2589         if (zeros == max_off - min_off) {
2590                 /* any access_size read into register is zero extended,
2591                  * so the whole register == const_zero
2592                  */
2593                 __mark_reg_const_zero(&state->regs[dst_regno]);
2594                 /* backtracking doesn't support STACK_ZERO yet,
2595                  * so mark it precise here, so that later
2596                  * backtracking can stop here.
2597                  * Backtracking may not need this if this register
2598                  * doesn't participate in pointer adjustment.
2599                  * Forward propagation of precise flag is not
2600                  * necessary either. This mark is only to stop
2601                  * backtracking. Any register that contributed
2602                  * to const 0 was marked precise before spill.
2603                  */
2604                 state->regs[dst_regno].precise = true;
2605         } else {
2606                 /* have read misc data from the stack */
2607                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
2608         }
2609         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2610 }
2611
2612 /* Read the stack at 'off' and put the results into the register indicated by
2613  * 'dst_regno'. It handles reg filling if the addressed stack slot is a
2614  * spilled reg.
2615  *
2616  * 'dst_regno' can be -1, meaning that the read value is not going to a
2617  * register.
2618  *
2619  * The access is assumed to be within the current stack bounds.
2620  */
2621 static int check_stack_read_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
2622                                       /* func where src register points to */
2623                                       struct bpf_func_state *reg_state,
2624                                       int off, int size, int dst_regno)
2625 {
2626         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
2627         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
2628         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE;
2629         struct bpf_reg_state *reg;
2630         u8 *stype;
2631
2632         stype = reg_state->stack[spi].slot_type;
2633         reg = &reg_state->stack[spi].spilled_ptr;
2634
2635         if (stype[0] == STACK_SPILL) {
2636                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
2637                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2638                                 verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
2639                                 verbose(env, "invalid size of register fill\n");
2640                                 return -EACCES;
2641                         }
2642                         if (dst_regno >= 0) {
2643                                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
2644                                 state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2645                         }
2646                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
2647                         return 0;
2648                 }
2649                 for (i = 1; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
2650                         if (stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] != STACK_SPILL) {
2651                                 verbose(env, "corrupted spill memory\n");
2652                                 return -EACCES;
2653                         }
2654                 }
2655
2656                 if (dst_regno >= 0) {
2657                         /* restore register state from stack */
2658                         state->regs[dst_regno] = *reg;
2659                         /* mark reg as written since spilled pointer state likely
2660                          * has its liveness marks cleared by is_state_visited()
2661                          * which resets stack/reg liveness for state transitions
2662                          */
2663                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2664                 } else if (__is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg)) {
2665                         /* If dst_regno==-1, the caller is asking us whether
2666                          * it is acceptable to use this value as a SCALAR_VALUE
2667                          * (e.g. for XADD).
2668                          * We must not allow unprivileged callers to do that
2669                          * with spilled pointers.
2670                          */
2671                         verbose(env, "leaking pointer from stack off %d\n",
2672                                 off);
2673                         return -EACCES;
2674                 }
2675                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
2676         } else {
2677                 u8 type;
2678
2679                 for (i = 0; i < size; i++) {
2680                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
2681                         if (type == STACK_MISC)
2682                                 continue;
2683                         if (type == STACK_ZERO)
2684                                 continue;
2685                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
2686                                 off, i, size);
2687                         return -EACCES;
2688                 }
2689                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
2690                 if (dst_regno >= 0)
2691                         mark_reg_stack_read(env, reg_state, off, off + size, dst_regno);
2692         }
2693         return 0;
2694 }
2695
2696 enum stack_access_src {
2697         ACCESS_DIRECT = 1,  /* the access is performed by an instruction */
2698         ACCESS_HELPER = 2,  /* the access is performed by a helper */
2699 };
2700
2701 static int check_stack_range_initialized(struct bpf_verifier_env *env,
2702                                          int regno, int off, int access_size,
2703                                          bool zero_size_allowed,
2704                                          enum stack_access_src type,
2705                                          struct bpf_call_arg_meta *meta);
2706
2707 static struct bpf_reg_state *reg_state(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2708 {
2709         return cur_regs(env) + regno;
2710 }
2711
2712 /* Read the stack at 'ptr_regno + off' and put the result into the register
2713  * 'dst_regno'.
2714  * 'off' includes the pointer register's fixed offset(i.e. 'ptr_regno.off'),
2715  * but not its variable offset.
2716  * 'size' is assumed to be <= reg size and the access is assumed to be aligned.
2717  *
2718  * As opposed to check_stack_read_fixed_off, this function doesn't deal with
2719  * filling registers (i.e. reads of spilled register cannot be detected when
2720  * the offset is not fixed). We conservatively mark 'dst_regno' as containing
2721  * SCALAR_VALUE. That's why we assert that the 'ptr_regno' has a variable
2722  * offset; for a fixed offset check_stack_read_fixed_off should be used
2723  * instead.
2724  */
2725 static int check_stack_read_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
2726                                     int ptr_regno, int off, int size, int dst_regno)
2727 {
2728         /* The state of the source register. */
2729         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
2730         struct bpf_func_state *ptr_state = func(env, reg);
2731         int err;
2732         int min_off, max_off;
2733
2734         /* Note that we pass a NULL meta, so raw access will not be permitted.
2735          */
2736         err = check_stack_range_initialized(env, ptr_regno, off, size,
2737                                             false, ACCESS_DIRECT, NULL);
2738         if (err)
2739                 return err;
2740
2741         min_off = reg->smin_value + off;
2742         max_off = reg->smax_value + off;
2743         mark_reg_stack_read(env, ptr_state, min_off, max_off + size, dst_regno);
2744         return 0;
2745 }
2746
2747 /* check_stack_read dispatches to check_stack_read_fixed_off or
2748  * check_stack_read_var_off.
2749  *
2750  * The caller must ensure that the offset falls within the allocated stack
2751  * bounds.
2752  *
2753  * 'dst_regno' is a register which will receive the value from the stack. It
2754  * can be -1, meaning that the read value is not going to a register.
2755  */
2756 static int check_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
2757                             int ptr_regno, int off, int size,
2758                             int dst_regno)
2759 {
2760         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
2761         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
2762         int err;
2763         /* Some accesses are only permitted with a static offset. */
2764         bool var_off = !tnum_is_const(reg->var_off);
2765
2766         /* The offset is required to be static when reads don't go to a
2767          * register, in order to not leak pointers (see
2768          * check_stack_read_fixed_off).
2769          */
2770         if (dst_regno < 0 && var_off) {
2771                 char tn_buf[48];
2772
2773                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
2774                 verbose(env, "variable offset stack pointer cannot be passed into helper function; var_off=%s off=%d size=%d\n",
2775                         tn_buf, off, size);
2776                 return -EACCES;
2777         }
2778         /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity
2779          * since it requires corresponding support in Spectre masking for stack
2780          * ALU. See also retrieve_ptr_limit().
2781          */
2782         if (!env->bypass_spec_v1 && var_off) {
2783                 char tn_buf[48];
2784
2785                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
2786                 verbose(env, "R%d variable offset stack access prohibited for !root, var_off=%s\n",
2787                                 ptr_regno, tn_buf);
2788                 return -EACCES;
2789         }
2790
2791         if (!var_off) {
2792                 off += reg->var_off.value;
2793                 err = check_stack_read_fixed_off(env, state, off, size,
2794                                                  dst_regno);
2795         } else {
2796                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
2797                  * than fixed offset ones. Note that dst_regno >= 0 on this
2798                  * branch.
2799                  */
2800                 err = check_stack_read_var_off(env, ptr_regno, off, size,
2801                                                dst_regno);
2802         }
2803         return err;
2804 }
2805
2806
2807 /* check_stack_write dispatches to check_stack_write_fixed_off or
2808  * check_stack_write_var_off.
2809  *
2810  * 'ptr_regno' is the register used as a pointer into the stack.
2811  * 'off' includes 'ptr_regno->off', but not its variable offset (if any).
2812  * 'value_regno' is the register whose value we're writing to the stack. It can
2813  * be -1, meaning that we're not writing from a register.
2814  *
2815  * The caller must ensure that the offset falls within the maximum stack size.
2816  */
2817 static int check_stack_write(struct bpf_verifier_env *env,
2818                              int ptr_regno, int off, int size,
2819                              int value_regno, int insn_idx)
2820 {
2821         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
2822         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
2823         int err;
2824
2825         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
2826                 off += reg->var_off.value;
2827                 err = check_stack_write_fixed_off(env, state, off, size,
2828                                                   value_regno, insn_idx);
2829         } else {
2830                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
2831                  * than fixed offset ones.
2832                  */
2833                 err = check_stack_write_var_off(env, state,
2834                                                 ptr_regno, off, size,
2835                                                 value_regno, insn_idx);
2836         }
2837         return err;
2838 }
2839
2840 static int check_map_access_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
2841                                  int off, int size, enum bpf_access_type type)
2842 {
2843         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
2844         struct bpf_map *map = regs[regno].map_ptr;
2845         u32 cap = bpf_map_flags_to_cap(map);
2846
2847         if (type == BPF_WRITE && !(cap & BPF_MAP_CAN_WRITE)) {
2848                 verbose(env, "write into map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
2849                         map->value_size, off, size);
2850                 return -EACCES;
2851         }
2852
2853         if (type == BPF_READ && !(cap & BPF_MAP_CAN_READ)) {
2854                 verbose(env, "read from map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
2855                         map->value_size, off, size);
2856                 return -EACCES;
2857         }
2858
2859         return 0;
2860 }
2861
2862 /* check read/write into memory region (e.g., map value, ringbuf sample, etc) */
2863 static int __check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
2864                               int off, int size, u32 mem_size,
2865                               bool zero_size_allowed)
2866 {
2867         bool size_ok = size > 0 || (size == 0 && zero_size_allowed);
2868         struct bpf_reg_state *reg;
2869
2870         if (off >= 0 && size_ok && (u64)off + size <= mem_size)
2871                 return 0;
2872
2873         reg = &cur_regs(env)[regno];
2874         switch (reg->type) {
2875         case PTR_TO_MAP_VALUE:
2876                 verbose(env, "invalid access to map value, value_size=%d off=%d size=%d\n",
2877                         mem_size, off, size);
2878                 break;
2879         case PTR_TO_PACKET:
2880         case PTR_TO_PACKET_META:
2881         case PTR_TO_PACKET_END:
2882                 verbose(env, "invalid access to packet, off=%d size=%d, R%d(id=%d,off=%d,r=%d)\n",
2883                         off, size, regno, reg->id, off, mem_size);
2884                 break;
2885         case PTR_TO_MEM:
2886         default:
2887                 verbose(env, "invalid access to memory, mem_size=%u off=%d size=%d\n",
2888                         mem_size, off, size);
2889         }
2890
2891         return -EACCES;
2892 }
2893
2894 /* check read/write into a memory region with possible variable offset */
2895 static int check_mem_region_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
2896                                    int off, int size, u32 mem_size,
2897                                    bool zero_size_allowed)
2898 {
2899         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
2900         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
2901         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
2902         int err;
2903
2904         /* We may have adjusted the register pointing to memory region, so we
2905          * need to try adding each of min_value and max_value to off
2906          * to make sure our theoretical access will be safe.
2907          */
2908         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
2909                 print_verifier_state(env, state);
2910
2911         /* The minimum value is only important with signed
2912          * comparisons where we can't assume the floor of a
2913          * value is 0.  If we are using signed variables for our
2914          * index'es we need to make sure that whatever we use
2915          * will have a set floor within our range.
2916          */
2917         if (reg->smin_value < 0 &&
2918             (reg->smin_value == S64_MIN ||
2919              (off + reg->smin_value != (s64)(s32)(off + reg->smin_value)) ||
2920               reg->smin_value + off < 0)) {
2921                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
2922                         regno);
2923                 return -EACCES;
2924         }
2925         err = __check_mem_access(env, regno, reg->smin_value + off, size,
2926                                  mem_size, zero_size_allowed);
2927         if (err) {
2928                 verbose(env, "R%d min value is outside of the allowed memory range\n",
2929                         regno);
2930                 return err;
2931         }
2932
2933         /* If we haven't set a max value then we need to bail since we can't be
2934          * sure we won't do bad things.
2935          * If reg->umax_value + off could overflow, treat that as unbounded too.
2936          */
2937         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
2938                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, make sure to bounds check any such access\n",
2939                         regno);
2940                 return -EACCES;
2941         }
2942         err = __check_mem_access(env, regno, reg->umax_value + off, size,
2943                                  mem_size, zero_size_allowed);
2944         if (err) {
2945                 verbose(env, "R%d max value is outside of the allowed memory range\n",
2946                         regno);
2947                 return err;
2948         }
2949
2950         return 0;
2951 }
2952
2953 /* check read/write into a map element with possible variable offset */
2954 static int check_map_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
2955                             int off, int size, bool zero_size_allowed)
2956 {
2957         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
2958         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
2959         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
2960         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
2961         int err;
2962
2963         err = check_mem_region_access(env, regno, off, size, map->value_size,
2964                                       zero_size_allowed);
2965         if (err)
2966                 return err;
2967
2968         if (map_value_has_spin_lock(map)) {
2969                 u32 lock = map->spin_lock_off;
2970
2971                 /* if any part of struct bpf_spin_lock can be touched by
2972                  * load/store reject this program.
2973                  * To check that [x1, x2) overlaps with [y1, y2)
2974                  * it is sufficient to check x1 < y2 && y1 < x2.
2975                  */
2976                 if (reg->smin_value + off < lock + sizeof(struct bpf_spin_lock) &&
2977                      lock < reg->umax_value + off + size) {
2978                         verbose(env, "bpf_spin_lock cannot be accessed directly by load/store\n");
2979                         return -EACCES;
2980                 }
2981         }
2982         return err;
2983 }
2984
2985 #define MAX_PACKET_OFF 0xffff
2986
2987 static enum bpf_prog_type resolve_prog_type(struct bpf_prog *prog)
2988 {
2989         return prog->aux->dst_prog ? prog->aux->dst_prog->type : prog->type;
2990 }
2991
2992 static bool may_access_direct_pkt_data(struct bpf_verifier_env *env,
2993                                        const struct bpf_call_arg_meta *meta,
2994                                        enum bpf_access_type t)
2995 {
2996         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
2997
2998         switch (prog_type) {
2999         /* Program types only with direct read access go here! */
3000         case BPF_PROG_TYPE_LWT_IN:
3001         case BPF_PROG_TYPE_LWT_OUT:
3002         case BPF_PROG_TYPE_LWT_SEG6LOCAL:
3003         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
3004         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
3005         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
3006                 if (t == BPF_WRITE)
3007                         return false;
3008                 fallthrough;
3009
3010         /* Program types with direct read + write access go here! */
3011         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
3012         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
3013         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
3014         case BPF_PROG_TYPE_LWT_XMIT:
3015         case BPF_PROG_TYPE_SK_SKB:
3016         case BPF_PROG_TYPE_SK_MSG:
3017                 if (meta)
3018                         return meta->pkt_access;
3019
3020                 env->seen_direct_write = true;
3021                 return true;
3022
3023         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
3024                 if (t == BPF_WRITE)
3025                         env->seen_direct_write = true;
3026
3027                 return true;
3028
3029         default:
3030                 return false;
3031         }
3032 }
3033
3034 static int check_packet_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno, int off,
3035                                int size, bool zero_size_allowed)
3036 {
3037         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
3038         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
3039         int err;
3040
3041         /* We may have added a variable offset to the packet pointer; but any
3042          * reg->range we have comes after that.  We are only checking the fixed
3043          * offset.
3044          */
3045
3046         /* We don't allow negative numbers, because we aren't tracking enough
3047          * detail to prove they're safe.
3048          */
3049         if (reg->smin_value < 0) {
3050                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
3051                         regno);
3052                 return -EACCES;
3053         }
3054
3055         err = reg->range < 0 ? -EINVAL :
3056               __check_mem_access(env, regno, off, size, reg->range,
3057                                  zero_size_allowed);
3058         if (err) {
3059                 verbose(env, "R%d offset is outside of the packet\n", regno);
3060                 return err;
3061         }
3062
3063         /* __check_mem_access has made sure "off + size - 1" is within u16.
3064          * reg->umax_value can't be bigger than MAX_PACKET_OFF which is 0xffff,
3065          * otherwise find_good_pkt_pointers would have refused to set range info
3066          * that __check_mem_access would have rejected this pkt access.
3067          * Therefore, "off + reg->umax_value + size - 1" won't overflow u32.
3068          */
3069         env->prog->aux->max_pkt_offset =
3070                 max_t(u32, env->prog->aux->max_pkt_offset,
3071                       off + reg->umax_value + size - 1);
3072
3073         return err;
3074 }
3075
3076 /* check access to 'struct bpf_context' fields.  Supports fixed offsets only */
3077 static int check_ctx_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, int off, int size,
3078                             enum bpf_access_type t, enum bpf_reg_type *reg_type,
3079                             struct btf **btf, u32 *btf_id)
3080 {
3081         struct bpf_insn_access_aux info = {
3082                 .reg_type = *reg_type,
3083                 .log = &env->log,
3084         };
3085
3086         if (env->ops->is_valid_access &&
3087             env->ops->is_valid_access(off, size, t, env->prog, &info)) {
3088                 /* A non zero info.ctx_field_size indicates that this field is a
3089                  * candidate for later verifier transformation to load the whole
3090                  * field and then apply a mask when accessed with a narrower
3091                  * access than actual ctx access size. A zero info.ctx_field_size
3092                  * will only allow for whole field access and rejects any other
3093                  * type of narrower access.
3094                  */
3095                 *reg_type = info.reg_type;
3096
3097                 if (*reg_type == PTR_TO_BTF_ID || *reg_type == PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL) {
3098                         *btf = info.btf;
3099                         *btf_id = info.btf_id;
3100                 } else {
3101                         env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size = info.ctx_field_size;
3102                 }
3103                 /* remember the offset of last byte accessed in ctx */
3104                 if (env->prog->aux->max_ctx_offset < off + size)
3105                         env->prog->aux->max_ctx_offset = off + size;
3106                 return 0;
3107         }
3108
3109         verbose(env, "invalid bpf_context access off=%d size=%d\n", off, size);
3110         return -EACCES;
3111 }
3112
3113 static int check_flow_keys_access(struct bpf_verifier_env *env, int off,
3114                                   int size)
3115 {
3116         if (size < 0 || off < 0 ||
3117             (u64)off + size > sizeof(struct bpf_flow_keys)) {
3118                 verbose(env, "invalid access to flow keys off=%d size=%d\n",
3119                         off, size);
3120                 return -EACCES;
3121         }
3122         return 0;
3123 }
3124
3125 static int check_sock_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
3126                              u32 regno, int off, int size,
3127                              enum bpf_access_type t)
3128 {
3129         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
3130         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
3131         struct bpf_insn_access_aux info = {};
3132         bool valid;
3133
3134         if (reg->smin_value < 0) {
3135                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
3136                         regno);
3137                 return -EACCES;
3138         }
3139
3140         switch (reg->type) {
3141         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
3142                 valid = bpf_sock_common_is_valid_access(off, size, t, &info);
3143                 break;
3144         case PTR_TO_SOCKET:
3145                 valid = bpf_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
3146                 break;
3147         case PTR_TO_TCP_SOCK:
3148                 valid = bpf_tcp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
3149                 break;
3150         case PTR_TO_XDP_SOCK:
3151                 valid = bpf_xdp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
3152                 break;
3153         default:
3154                 valid = false;
3155         }
3156
3157
3158         if (valid) {
3159                 env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size =
3160                         info.ctx_field_size;
3161                 return 0;
3162         }
3163
3164         verbose(env, "R%d invalid %s access off=%d size=%d\n",
3165                 regno, reg_type_str[reg->type], off, size);
3166
3167         return -EACCES;
3168 }
3169
3170 static bool is_pointer_value(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
3171 {
3172         return __is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg_state(env, regno));
3173 }
3174
3175 static bool is_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
3176 {
3177         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
3178
3179         return reg->type == PTR_TO_CTX;
3180 }
3181
3182 static bool is_sk_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
3183 {
3184         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
3185
3186         return type_is_sk_pointer(reg->type);
3187 }
3188
3189 static bool is_pkt_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
3190 {
3191         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
3192
3193         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
3194 }
3195
3196 static bool is_flow_key_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
3197 {
3198         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
3199
3200         /* Separate to is_ctx_reg() since we still want to allow BPF_ST here. */
3201         return reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS;
3202 }
3203
3204 static int check_pkt_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
3205                                    const struct bpf_reg_state *reg,
3206                                    int off, int size, bool strict)
3207 {
3208         struct tnum reg_off;
3209         int ip_align;
3210
3211         /* Byte size accesses are always allowed. */
3212         if (!strict || size == 1)
3213                 return 0;
3214
3215         /* For platforms that do not have a Kconfig enabling
3216          * CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS the value of
3217          * NET_IP_ALIGN is universally set to '2'.  And on platforms
3218          * that do set CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS, we get
3219          * to this code only in strict mode where we want to emulate
3220          * the NET_IP_ALIGN==2 checking.  Therefore use an
3221          * unconditional IP align value of '2'.
3222          */
3223         ip_align = 2;
3224
3225         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(ip_align + reg->off + off));
3226         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
3227                 char tn_buf[48];
3228
3229                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3230                 verbose(env,
3231                         "misaligned packet access off %d+%s+%d+%d size %d\n",
3232                         ip_align, tn_buf, reg->off, off, size);
3233                 return -EACCES;
3234         }
3235
3236         return 0;
3237 }
3238
3239 static int check_generic_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
3240                                        const struct bpf_reg_state *reg,
3241                                        const char *pointer_desc,
3242                                        int off, int size, bool strict)
3243 {
3244         struct tnum reg_off;
3245
3246         /* Byte size accesses are always allowed. */
3247         if (!strict || size == 1)
3248                 return 0;
3249
3250         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(reg->off + off));
3251         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
3252                 char tn_buf[48];
3253
3254                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3255                 verbose(env, "misaligned %saccess off %s+%d+%d size %d\n",
3256                         pointer_desc, tn_buf, reg->off, off, size);
3257                 return -EACCES;
3258         }
3259
3260         return 0;
3261 }
3262
3263 static int check_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
3264                                const struct bpf_reg_state *reg, int off,
3265                                int size, bool strict_alignment_once)
3266 {
3267         bool strict = env->strict_alignment || strict_alignment_once;
3268         const char *pointer_desc = "";
3269
3270         switch (reg->type) {
3271         case PTR_TO_PACKET:
3272         case PTR_TO_PACKET_META:
3273                 /* Special case, because of NET_IP_ALIGN. Given metadata sits
3274                  * right in front, treat it the very same way.
3275                  */
3276                 return check_pkt_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict);
3277         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
3278                 pointer_desc = "flow keys ";
3279                 break;
3280         case PTR_TO_MAP_VALUE:
3281                 pointer_desc = "value ";
3282                 break;
3283         case PTR_TO_CTX:
3284                 pointer_desc = "context ";
3285                 break;
3286         case PTR_TO_STACK:
3287                 pointer_desc = "stack ";
3288                 /* The stack spill tracking logic in check_stack_write_fixed_off()
3289                  * and check_stack_read_fixed_off() relies on stack accesses being
3290                  * aligned.
3291                  */
3292                 strict = true;
3293                 break;
3294         case PTR_TO_SOCKET:
3295                 pointer_desc = "sock ";
3296                 break;
3297         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
3298                 pointer_desc = "sock_common ";
3299                 break;
3300         case PTR_TO_TCP_SOCK:
3301                 pointer_desc = "tcp_sock ";
3302                 break;
3303         case PTR_TO_XDP_SOCK:
3304                 pointer_desc = "xdp_sock ";
3305                 break;
3306         default:
3307                 break;
3308         }
3309         return check_generic_ptr_alignment(env, reg, pointer_desc, off, size,
3310                                            strict);
3311 }
3312
3313 static int update_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
3314                               const struct bpf_func_state *func,
3315                               int off)
3316 {
3317         u16 stack = env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth;
3318
3319         if (stack >= -off)
3320                 return 0;
3321
3322         /* update known max for given subprogram */
3323         env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth = -off;
3324         return 0;
3325 }
3326
3327 /* starting from main bpf function walk all instructions of the function
3328  * and recursively walk all callees that given function can call.
3329  * Ignore jump and exit insns.
3330  * Since recursion is prevented by check_cfg() this algorithm
3331  * only needs a local stack of MAX_CALL_FRAMES to remember callsites
3332  */
3333 static int check_max_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env)
3334 {
3335         int depth = 0, frame = 0, idx = 0, i = 0, subprog_end;
3336         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
3337         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
3338         bool tail_call_reachable = false;
3339         int ret_insn[MAX_CALL_FRAMES];
3340         int ret_prog[MAX_CALL_FRAMES];
3341         int j;
3342
3343 process_func:
3344         /* protect against potential stack overflow that might happen when
3345          * bpf2bpf calls get combined with tailcalls. Limit the caller's stack
3346          * depth for such case down to 256 so that the worst case scenario
3347          * would result in 8k stack size (32 which is tailcall limit * 256 =
3348          * 8k).
3349          *
3350          * To get the idea what might happen, see an example:
3351          * func1 -> sub rsp, 128
3352          *  subfunc1 -> sub rsp, 256
3353          *  tailcall1 -> add rsp, 256
3354          *   func2 -> sub rsp, 192 (total stack size = 128 + 192 = 320)
3355          *   subfunc2 -> sub rsp, 64
3356          *   subfunc22 -> sub rsp, 128
3357          *   tailcall2 -> add rsp, 128
3358          *    func3 -> sub rsp, 32 (total stack size 128 + 192 + 64 + 32 = 416)
3359          *
3360          * tailcall will unwind the current stack frame but it will not get rid
3361          * of caller's stack as shown on the example above.
3362          */
3363         if (idx && subprog[idx].has_tail_call && depth >= 256) {
3364                 verbose(env,
3365                         "tail_calls are not allowed when call stack of previous frames is %d bytes. Too large\n",
3366                         depth);
3367                 return -EACCES;
3368         }
3369         /* round up to 32-bytes, since this is granularity
3370          * of interpreter stack size
3371          */
3372         depth += round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
3373         if (depth > MAX_BPF_STACK) {
3374                 verbose(env, "combined stack size of %d calls is %d. Too large\n",
3375                         frame + 1, depth);
3376                 return -EACCES;
3377         }
3378 continue_func:
3379         subprog_end = subprog[idx + 1].start;
3380         for (; i < subprog_end; i++) {
3381                 if (!bpf_pseudo_call(insn + i))
3382                         continue;
3383                 /* remember insn and function to return to */
3384                 ret_insn[frame] = i + 1;
3385                 ret_prog[frame] = idx;
3386
3387                 /* find the callee */
3388                 i = i + insn[i].imm + 1;
3389                 idx = find_subprog(env, i);
3390                 if (idx < 0) {
3391                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
3392                                   i);
3393                         return -EFAULT;
3394                 }
3395
3396                 if (subprog[idx].has_tail_call)
3397                         tail_call_reachable = true;
3398
3399                 frame++;
3400                 if (frame >= MAX_CALL_FRAMES) {
3401                         verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep !\n",
3402                                 frame);
3403                         return -E2BIG;
3404                 }
3405                 goto process_func;
3406         }
3407         /* if tail call got detected across bpf2bpf calls then mark each of the
3408          * currently present subprog frames as tail call reachable subprogs;
3409          * this info will be utilized by JIT so that we will be preserving the
3410          * tail call counter throughout bpf2bpf calls combined with tailcalls
3411          */
3412         if (tail_call_reachable)
3413                 for (j = 0; j < frame; j++)
3414                         subprog[ret_prog[j]].tail_call_reachable = true;
3415
3416         /* end of for() loop means the last insn of the 'subprog'
3417          * was reached. Doesn't matter whether it was JA or EXIT
3418          */
3419         if (frame == 0)
3420                 return 0;
3421         depth -= round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
3422         frame--;
3423         i = ret_insn[frame];
3424         idx = ret_prog[frame];
3425         goto continue_func;
3426 }
3427
3428 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
3429 static int get_callee_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
3430                                   const struct bpf_insn *insn, int idx)
3431 {
3432         int start = idx + insn->imm + 1, subprog;
3433
3434         subprog = find_subprog(env, start);
3435         if (subprog < 0) {
3436                 WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
3437                           start);
3438                 return -EFAULT;
3439         }
3440         return env->subprog_info[subprog].stack_depth;
3441 }
3442 #endif
3443
3444 int check_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env,
3445                   const struct bpf_reg_state *reg, int regno)
3446 {
3447         /* Access to ctx or passing it to a helper is only allowed in
3448          * its original, unmodified form.
3449          */
3450
3451         if (reg->off) {
3452                 verbose(env, "dereference of modified ctx ptr R%d off=%d disallowed\n",
3453                         regno, reg->off);
3454                 return -EACCES;
3455         }
3456
3457         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
3458                 char tn_buf[48];
3459
3460                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3461                 verbose(env, "variable ctx access var_off=%s disallowed\n", tn_buf);
3462                 return -EACCES;
3463         }
3464
3465         return 0;
3466 }
3467
3468 static int __check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
3469                                  const char *buf_info,
3470                                  const struct bpf_reg_state *reg,
3471                                  int regno, int off, int size)
3472 {
3473         if (off < 0) {
3474                 verbose(env,
3475                         "R%d invalid %s buffer access: off=%d, size=%d\n",
3476                         regno, buf_info, off, size);
3477                 return -EACCES;
3478         }
3479         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
3480                 char tn_buf[48];
3481
3482                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3483                 verbose(env,
3484                         "R%d invalid variable buffer offset: off=%d, var_off=%s\n",
3485                         regno, off, tn_buf);
3486                 return -EACCES;
3487         }
3488
3489         return 0;
3490 }
3491
3492 static int check_tp_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
3493                                   const struct bpf_reg_state *reg,
3494                                   int regno, int off, int size)
3495 {
3496         int err;
3497
3498         err = __check_buffer_access(env, "tracepoint", reg, regno, off, size);
3499         if (err)
3500                 return err;
3501
3502         if (off + size > env->prog->aux->max_tp_access)
3503                 env->prog->aux->max_tp_access = off + size;
3504
3505         return 0;
3506 }
3507
3508 static int check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
3509                                const struct bpf_reg_state *reg,
3510                                int regno, int off, int size,
3511                                bool zero_size_allowed,
3512                                const char *buf_info,
3513                                u32 *max_access)
3514 {
3515         int err;
3516
3517         err = __check_buffer_access(env, buf_info, reg, regno, off, size);
3518         if (err)
3519                 return err;
3520
3521         if (off + size > *max_access)
3522                 *max_access = off + size;
3523
3524         return 0;
3525 }
3526
3527 /* BPF architecture zero extends alu32 ops into 64-bit registesr */
3528 static void zext_32_to_64(struct bpf_reg_state *reg)
3529 {
3530         reg->var_off = tnum_subreg(reg->var_off);
3531         __reg_assign_32_into_64(reg);
3532 }
3533
3534 /* truncate register to smaller size (in bytes)
3535  * must be called with size < BPF_REG_SIZE
3536  */
3537 static void coerce_reg_to_size(struct bpf_reg_state *reg, int size)
3538 {
3539         u64 mask;
3540
3541         /* clear high bits in bit representation */
3542         reg->var_off = tnum_cast(reg->var_off, size);
3543
3544         /* fix arithmetic bounds */
3545         mask = ((u64)1 << (size * 8)) - 1;
3546         if ((reg->umin_value & ~mask) == (reg->umax_value & ~mask)) {
3547                 reg->umin_value &= mask;
3548                 reg->umax_value &= mask;
3549         } else {
3550                 reg->umin_value = 0;
3551                 reg->umax_value = mask;
3552         }
3553         reg->smin_value = reg->umin_value;
3554         reg->smax_value = reg->umax_value;
3555
3556         /* If size is smaller than 32bit register the 32bit register
3557          * values are also truncated so we push 64-bit bounds into
3558          * 32-bit bounds. Above were truncated < 32-bits already.
3559          */
3560         if (size >= 4)
3561                 return;
3562         __reg_combine_64_into_32(reg);
3563 }
3564
3565 static bool bpf_map_is_rdonly(const struct bpf_map *map)
3566 {
3567         return (map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) && map->frozen;
3568 }
3569
3570 static int bpf_map_direct_read(struct bpf_map *map, int off, int size, u64 *val)
3571 {
3572         void *ptr;
3573         u64 addr;
3574         int err;
3575
3576         err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
3577         if (err)
3578                 return err;
3579         ptr = (void *)(long)addr + off;
3580
3581         switch (size) {
3582         case sizeof(u8):
3583                 *val = (u64)*(u8 *)ptr;
3584                 break;
3585         case sizeof(u16):
3586                 *val = (u64)*(u16 *)ptr;
3587                 break;
3588         case sizeof(u32):
3589                 *val = (u64)*(u32 *)ptr;
3590                 break;
3591         case sizeof(u64):
3592                 *val = *(u64 *)ptr;
3593                 break;
3594         default:
3595                 return -EINVAL;
3596         }
3597         return 0;
3598 }
3599
3600 static int check_ptr_to_btf_access(struct bpf_verifier_env *env,
3601                                    struct bpf_reg_state *regs,
3602                                    int regno, int off, int size,
3603                                    enum bpf_access_type atype,
3604                                    int value_regno)
3605 {
3606         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
3607         const struct btf_type *t = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
3608         const char *tname = btf_name_by_offset(reg->btf, t->name_off);
3609         u32 btf_id;
3610         int ret;
3611
3612         if (off < 0) {
3613                 verbose(env,
3614                         "R%d is ptr_%s invalid negative access: off=%d\n",
3615                         regno, tname, off);
3616                 return -EACCES;
3617         }
3618         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
3619                 char tn_buf[48];
3620
3621                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3622                 verbose(env,
3623                         "R%d is ptr_%s invalid variable offset: off=%d, var_off=%s\n",
3624                         regno, tname, off, tn_buf);
3625                 return -EACCES;
3626         }
3627
3628         if (env->ops->btf_struct_access) {
3629                 ret = env->ops->btf_struct_access(&env->log, reg->btf, t,
3630                                                   off, size, atype, &btf_id);
3631         } else {
3632                 if (atype != BPF_READ) {
3633                         verbose(env, "only read is supported\n");
3634                         return -EACCES;
3635                 }
3636
3637                 ret = btf_struct_access(&env->log, reg->btf, t, off, size,
3638                                         atype, &btf_id);
3639         }
3640
3641         if (ret < 0)
3642                 return ret;
3643
3644         if (atype == BPF_READ && value_regno >= 0)
3645                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, reg->btf, btf_id);
3646
3647         return 0;
3648 }
3649
3650 static int check_ptr_to_map_access(struct bpf_verifier_env *env,
3651                                    struct bpf_reg_state *regs,
3652                                    int regno, int off, int size,
3653                                    enum bpf_access_type atype,
3654                                    int value_regno)
3655 {
3656         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
3657         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
3658         const struct btf_type *t;
3659         const char *tname;
3660         u32 btf_id;
3661         int ret;
3662
3663         if (!btf_vmlinux) {
3664                 verbose(env, "map_ptr access not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
3665                 return -ENOTSUPP;
3666         }
3667
3668         if (!map->ops->map_btf_id || !*map->ops->map_btf_id) {
3669                 verbose(env, "map_ptr access not supported for map type %d\n",
3670                         map->map_type);
3671                 return -ENOTSUPP;
3672         }
3673
3674         t = btf_type_by_id(btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id);
3675         tname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
3676
3677         if (!env->allow_ptr_to_map_access) {
3678                 verbose(env,
3679                         "%s access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
3680                         tname);
3681                 return -EPERM;
3682         }
3683
3684         if (off < 0) {
3685                 verbose(env, "R%d is %s invalid negative access: off=%d\n",
3686                         regno, tname, off);
3687                 return -EACCES;
3688         }
3689
3690         if (atype != BPF_READ) {
3691                 verbose(env, "only read from %s is supported\n", tname);
3692                 return -EACCES;
3693         }
3694
3695         ret = btf_struct_access(&env->log, btf_vmlinux, t, off, size, atype, &btf_id);
3696         if (ret < 0)
3697                 return ret;
3698
3699         if (value_regno >= 0)
3700                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, btf_vmlinux, btf_id);
3701
3702         return 0;
3703 }
3704
3705 /* Check that the stack access at the given offset is within bounds. The
3706  * maximum valid offset is -1.
3707  *
3708  * The minimum valid offset is -MAX_BPF_STACK for writes, and
3709  * -state->allocated_stack for reads.
3710  */
3711 static int check_stack_slot_within_bounds(int off,
3712                                           struct bpf_func_state *state,
3713                                           enum bpf_access_type t)
3714 {
3715         int min_valid_off;
3716
3717         if (t == BPF_WRITE)
3718                 min_valid_off = -MAX_BPF_STACK;
3719         else
3720                 min_valid_off = -state->allocated_stack;
3721
3722         if (off < min_valid_off || off > -1)
3723                 return -EACCES;
3724         return 0;
3725 }
3726
3727 /* Check that the stack access at 'regno + off' falls within the maximum stack
3728  * bounds.
3729  *
3730  * 'off' includes `regno->offset`, but not its dynamic part (if any).
3731  */
3732 static int check_stack_access_within_bounds(
3733                 struct bpf_verifier_env *env,
3734                 int regno, int off, int access_size,
3735                 enum stack_access_src src, enum bpf_access_type type)
3736 {
3737         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
3738         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
3739         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
3740         int min_off, max_off;
3741         int err;
3742         char *err_extra;
3743
3744         if (src == ACCESS_HELPER)
3745                 /* We don't know if helpers are reading or writing (or both). */
3746                 err_extra = " indirect access to";
3747         else if (type == BPF_READ)
3748                 err_extra = " read from";
3749         else
3750                 err_extra = " write to";
3751
3752         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
3753                 min_off = reg->var_off.value + off;
3754                 if (access_size > 0)
3755                         max_off = min_off + access_size - 1;
3756                 else
3757                         max_off = min_off;
3758         } else {
3759                 if (reg->smax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF ||
3760                     reg->smin_value <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
3761                         verbose(env, "invalid unbounded variable-offset%s stack R%d\n",
3762                                 err_extra, regno);
3763                         return -EACCES;
3764                 }
3765                 min_off = reg->smin_value + off;
3766                 if (access_size > 0)
3767                         max_off = reg->smax_value + off + access_size - 1;
3768                 else
3769                         max_off = min_off;
3770         }
3771
3772         err = check_stack_slot_within_bounds(min_off, state, type);
3773         if (!err)
3774                 err = check_stack_slot_within_bounds(max_off, state, type);
3775
3776         if (err) {
3777                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
3778                         verbose(env, "invalid%s stack R%d off=%d size=%d\n",
3779                                 err_extra, regno, off, access_size);
3780                 } else {
3781                         char tn_buf[48];
3782
3783                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3784                         verbose(env, "invalid variable-offset%s stack R%d var_off=%s size=%d\n",
3785                                 err_extra, regno, tn_buf, access_size);
3786                 }
3787         }
3788         return err;
3789 }
3790
3791 /* check whether memory at (regno + off) is accessible for t = (read | write)
3792  * if t==write, value_regno is a register which value is stored into memory
3793  * if t==read, value_regno is a register which will receive the value from memory
3794  * if t==write && value_regno==-1, some unknown value is stored into memory
3795  * if t==read && value_regno==-1, don't care what we read from memory
3796  */
3797 static int check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, u32 regno,
3798                             int off, int bpf_size, enum bpf_access_type t,
3799                             int value_regno, bool strict_alignment_once)
3800 {
3801         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
3802         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
3803         struct bpf_func_state *state;
3804         int size, err = 0;
3805
3806         size = bpf_size_to_bytes(bpf_size);
3807         if (size < 0)
3808                 return size;
3809
3810         /* alignment checks will add in reg->off themselves */
3811         err = check_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict_alignment_once);
3812         if (err)
3813                 return err;
3814
3815         /* for access checks, reg->off is just part of off */
3816         off += reg->off;
3817
3818         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
3819                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
3820                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
3821                         verbose(env, "R%d leaks addr into map\n", value_regno);
3822                         return -EACCES;
3823                 }
3824                 err = check_map_access_type(env, regno, off, size, t);
3825                 if (err)
3826                         return err;
3827                 err = check_map_access(env, regno, off, size, false);
3828                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
3829                         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
3830
3831                         /* if map is read-only, track its contents as scalars */
3832                         if (tnum_is_const(reg->var_off) &&
3833                             bpf_map_is_rdonly(map) &&
3834                             map->ops->map_direct_value_addr) {
3835                                 int map_off = off + reg->var_off.value;
3836                                 u64 val = 0;
3837
3838                                 err = bpf_map_direct_read(map, map_off, size,
3839                                                           &val);
3840                                 if (err)
3841                                         return err;
3842
3843                                 regs[value_regno].type = SCALAR_VALUE;
3844                                 __mark_reg_known(&regs[value_regno], val);
3845                         } else {
3846                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3847                         }
3848                 }
3849         } else if (reg->type == PTR_TO_MEM) {
3850                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
3851                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
3852                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", value_regno);
3853                         return -EACCES;
3854                 }
3855                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
3856                                               reg->mem_size, false);
3857                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
3858                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3859         } else if (reg->type == PTR_TO_CTX) {
3860                 enum bpf_reg_type reg_type = SCALAR_VALUE;
3861                 struct btf *btf = NULL;
3862                 u32 btf_id = 0;
3863
3864                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
3865                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
3866                         verbose(env, "R%d leaks addr into ctx\n", value_regno);
3867                         return -EACCES;
3868                 }
3869
3870                 err = check_ctx_reg(env, reg, regno);
3871                 if (err < 0)
3872                         return err;
3873
3874                 err = check_ctx_access(env, insn_idx, off, size, t, &reg_type, &btf, &btf_id);
3875                 if (err)
3876                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
3877                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
3878                         /* ctx access returns either a scalar, or a
3879                          * PTR_TO_PACKET[_META,_END]. In the latter
3880                          * case, we know the offset is zero.
3881                          */
3882                         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
3883                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3884                         } else {
3885                                 mark_reg_known_zero(env, regs,
3886                                                     value_regno);
3887                                 if (reg_type_may_be_null(reg_type))
3888                                         regs[value_regno].id = ++env->id_gen;
3889                                 /* A load of ctx field could have different
3890                                  * actual load size with the one encoded in the
3891                                  * insn. When the dst is PTR, it is for sure not
3892                                  * a sub-register.
3893                                  */
3894                                 regs[value_regno].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
3895                                 if (reg_type == PTR_TO_BTF_ID ||
3896                                     reg_type == PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL) {
3897                                         regs[value_regno].btf = btf;
3898                                         regs[value_regno].btf_id = btf_id;
3899                                 }
3900                         }
3901                         regs[value_regno].type = reg_type;
3902                 }
3903
3904         } else if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
3905                 /* Basic bounds checks. */
3906                 err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, size, ACCESS_DIRECT, t);
3907                 if (err)
3908                         return err;
3909
3910                 state = func(env, reg);
3911                 err = update_stack_depth(env, state, off);
3912                 if (err)
3913                         return err;
3914
3915                 if (t == BPF_READ)
3916                         err = check_stack_read(env, regno, off, size,
3917                                                value_regno);
3918                 else
3919                         err = check_stack_write(env, regno, off, size,
3920                                                 value_regno, insn_idx);
3921         } else if (reg_is_pkt_pointer(reg)) {
3922                 if (t == BPF_WRITE && !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, t)) {
3923                         verbose(env, "cannot write into packet\n");
3924                         return -EACCES;
3925                 }
3926                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
3927                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
3928                         verbose(env, "R%d leaks addr into packet\n",
3929                                 value_regno);
3930                         return -EACCES;
3931                 }
3932                 err = check_packet_access(env, regno, off, size, false);
3933                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
3934                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3935         } else if (reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS) {
3936                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
3937                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
3938                         verbose(env, "R%d leaks addr into flow keys\n",
3939                                 value_regno);
3940                         return -EACCES;
3941                 }
3942
3943                 err = check_flow_keys_access(env, off, size);
3944                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
3945                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3946         } else if (type_is_sk_pointer(reg->type)) {
3947                 if (t == BPF_WRITE) {
3948                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
3949                                 regno, reg_type_str[reg->type]);
3950                         return -EACCES;
3951                 }
3952                 err = check_sock_access(env, insn_idx, regno, off, size, t);
3953                 if (!err && value_regno >= 0)
3954                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3955         } else if (reg->type == PTR_TO_TP_BUFFER) {
3956                 err = check_tp_buffer_access(env, reg, regno, off, size);
3957                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
3958                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3959         } else if (reg->type == PTR_TO_BTF_ID) {
3960                 err = check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, off, size, t,
3961                                               value_regno);
3962         } else if (reg->type == CONST_PTR_TO_MAP) {
3963                 err = check_ptr_to_map_access(env, regs, regno, off, size, t,
3964                                               value_regno);
3965         } else if (reg->type == PTR_TO_RDONLY_BUF) {
3966                 if (t == BPF_WRITE) {
3967                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
3968                                 regno, reg_type_str[reg->type]);
3969                         return -EACCES;
3970                 }
3971                 err = check_buffer_access(env, reg, regno, off, size, false,
3972                                           "rdonly",
3973                                           &env->prog->aux->max_rdonly_access);
3974                 if (!err && value_regno >= 0)
3975                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3976         } else if (reg->type == PTR_TO_RDWR_BUF) {
3977                 err = check_buffer_access(env, reg, regno, off, size, false,
3978                                           "rdwr",
3979                                           &env->prog->aux->max_rdwr_access);
3980                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
3981                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3982         } else {
3983                 verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
3984                         reg_type_str[reg->type]);
3985                 return -EACCES;
3986         }
3987
3988         if (!err && size < BPF_REG_SIZE && value_regno >= 0 && t == BPF_READ &&
3989             regs[value_regno].type == SCALAR_VALUE) {
3990                 /* b/h/w load zero-extends, mark upper bits as known 0 */
3991                 coerce_reg_to_size(&regs[value_regno], size);
3992         }
3993         return err;
3994 }
3995
3996 static int check_atomic(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, struct bpf_insn *insn)
3997 {
3998         int load_reg;
3999         int err;
4000
4001         switch (insn->imm) {
4002         case BPF_ADD:
4003         case BPF_ADD | BPF_FETCH:
4004         case BPF_AND:
4005         case BPF_AND | BPF_FETCH:
4006         case BPF_OR:
4007         case BPF_OR | BPF_FETCH:
4008         case BPF_XOR:
4009         case BPF_XOR | BPF_FETCH:
4010         case BPF_XCHG:
4011         case BPF_CMPXCHG:
4012                 break;
4013         default:
4014                 verbose(env, "BPF_ATOMIC uses invalid atomic opcode %02x\n", insn->imm);
4015                 return -EINVAL;
4016         }
4017
4018         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_W && BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
4019                 verbose(env, "invalid atomic operand size\n");
4020                 return -EINVAL;
4021         }
4022
4023         /* check src1 operand */
4024         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
4025         if (err)
4026                 return err;
4027
4028         /* check src2 operand */
4029         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
4030         if (err)
4031                 return err;
4032
4033         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG) {
4034                 /* Check comparison of R0 with memory location */
4035                 err = check_reg_arg(env, BPF_REG_0, SRC_OP);
4036                 if (err)
4037                         return err;
4038         }
4039
4040         if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
4041                 verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", insn->src_reg);
4042                 return -EACCES;
4043         }
4044
4045         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg) ||
4046             is_pkt_reg(env, insn->dst_reg) ||
4047             is_flow_key_reg(env, insn->dst_reg) ||
4048             is_sk_reg(env, insn->dst_reg)) {
4049                 verbose(env, "BPF_ATOMIC stores into R%d %s is not allowed\n",
4050                         insn->dst_reg,
4051                         reg_type_str[reg_state(env, insn->dst_reg)->type]);
4052                 return -EACCES;
4053         }
4054
4055         if (insn->imm & BPF_FETCH) {
4056                 if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
4057                         load_reg = BPF_REG_0;
4058                 else
4059                         load_reg = insn->src_reg;
4060
4061                 /* check and record load of old value */
4062                 err = check_reg_arg(env, load_reg, DST_OP);
4063                 if (err)
4064                         return err;
4065         } else {
4066                 /* This instruction accesses a memory location but doesn't
4067                  * actually load it into a register.
4068                  */
4069                 load_reg = -1;
4070         }
4071
4072         /* check whether we can read the memory */
4073         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
4074                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, load_reg, true);
4075         if (err)
4076                 return err;
4077
4078         /* check whether we can write into the same memory */
4079         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
4080                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_WRITE, -1, true);
4081         if (err)
4082                 return err;
4083
4084         return 0;
4085 }
4086
4087 /* When register 'regno' is used to read the stack (either directly or through
4088  * a helper function) make sure that it's within stack boundary and, depending
4089  * on the access type, that all elements of the stack are initialized.
4090  *
4091  * 'off' includes 'regno->off', but not its dynamic part (if any).
4092  *
4093  * All registers that have been spilled on the stack in the slots within the
4094  * read offsets are marked as read.
4095  */
4096 static int check_stack_range_initialized(
4097                 struct bpf_verifier_env *env, int regno, int off,
4098                 int access_size, bool zero_size_allowed,
4099                 enum stack_access_src type, struct bpf_call_arg_meta *meta)
4100 {
4101         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
4102         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
4103         int err, min_off, max_off, i, j, slot, spi;
4104         char *err_extra = type == ACCESS_HELPER ? " indirect" : "";
4105         enum bpf_access_type bounds_check_type;
4106         /* Some accesses can write anything into the stack, others are
4107          * read-only.
4108          */
4109         bool clobber = false;
4110
4111         if (access_size == 0 && !zero_size_allowed) {
4112                 verbose(env, "invalid zero-sized read\n");
4113                 return -EACCES;
4114         }
4115
4116         if (type == ACCESS_HELPER) {
4117                 /* The bounds checks for writes are more permissive than for
4118                  * reads. However, if raw_mode is not set, we'll do extra
4119                  * checks below.
4120                  */
4121                 bounds_check_type = BPF_WRITE;
4122                 clobber = true;
4123         } else {
4124                 bounds_check_type = BPF_READ;
4125         }
4126         err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, access_size,
4127                                                type, bounds_check_type);
4128         if (err)
4129                 return err;
4130
4131
4132         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
4133                 min_off = max_off = reg->var_off.value + off;
4134         } else {
4135                 /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for
4136                  * simplicity since it requires corresponding support in
4137                  * Spectre masking for stack ALU.
4138                  * See also retrieve_ptr_limit().
4139                  */
4140                 if (!env->bypass_spec_v1) {
4141                         char tn_buf[48];
4142
4143                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4144                         verbose(env, "R%d%s variable offset stack access prohibited for !root, var_off=%s\n",
4145                                 regno, err_extra, tn_buf);
4146                         return -EACCES;
4147                 }
4148                 /* Only initialized buffer on stack is allowed to be accessed
4149                  * with variable offset. With uninitialized buffer it's hard to
4150                  * guarantee that whole memory is marked as initialized on
4151                  * helper return since specific bounds are unknown what may
4152                  * cause uninitialized stack leaking.
4153                  */
4154                 if (meta && meta->raw_mode)
4155                         meta = NULL;
4156
4157                 min_off = reg->smin_value + off;
4158                 max_off = reg->smax_value + off;
4159         }
4160
4161         if (meta && meta->raw_mode) {
4162                 meta->access_size = access_size;
4163                 meta->regno = regno;
4164                 return 0;
4165         }
4166
4167         for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
4168                 u8 *stype;
4169
4170                 slot = -i - 1;
4171                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4172                 if (state->allocated_stack <= slot)
4173                         goto err;
4174                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
4175                 if (*stype == STACK_MISC)
4176                         goto mark;
4177                 if (*stype == STACK_ZERO) {
4178                         if (clobber) {
4179                                 /* helper can write anything into the stack */
4180                                 *stype = STACK_MISC;
4181                         }
4182                         goto mark;
4183                 }
4184
4185                 if (state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
4186                     state->stack[spi].spilled_ptr.type == PTR_TO_BTF_ID)
4187                         goto mark;
4188
4189                 if (state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
4190                     (state->stack[spi].spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE ||
4191                      env->allow_ptr_leaks)) {
4192                         if (clobber) {
4193                                 __mark_reg_unknown(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
4194                                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
4195                                         state->stack[spi].slot_type[j] = STACK_MISC;
4196                         }
4197                         goto mark;
4198                 }
4199
4200 err:
4201                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
4202                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d off %d+%d size %d\n",
4203                                 err_extra, regno, min_off, i - min_off, access_size);
4204                 } else {
4205                         char tn_buf[48];
4206
4207                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4208                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d var_off %s+%d size %d\n",
4209                                 err_extra, regno, tn_buf, i - min_off, access_size);
4210                 }
4211                 return -EACCES;
4212 mark:
4213                 /* reading any byte out of 8-byte 'spill_slot' will cause
4214                  * the whole slot to be marked as 'read'
4215                  */
4216                 mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
4217                               state->stack[spi].spilled_ptr.parent,
4218                               REG_LIVE_READ64);
4219         }
4220         return update_stack_depth(env, state, min_off);
4221 }
4222
4223 static int check_helper_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
4224                                    int access_size, bool zero_size_allowed,
4225                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
4226 {
4227         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
4228
4229         switch (reg->type) {
4230         case PTR_TO_PACKET:
4231         case PTR_TO_PACKET_META:
4232                 return check_packet_access(env, regno, reg->off, access_size,
4233                                            zero_size_allowed);
4234         case PTR_TO_MAP_VALUE:
4235                 if (check_map_access_type(env, regno, reg->off, access_size,
4236                                           meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE :
4237                                           BPF_READ))
4238                         return -EACCES;
4239                 return check_map_access(env, regno, reg->off, access_size,
4240                                         zero_size_allowed);
4241         case PTR_TO_MEM:
4242                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off,
4243                                                access_size, reg->mem_size,
4244                                                zero_size_allowed);
4245         case PTR_TO_RDONLY_BUF:
4246                 if (meta && meta->raw_mode)
4247                         return -EACCES;
4248                 return check_buffer_access(env, reg, regno, reg->off,
4249                                            access_size, zero_size_allowed,
4250                                            "rdonly",
4251                                            &env->prog->aux->max_rdonly_access);
4252         case PTR_TO_RDWR_BUF:
4253                 return check_buffer_access(env, reg, regno, reg->off,
4254                                            access_size, zero_size_allowed,
4255                                            "rdwr",
4256                                            &env->prog->aux->max_rdwr_access);
4257         case PTR_TO_STACK:
4258                 return check_stack_range_initialized(
4259                                 env,
4260                                 regno, reg->off, access_size,
4261                                 zero_size_allowed, ACCESS_HELPER, meta);
4262         default: /* scalar_value or invalid ptr */
4263                 /* Allow zero-byte read from NULL, regardless of pointer type */
4264                 if (zero_size_allowed && access_size == 0 &&
4265                     register_is_null(reg))
4266                         return 0;
4267
4268                 verbose(env, "R%d type=%s expected=%s\n", regno,
4269                         reg_type_str[reg->type],
4270                         reg_type_str[PTR_TO_STACK]);
4271                 return -EACCES;
4272         }
4273 }
4274
4275 int check_mem_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
4276                    u32 regno, u32 mem_size)
4277 {
4278         if (register_is_null(reg))
4279                 return 0;
4280
4281         if (reg_type_may_be_null(reg->type)) {
4282                 /* Assuming that the register contains a value check if the memory
4283                  * access is safe. Temporarily save and restore the register's state as
4284                  * the conversion shouldn't be visible to a caller.
4285                  */
4286                 const struct bpf_reg_state saved_reg = *reg;
4287                 int rv;
4288
4289                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
4290                 rv = check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, NULL);
4291                 *reg = saved_reg;
4292                 return rv;
4293         }
4294
4295         return check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, NULL);
4296 }
4297
4298 /* Implementation details:
4299  * bpf_map_lookup returns PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL
4300  * Two bpf_map_lookups (even with the same key) will have different reg->id.
4301  * For traditional PTR_TO_MAP_VALUE the verifier clears reg->id after
4302  * value_or_null->value transition, since the verifier only cares about
4303  * the range of access to valid map value pointer and doesn't care about actual
4304  * address of the map element.
4305  * For maps with 'struct bpf_spin_lock' inside map value the verifier keeps
4306  * reg->id > 0 after value_or_null->value transition. By doing so
4307  * two bpf_map_lookups will be considered two different pointers that
4308  * point to different bpf_spin_locks.
4309  * The verifier allows taking only one bpf_spin_lock at a time to avoid
4310  * dead-locks.
4311  * Since only one bpf_spin_lock is allowed the checks are simpler than
4312  * reg_is_refcounted() logic. The verifier needs to remember only
4313  * one spin_lock instead of array of acquired_refs.
4314  * cur_state->active_spin_lock remembers which map value element got locked
4315  * and clears it after bpf_spin_unlock.
4316  */
4317 static int process_spin_lock(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
4318                              bool is_lock)
4319 {
4320         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
4321         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
4322         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
4323         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
4324         u64 val = reg->var_off.value;
4325
4326         if (!is_const) {
4327                 verbose(env,
4328                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_spin_lock has to be at the constant offset\n",
4329                         regno);
4330                 return -EINVAL;
4331         }
4332         if (!map->btf) {
4333                 verbose(env,
4334                         "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_spin_lock\n",
4335                         map->name);
4336                 return -EINVAL;
4337         }
4338         if (!map_value_has_spin_lock(map)) {
4339                 if (map->spin_lock_off == -E2BIG)
4340                         verbose(env,
4341                                 "map '%s' has more than one 'struct bpf_spin_lock'\n",
4342                                 map->name);
4343                 else if (map->spin_lock_off == -ENOENT)
4344                         verbose(env,
4345                                 "map '%s' doesn't have 'struct bpf_spin_lock'\n",
4346                                 map->name);
4347                 else
4348                         verbose(env,
4349                                 "map '%s' is not a struct type or bpf_spin_lock is mangled\n",
4350                                 map->name);
4351                 return -EINVAL;
4352         }
4353         if (map->spin_lock_off != val + reg->off) {
4354                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_spin_lock'\n",
4355                         val + reg->off);
4356                 return -EINVAL;
4357         }
4358         if (is_lock) {
4359                 if (cur->active_spin_lock) {
4360                         verbose(env,
4361                                 "Locking two bpf_spin_locks are not allowed\n");
4362                         return -EINVAL;
4363                 }
4364                 cur->active_spin_lock = reg->id;
4365         } else {
4366                 if (!cur->active_spin_lock) {
4367                         verbose(env, "bpf_spin_unlock without taking a lock\n");
4368                         return -EINVAL;
4369                 }
4370                 if (cur->active_spin_lock != reg->id) {
4371                         verbose(env, "bpf_spin_unlock of different lock\n");
4372                         return -EINVAL;
4373                 }
4374                 cur->active_spin_lock = 0;
4375         }
4376         return 0;
4377 }
4378
4379 static bool arg_type_is_mem_ptr(enum bpf_arg_type type)
4380 {
4381         return type == ARG_PTR_TO_MEM ||
4382                type == ARG_PTR_TO_MEM_OR_NULL ||
4383                type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM;
4384 }
4385
4386 static bool arg_type_is_mem_size(enum bpf_arg_type type)
4387 {
4388         return type == ARG_CONST_SIZE ||
4389                type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO;
4390 }
4391
4392 static bool arg_type_is_alloc_size(enum bpf_arg_type type)
4393 {
4394         return type == ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO;
4395 }
4396
4397 static bool arg_type_is_int_ptr(enum bpf_arg_type type)
4398 {
4399         return type == ARG_PTR_TO_INT ||
4400                type == ARG_PTR_TO_LONG;
4401 }
4402
4403 static int int_ptr_type_to_size(enum bpf_arg_type type)
4404 {
4405         if (type == ARG_PTR_TO_INT)
4406                 return sizeof(u32);
4407         else if (type == ARG_PTR_TO_LONG)
4408                 return sizeof(u64);
4409
4410         return -EINVAL;
4411 }
4412
4413 static int resolve_map_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
4414                                  const struct bpf_call_arg_meta *meta,
4415                                  enum bpf_arg_type *arg_type)
4416 {
4417         if (!meta->map_ptr) {
4418                 /* kernel subsystem misconfigured verifier */
4419                 verbose(env, "invalid map_ptr to access map->type\n");
4420                 return -EACCES;
4421         }
4422
4423         switch (meta->map_ptr->map_type) {
4424         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
4425         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
4426                 if (*arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
4427                         *arg_type = ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON;
4428                 } else {
4429                         verbose(env, "invalid arg_type for sockmap/sockhash\n");
4430                         return -EINVAL;
4431                 }
4432                 break;
4433
4434         default:
4435                 break;
4436         }
4437         return 0;
4438 }
4439
4440 struct bpf_reg_types {
4441         const enum bpf_reg_type types[10];
4442         u32 *btf_id;
4443 };
4444
4445 static const struct bpf_reg_types map_key_value_types = {
4446         .types = {
4447                 PTR_TO_STACK,
4448                 PTR_TO_PACKET,
4449                 PTR_TO_PACKET_META,
4450                 PTR_TO_MAP_VALUE,
4451         },
4452 };
4453
4454 static const struct bpf_reg_types sock_types = {
4455         .types = {
4456                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
4457                 PTR_TO_SOCKET,
4458                 PTR_TO_TCP_SOCK,
4459                 PTR_TO_XDP_SOCK,
4460         },
4461 };
4462
4463 #ifdef CONFIG_NET
4464 static const struct bpf_reg_types btf_id_sock_common_types = {
4465         .types = {
4466                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
4467                 PTR_TO_SOCKET,
4468                 PTR_TO_TCP_SOCK,
4469                 PTR_TO_XDP_SOCK,
4470                 PTR_TO_BTF_ID,
4471         },
4472         .btf_id = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
4473 };
4474 #endif
4475
4476 static const struct bpf_reg_types mem_types = {
4477         .types = {
4478                 PTR_TO_STACK,
4479                 PTR_TO_PACKET,
4480                 PTR_TO_PACKET_META,
4481                 PTR_TO_MAP_VALUE,
4482                 PTR_TO_MEM,
4483                 PTR_TO_RDONLY_BUF,
4484                 PTR_TO_RDWR_BUF,
4485         },
4486 };
4487
4488 static const struct bpf_reg_types int_ptr_types = {
4489         .types = {
4490                 PTR_TO_STACK,
4491                 PTR_TO_PACKET,
4492                 PTR_TO_PACKET_META,
4493                 PTR_TO_MAP_VALUE,
4494         },
4495 };
4496
4497 static const struct bpf_reg_types fullsock_types = { .types = { PTR_TO_SOCKET } };
4498 static const struct bpf_reg_types scalar_types = { .types = { SCALAR_VALUE } };
4499 static const struct bpf_reg_types context_types = { .types = { PTR_TO_CTX } };
4500 static const struct bpf_reg_types alloc_mem_types = { .types = { PTR_TO_MEM } };
4501 static const struct bpf_reg_types const_map_ptr_types = { .types = { CONST_PTR_TO_MAP } };
4502 static const struct bpf_reg_types btf_ptr_types = { .types = { PTR_TO_BTF_ID } };
4503 static const struct bpf_reg_types spin_lock_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
4504 static const struct bpf_reg_types percpu_btf_ptr_types = { .types = { PTR_TO_PERCPU_BTF_ID } };
4505
4506 static const struct bpf_reg_types *compatible_reg_types[__BPF_ARG_TYPE_MAX] = {
4507         [ARG_PTR_TO_MAP_KEY]            = &map_key_value_types,
4508         [ARG_PTR_TO_MAP_VALUE]          = &map_key_value_types,
4509         [ARG_PTR_TO_UNINIT_MAP_VALUE]   = &map_key_value_types,
4510         [ARG_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL]  = &map_key_value_types,
4511         [ARG_CONST_SIZE]                = &scalar_types,
4512         [ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO]        = &scalar_types,
4513         [ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO]  = &scalar_types,
4514         [ARG_CONST_MAP_PTR]             = &const_map_ptr_types,
4515         [ARG_PTR_TO_CTX]                = &context_types,
4516         [ARG_PTR_TO_CTX_OR_NULL]        = &context_types,
4517         [ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON]        = &sock_types,
4518 #ifdef CONFIG_NET
4519         [ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON] = &btf_id_sock_common_types,
4520 #endif
4521         [ARG_PTR_TO_SOCKET]             = &fullsock_types,
4522         [ARG_PTR_TO_SOCKET_OR_NULL]     = &fullsock_types,
4523         [ARG_PTR_TO_BTF_ID]             = &btf_ptr_types,
4524         [ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK]          = &spin_lock_types,
4525         [ARG_PTR_TO_MEM]                = &mem_types,
4526         [ARG_PTR_TO_MEM_OR_NULL]        = &mem_types,
4527         [ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM]         = &mem_types,
4528         [ARG_PTR_TO_ALLOC_MEM]          = &alloc_mem_types,
4529         [ARG_PTR_TO_ALLOC_MEM_OR_NULL]  = &alloc_mem_types,
4530         [ARG_PTR_TO_INT]                = &int_ptr_types,
4531         [ARG_PTR_TO_LONG]               = &int_ptr_types,
4532         [ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID]      = &percpu_btf_ptr_types,
4533 };
4534
4535 static int check_reg_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
4536                           enum bpf_arg_type arg_type,
4537                           const u32 *arg_btf_id)
4538 {
4539         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
4540         enum bpf_reg_type expected, type = reg->type;
4541         const struct bpf_reg_types *compatible;
4542         int i, j;
4543
4544         compatible = compatible_reg_types[arg_type];
4545         if (!compatible) {
4546                 verbose(env, "verifier internal error: unsupported arg type %d\n", arg_type);
4547                 return -EFAULT;
4548         }
4549
4550         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(compatible->types); i++) {
4551                 expected = compatible->types[i];
4552                 if (expected == NOT_INIT)
4553                         break;
4554
4555                 if (type == expected)
4556                         goto found;
4557         }
4558
4559         verbose(env, "R%d type=%s expected=", regno, reg_type_str[type]);
4560         for (j = 0; j + 1 < i; j++)
4561                 verbose(env, "%s, ", reg_type_str[compatible->types[j]]);
4562         verbose(env, "%s\n", reg_type_str[compatible->types[j]]);
4563         return -EACCES;
4564
4565 found:
4566         if (type == PTR_TO_BTF_ID) {
4567                 if (!arg_btf_id) {
4568                         if (!compatible->btf_id) {
4569                                 verbose(env, "verifier internal error: missing arg compatible BTF ID\n");
4570                                 return -EFAULT;
4571                         }
4572                         arg_btf_id = compatible->btf_id;
4573                 }
4574
4575                 if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
4576                                           btf_vmlinux, *arg_btf_id)) {
4577                         verbose(env, "R%d is of type %s but %s is expected\n",
4578                                 regno, kernel_type_name(reg->btf, reg->btf_id),
4579                                 kernel_type_name(btf_vmlinux, *arg_btf_id));
4580                         return -EACCES;
4581                 }
4582
4583                 if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
4584                         verbose(env, "R%d is a pointer to in-kernel struct with non-zero offset\n",
4585                                 regno);
4586                         return -EACCES;
4587                 }
4588         }
4589
4590         return 0;
4591 }
4592
4593 static int check_func_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 arg,
4594                           struct bpf_call_arg_meta *meta,
4595                           const struct bpf_func_proto *fn)
4596 {
4597         u32 regno = BPF_REG_1 + arg;
4598         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
4599         enum bpf_arg_type arg_type = fn->arg_type[arg];
4600         enum bpf_reg_type type = reg->type;
4601         int err = 0;
4602
4603         if (arg_type == ARG_DONTCARE)
4604                 return 0;
4605
4606         err = check_reg_arg(env, regno, SRC_OP);
4607         if (err)
4608                 return err;
4609
4610         if (arg_type == ARG_ANYTHING) {
4611                 if (is_pointer_value(env, regno)) {
4612                         verbose(env, "R%d leaks addr into helper function\n",
4613                                 regno);
4614                         return -EACCES;
4615                 }
4616                 return 0;
4617         }
4618
4619         if (type_is_pkt_pointer(type) &&
4620             !may_access_direct_pkt_data(env, meta, BPF_READ)) {
4621                 verbose(env, "helper access to the packet is not allowed\n");
4622                 return -EACCES;
4623         }
4624
4625         if (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE ||
4626             arg_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MAP_VALUE ||
4627             arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL) {
4628                 err = resolve_map_arg_type(env, meta, &arg_type);
4629                 if (err)
4630                         return err;
4631         }
4632
4633         if (register_is_null(reg) && arg_type_may_be_null(arg_type))
4634                 /* A NULL register has a SCALAR_VALUE type, so skip
4635                  * type checking.
4636                  */
4637                 goto skip_type_check;
4638
4639         err = check_reg_type(env, regno, arg_type, fn->arg_btf_id[arg]);
4640         if (err)
4641                 return err;
4642
4643         if (type == PTR_TO_CTX) {
4644                 err = check_ctx_reg(env, reg, regno);
4645                 if (err < 0)
4646                         return err;
4647         }
4648
4649 skip_type_check:
4650         if (reg->ref_obj_id) {
4651                 if (meta->ref_obj_id) {
4652                         verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
4653                                 regno, reg->ref_obj_id,
4654                                 meta->ref_obj_id);
4655                         return -EFAULT;
4656                 }
4657                 meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
4658         }
4659
4660         if (arg_type == ARG_CONST_MAP_PTR) {
4661                 /* bpf_map_xxx(map_ptr) call: remember that map_ptr */
4662                 meta->map_ptr = reg->map_ptr;
4663         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY) {
4664                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., key) call:
4665                  * check that [key, key + map->key_size) are within
4666                  * stack limits and initialized
4667                  */
4668                 if (!meta->map_ptr) {
4669                         /* in function declaration map_ptr must come before
4670                          * map_key, so that it's verified and known before
4671                          * we have to check map_key here. Otherwise it means
4672                          * that kernel subsystem misconfigured verifier
4673                          */
4674                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->key\n");
4675                         return -EACCES;
4676                 }
4677                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
4678                                               meta->map_ptr->key_size, false,
4679                                               NULL);
4680         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE ||
4681                    (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL &&
4682                     !register_is_null(reg)) ||
4683                    arg_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MAP_VALUE) {
4684                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., value) call:
4685                  * check [value, value + map->value_size) validity
4686                  */
4687                 if (!meta->map_ptr) {
4688                         /* kernel subsystem misconfigured verifier */
4689                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->value\n");
4690                         return -EACCES;
4691                 }
4692                 meta->raw_mode = (arg_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MAP_VALUE);
4693                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
4694                                               meta->map_ptr->value_size, false,
4695                                               meta);
4696         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID) {
4697                 if (!reg->btf_id) {
4698                         verbose(env, "Helper has invalid btf_id in R%d\n", regno);
4699                         return -EACCES;
4700                 }
4701                 meta->ret_btf = reg->btf;
4702                 meta->ret_btf_id = reg->btf_id;
4703         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK) {
4704                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_lock) {
4705                         if (process_spin_lock(env, regno, true))
4706                                 return -EACCES;
4707                 } else if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_unlock) {
4708                         if (process_spin_lock(env, regno, false))
4709                                 return -EACCES;
4710                 } else {
4711                         verbose(env, "verifier internal error\n");
4712                         return -EFAULT;
4713                 }
4714         } else if (arg_type_is_mem_ptr(arg_type)) {
4715                 /* The access to this pointer is only checked when we hit the
4716                  * next is_mem_size argument below.
4717                  */
4718                 meta->raw_mode = (arg_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM);
4719         } else if (arg_type_is_mem_size(arg_type)) {
4720                 bool zero_size_allowed = (arg_type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO);
4721
4722                 /* This is used to refine r0 return value bounds for helpers
4723                  * that enforce this value as an upper bound on return values.
4724                  * See do_refine_retval_range() for helpers that can refine
4725                  * the return value. C type of helper is u32 so we pull register
4726                  * bound from umax_value however, if negative verifier errors
4727                  * out. Only upper bounds can be learned because retval is an
4728                  * int type and negative retvals are allowed.
4729                  */
4730                 meta->msize_max_value = reg->umax_value;
4731
4732                 /* The register is SCALAR_VALUE; the access check
4733                  * happens using its boundaries.
4734                  */
4735                 if (!tnum_is_const(reg->var_off))
4736                         /* For unprivileged variable accesses, disable raw
4737                          * mode so that the program is required to
4738                          * initialize all the memory that the helper could
4739                          * just partially fill up.
4740                          */
4741                         meta = NULL;
4742
4743                 if (reg->smin_value < 0) {
4744                         verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned or 'var &= const'\n",
4745                                 regno);
4746                         return -EACCES;
4747                 }
4748
4749                 if (reg->umin_value == 0) {
4750                         err = check_helper_mem_access(env, regno - 1, 0,
4751                                                       zero_size_allowed,
4752                                                       meta);
4753                         if (err)
4754                                 return err;
4755                 }
4756
4757                 if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_SIZ) {
4758                         verbose(env, "R%d unbounded memory access, use 'var &= const' or 'if (var < const)'\n",
4759                                 regno);
4760                         return -EACCES;
4761                 }
4762                 err = check_helper_mem_access(env, regno - 1,
4763                                               reg->umax_value,
4764                                               zero_size_allowed, meta);
4765                 if (!err)
4766                         err = mark_chain_precision(env, regno);
4767         } else if (arg_type_is_alloc_size(arg_type)) {
4768                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
4769                         verbose(env, "R%d is not a known constant'\n",
4770                                 regno);
4771                         return -EACCES;
4772                 }
4773                 meta->mem_size = reg->var_off.value;
4774         } else if (arg_type_is_int_ptr(arg_type)) {
4775                 int size = int_ptr_type_to_size(arg_type);
4776
4777                 err = check_helper_mem_access(env, regno, size, false, meta);
4778                 if (err)
4779                         return err;
4780                 err = check_ptr_alignment(env, reg, 0, size, true);
4781         }
4782
4783         return err;
4784 }
4785
4786 static bool may_update_sockmap(struct bpf_verifier_env *env, int func_id)
4787 {
4788         enum bpf_attach_type eatype = env->prog->expected_attach_type;
4789         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
4790
4791         if (func_id != BPF_FUNC_map_update_elem)
4792                 return false;
4793
4794         /* It's not possible to get access to a locked struct sock in these
4795          * contexts, so updating is safe.
4796          */
4797         switch (type) {
4798         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
4799                 if (eatype == BPF_TRACE_ITER)
4800                         return true;
4801                 break;
4802         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
4803         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
4804         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
4805         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
4806         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
4807         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
4808         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
4809                 return true;
4810         default:
4811                 break;
4812         }
4813
4814         verbose(env, "cannot update sockmap in this context\n");
4815         return false;
4816 }
4817
4818 static bool allow_tail_call_in_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
4819 {
4820         return env->prog->jit_requested && IS_ENABLED(CONFIG_X86_64);
4821 }
4822
4823 static int check_map_func_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
4824                                         struct bpf_map *map, int func_id)
4825 {
4826         if (!map)
4827                 return 0;
4828
4829         /* We need a two way check, first is from map perspective ... */
4830         switch (map->map_type) {
4831         case BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY:
4832                 if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
4833                         goto error;
4834                 break;
4835         case BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY:
4836                 if (func_id != BPF_FUNC_perf_event_read &&
4837                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_output &&
4838                     func_id != BPF_FUNC_skb_output &&
4839                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_read_value &&
4840                     func_id != BPF_FUNC_xdp_output)
4841                         goto error;
4842                 break;
4843         case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
4844                 if (func_id != BPF_FUNC_ringbuf_output &&
4845                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve &&
4846                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_submit &&
4847                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_discard &&
4848                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_query)
4849                         goto error;
4850                 break;
4851         case BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE:
4852                 if (func_id != BPF_FUNC_get_stackid)
4853                         goto error;
4854                 break;
4855         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY:
4856                 if (func_id != BPF_FUNC_skb_under_cgroup &&
4857                     func_id != BPF_FUNC_current_task_under_cgroup)
4858                         goto error;
4859                 break;
4860         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE:
4861         case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE:
4862                 if (func_id != BPF_FUNC_get_local_storage)
4863                         goto error;
4864                 break;
4865         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP:
4866         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH:
4867                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
4868                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
4869                         goto error;
4870                 break;
4871         /* Restrict bpf side of cpumap and xskmap, open when use-cases
4872          * appear.
4873          */
4874         case BPF_MAP_TYPE_CPUMAP:
4875                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map)
4876                         goto error;
4877                 break;
4878         case BPF_MAP_TYPE_XSKMAP:
4879                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
4880                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
4881                         goto error;
4882                 break;
4883         case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
4884         case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
4885                 if (func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
4886                         goto error;
4887                 break;
4888         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
4889                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_map &&
4890                     func_id != BPF_FUNC_sock_map_update &&
4891                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
4892                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_map &&
4893                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
4894                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
4895                     !may_update_sockmap(env, func_id))
4896                         goto error;
4897                 break;
4898         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
4899                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_hash &&
4900                     func_id != BPF_FUNC_sock_hash_update &&
4901                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
4902                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_hash &&
4903                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
4904                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
4905                     !may_update_sockmap(env, func_id))
4906                         goto error;
4907                 break;
4908         case BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY:
4909                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport)
4910                         goto error;
4911                 break;
4912         case BPF_MAP_TYPE_QUEUE:
4913         case BPF_MAP_TYPE_STACK:
4914                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
4915                     func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
4916                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
4917                         goto error;
4918                 break;
4919         case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
4920                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_storage_get &&
4921                     func_id != BPF_FUNC_sk_storage_delete)
4922                         goto error;
4923                 break;
4924         case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
4925                 if (func_id != BPF_FUNC_inode_storage_get &&
4926                     func_id != BPF_FUNC_inode_storage_delete)
4927                         goto error;
4928                 break;
4929         case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
4930                 if (func_id != BPF_FUNC_task_storage_get &&
4931                     func_id != BPF_FUNC_task_storage_delete)
4932                         goto error;
4933                 break;
4934         default:
4935                 break;
4936         }
4937
4938         /* ... and second from the function itself. */
4939         switch (func_id) {
4940         case BPF_FUNC_tail_call:
4941                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY)
4942                         goto error;
4943                 if (env->subprog_cnt > 1 && !allow_tail_call_in_subprogs(env)) {
4944                         verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
4945                         return -EINVAL;
4946                 }
4947                 break;
4948         case BPF_FUNC_perf_event_read:
4949         case BPF_FUNC_perf_event_output:
4950         case BPF_FUNC_perf_event_read_value:
4951         case BPF_FUNC_skb_output:
4952         case BPF_FUNC_xdp_output:
4953                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY)
4954                         goto error;
4955                 break;
4956         case BPF_FUNC_get_stackid:
4957                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE)
4958                         goto error;
4959                 break;
4960         case BPF_FUNC_current_task_under_cgroup:
4961         case BPF_FUNC_skb_under_cgroup:
4962                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY)
4963                         goto error;
4964                 break;
4965         case BPF_FUNC_redirect_map:
4966                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP &&
4967                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH &&
4968                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CPUMAP &&
4969                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_XSKMAP)
4970                         goto error;
4971                 break;
4972         case BPF_FUNC_sk_redirect_map:
4973         case BPF_FUNC_msg_redirect_map:
4974         case BPF_FUNC_sock_map_update:
4975                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP)
4976                         goto error;
4977                 break;
4978         case BPF_FUNC_sk_redirect_hash:
4979         case BPF_FUNC_msg_redirect_hash:
4980         case BPF_FUNC_sock_hash_update:
4981                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
4982                         goto error;
4983                 break;
4984         case BPF_FUNC_get_local_storage:
4985                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE &&
4986                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE)
4987                         goto error;
4988                 break;
4989         case BPF_FUNC_sk_select_reuseport:
4990                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY &&
4991                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP &&
4992                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
4993                         goto error;
4994                 break;
4995         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
4996         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
4997         case BPF_FUNC_map_push_elem:
4998                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
4999                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK)
5000                         goto error;
5001                 break;
5002         case BPF_FUNC_sk_storage_get:
5003         case BPF_FUNC_sk_storage_delete:
5004                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE)
5005                         goto error;
5006                 break;
5007         case BPF_FUNC_inode_storage_get:
5008         case BPF_FUNC_inode_storage_delete:
5009                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE)
5010                         goto error;
5011                 break;
5012         case BPF_FUNC_task_storage_get:
5013         case BPF_FUNC_task_storage_delete:
5014                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE)
5015                         goto error;
5016                 break;
5017         default:
5018                 break;
5019         }
5020
5021         return 0;
5022 error:
5023         verbose(env, "cannot pass map_type %d into func %s#%d\n",
5024                 map->map_type, func_id_name(func_id), func_id);
5025         return -EINVAL;
5026 }
5027
5028 static bool check_raw_mode_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
5029 {
5030         int count = 0;
5031
5032         if (fn->arg1_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
5033                 count++;
5034         if (fn->arg2_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
5035                 count++;
5036         if (fn->arg3_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
5037                 count++;
5038         if (fn->arg4_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
5039                 count++;
5040         if (fn->arg5_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
5041                 count++;
5042
5043         /* We only support one arg being in raw mode at the moment,
5044          * which is sufficient for the helper functions we have
5045          * right now.
5046          */
5047         return count <= 1;
5048 }
5049
5050 static bool check_args_pair_invalid(enum bpf_arg_type arg_curr,
5051                                     enum bpf_arg_type arg_next)
5052 {
5053         return (arg_type_is_mem_ptr(arg_curr) &&
5054                 !arg_type_is_mem_size(arg_next)) ||
5055                (!arg_type_is_mem_ptr(arg_curr) &&
5056                 arg_type_is_mem_size(arg_next));
5057 }
5058
5059 static bool check_arg_pair_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
5060 {
5061         /* bpf_xxx(..., buf, len) call will access 'len'
5062          * bytes from memory 'buf'. Both arg types need
5063          * to be paired, so make sure there's no buggy
5064          * helper function specification.
5065          */
5066         if (arg_type_is_mem_size(fn->arg1_type) ||
5067             arg_type_is_mem_ptr(fn->arg5_type)  ||
5068             check_args_pair_invalid(fn->arg1_type, fn->arg2_type) ||
5069             check_args_pair_invalid(fn->arg2_type, fn->arg3_type) ||
5070             check_args_pair_invalid(fn->arg3_type, fn->arg4_type) ||
5071             check_args_pair_invalid(fn->arg4_type, fn->arg5_type))
5072                 return false;
5073
5074         return true;
5075 }
5076
5077 static bool check_refcount_ok(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id)
5078 {
5079         int count = 0;
5080
5081         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg1_type))
5082                 count++;
5083         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg2_type))
5084                 count++;
5085         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg3_type))
5086                 count++;
5087         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg4_type))
5088                 count++;
5089         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg5_type))
5090                 count++;
5091
5092         /* A reference acquiring function cannot acquire
5093          * another refcounted ptr.
5094          */
5095         if (may_be_acquire_function(func_id) && count)
5096                 return false;
5097
5098         /* We only support one arg being unreferenced at the moment,
5099          * which is sufficient for the helper functions we have right now.
5100          */
5101         return count <= 1;
5102 }
5103
5104 static bool check_btf_id_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
5105 {
5106         int i;
5107
5108         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(fn->arg_type); i++) {
5109                 if (fn->arg_type[i] == ARG_PTR_TO_BTF_ID && !fn->arg_btf_id[i])
5110                         return false;
5111
5112                 if (fn->arg_type[i] != ARG_PTR_TO_BTF_ID && fn->arg_btf_id[i])
5113                         return false;
5114         }
5115
5116         return true;
5117 }
5118
5119 static int check_func_proto(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id)
5120 {
5121         return check_raw_mode_ok(fn) &&
5122                check_arg_pair_ok(fn) &&
5123                check_btf_id_ok(fn) &&
5124                check_refcount_ok(fn, func_id) ? 0 : -EINVAL;
5125 }
5126
5127 /* Packet data might have moved, any old PTR_TO_PACKET[_META,_END]
5128  * are now invalid, so turn them into unknown SCALAR_VALUE.
5129  */
5130 static void __clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env,
5131                                      struct bpf_func_state *state)
5132 {
5133         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
5134         int i;
5135
5136         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
5137                 if (reg_is_pkt_pointer_any(&regs[i]))
5138                         mark_reg_unknown(env, regs, i);
5139
5140         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
5141                 if (!reg)
5142                         continue;
5143                 if (reg_is_pkt_pointer_any(reg))
5144                         __mark_reg_unknown(env, reg);
5145         }
5146 }
5147
5148 static void clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env)
5149 {
5150         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
5151         int i;
5152
5153         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
5154                 __clear_all_pkt_pointers(env, vstate->frame[i]);
5155 }
5156
5157 enum {
5158         AT_PKT_END = -1,
5159         BEYOND_PKT_END = -2,
5160 };
5161
5162 static void mark_pkt_end(struct bpf_verifier_state *vstate, int regn, bool range_open)
5163 {
5164         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
5165         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regn];
5166
5167         if (reg->type != PTR_TO_PACKET)
5168                 /* PTR_TO_PACKET_META is not supported yet */
5169                 return;
5170
5171         /* The 'reg' is pkt > pkt_end or pkt >= pkt_end.
5172          * How far beyond pkt_end it goes is unknown.
5173          * if (!range_open) it's the case of pkt >= pkt_end
5174          * if (range_open) it's the case of pkt > pkt_end
5175          * hence this pointer is at least 1 byte bigger than pkt_end
5176          */
5177         if (range_open)
5178                 reg->range = BEYOND_PKT_END;
5179         else
5180                 reg->range = AT_PKT_END;
5181 }
5182
5183 static void release_reg_references(struct bpf_verifier_env *env,
5184                                    struct bpf_func_state *state,
5185                                    int ref_obj_id)
5186 {
5187         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
5188         int i;
5189
5190         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
5191                 if (regs[i].ref_obj_id == ref_obj_id)
5192                         mark_reg_unknown(env, regs, i);
5193
5194         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
5195                 if (!reg)
5196                         continue;
5197                 if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id)
5198                         __mark_reg_unknown(env, reg);
5199         }
5200 }
5201
5202 /* The pointer with the specified id has released its reference to kernel
5203  * resources. Identify all copies of the same pointer and clear the reference.
5204  */
5205 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env,
5206                              int ref_obj_id)
5207 {
5208         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
5209         int err;
5210         int i;
5211
5212         err = release_reference_state(cur_func(env), ref_obj_id);
5213         if (err)
5214                 return err;
5215
5216         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
5217                 release_reg_references(env, vstate->frame[i], ref_obj_id);
5218
5219         return 0;
5220 }
5221
5222 static void clear_caller_saved_regs(struct bpf_verifier_env *env,
5223                                     struct bpf_reg_state *regs)
5224 {
5225         int i;
5226
5227         /* after the call registers r0 - r5 were scratched */
5228         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
5229                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
5230                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
5231         }
5232 }
5233
5234 static int check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
5235                            int *insn_idx)
5236 {
5237         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
5238         struct bpf_func_info_aux *func_info_aux;
5239         struct bpf_func_state *caller, *callee;
5240         int i, err, subprog, target_insn;
5241         bool is_global = false;
5242
5243         if (state->curframe + 1 >= MAX_CALL_FRAMES) {
5244                 verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep\n",
5245                         state->curframe + 2);
5246                 return -E2BIG;
5247         }
5248
5249         target_insn = *insn_idx + insn->imm;
5250         subprog = find_subprog(env, target_insn + 1);
5251         if (subprog < 0) {
5252                 verbose(env, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
5253                         target_insn + 1);
5254                 return -EFAULT;
5255         }
5256
5257         caller = state->frame[state->curframe];
5258         if (state->frame[state->curframe + 1]) {
5259                 verbose(env, "verifier bug. Frame %d already allocated\n",
5260                         state->curframe + 1);
5261                 return -EFAULT;
5262         }
5263
5264         func_info_aux = env->prog->aux->func_info_aux;
5265         if (func_info_aux)
5266                 is_global = func_info_aux[subprog].linkage == BTF_FUNC_GLOBAL;
5267         err = btf_check_func_arg_match(env, subprog, caller->regs);
5268         if (err == -EFAULT)
5269                 return err;
5270         if (is_global) {
5271                 if (err) {
5272                         verbose(env, "Caller passes invalid args into func#%d\n",
5273                                 subprog);
5274                         return err;
5275                 } else {
5276                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
5277                                 verbose(env,
5278                                         "Func#%d is global and valid. Skipping.\n",
5279                                         subprog);
5280                         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
5281
5282                         /* All global functions return a 64-bit SCALAR_VALUE */
5283                         mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
5284                         caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
5285
5286                         /* continue with next insn after call */
5287                         return 0;
5288                 }
5289         }
5290
5291         callee = kzalloc(sizeof(*callee), GFP_KERNEL);
5292         if (!callee)
5293                 return -ENOMEM;
5294         state->frame[state->curframe + 1] = callee;
5295
5296         /* callee cannot access r0, r6 - r9 for reading and has to write
5297          * into its own stack before reading from it.
5298          * callee can read/write into caller's stack
5299          */
5300         init_func_state(env, callee,
5301                         /* remember the callsite, it will be used by bpf_exit */
5302                         *insn_idx /* callsite */,
5303                         state->curframe + 1 /* frameno within this callchain */,
5304                         subprog /* subprog number within this prog */);
5305
5306         /* Transfer references to the callee */
5307         err = transfer_reference_state(callee, caller);
5308         if (err)
5309                 return err;
5310
5311         /* copy r1 - r5 args that callee can access.  The copy includes parent
5312          * pointers, which connects us up to the liveness chain
5313          */
5314         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
5315                 callee->regs[i] = caller->regs[i];
5316
5317         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
5318
5319         /* only increment it after check_reg_arg() finished */
5320         state->curframe++;
5321
5322         /* and go analyze first insn of the callee */
5323         *insn_idx = target_insn;
5324
5325         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
5326                 verbose(env, "caller:\n");
5327                 print_verifier_state(env, caller);
5328                 verbose(env, "callee:\n");
5329                 print_verifier_state(env, callee);
5330         }
5331         return 0;
5332 }
5333
5334 static int prepare_func_exit(struct bpf_verifier_env *env, int *insn_idx)
5335 {
5336         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
5337         struct bpf_func_state *caller, *callee;
5338         struct bpf_reg_state *r0;
5339         int err;
5340
5341         callee = state->frame[state->curframe];
5342         r0 = &callee->regs[BPF_REG_0];
5343         if (r0->type == PTR_TO_STACK) {
5344                 /* technically it's ok to return caller's stack pointer
5345                  * (or caller's caller's pointer) back to the caller,
5346                  * since these pointers are valid. Only current stack
5347                  * pointer will be invalid as soon as function exits,
5348                  * but let's be conservative
5349                  */
5350                 verbose(env, "cannot return stack pointer to the caller\n");
5351                 return -EINVAL;
5352         }
5353
5354         state->curframe--;
5355         caller = state->frame[state->curframe];
5356         /* return to the caller whatever r0 had in the callee */
5357         caller->regs[BPF_REG_0] = *r0;
5358
5359         /* Transfer references to the caller */
5360         err = transfer_reference_state(caller, callee);
5361         if (err)
5362                 return err;
5363
5364         *insn_idx = callee->callsite + 1;
5365         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
5366                 verbose(env, "returning from callee:\n");
5367                 print_verifier_state(env, callee);
5368                 verbose(env, "to caller at %d:\n", *insn_idx);
5369                 print_verifier_state(env, caller);
5370         }
5371         /* clear everything in the callee */
5372         free_func_state(callee);
5373         state->frame[state->curframe + 1] = NULL;
5374         return 0;
5375 }
5376
5377 static void do_refine_retval_range(struct bpf_reg_state *regs, int ret_type,
5378                                    int func_id,
5379                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
5380 {
5381         struct bpf_reg_state *ret_reg = &regs[BPF_REG_0];
5382
5383         if (ret_type != RET_INTEGER ||
5384             (func_id != BPF_FUNC_get_stack &&
5385              func_id != BPF_FUNC_probe_read_str &&
5386              func_id != BPF_FUNC_probe_read_kernel_str &&
5387              func_id != BPF_FUNC_probe_read_user_str))
5388                 return;
5389
5390         ret_reg->smax_value = meta->msize_max_value;
5391         ret_reg->s32_max_value = meta->msize_max_value;
5392         ret_reg->smin_value = -MAX_ERRNO;
5393         ret_reg->s32_min_value = -MAX_ERRNO;
5394         __reg_deduce_bounds(ret_reg);
5395         __reg_bound_offset(ret_reg);
5396         __update_reg_bounds(ret_reg);
5397 }
5398
5399 static int
5400 record_func_map(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
5401                 int func_id, int insn_idx)
5402 {
5403         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
5404         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
5405
5406         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call &&
5407             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
5408             func_id != BPF_FUNC_map_update_elem &&
5409             func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
5410             func_id != BPF_FUNC_map_push_elem &&
5411             func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
5412             func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem)
5413                 return 0;
5414
5415         if (map == NULL) {
5416                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
5417                 return -EINVAL;
5418         }
5419
5420         /* In case of read-only, some additional restrictions
5421          * need to be applied in order to prevent altering the
5422          * state of the map from program side.
5423          */
5424         if ((map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
5425             (func_id == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
5426              func_id == BPF_FUNC_map_update_elem ||
5427              func_id == BPF_FUNC_map_push_elem ||
5428              func_id == BPF_FUNC_map_pop_elem)) {
5429                 verbose(env, "write into map forbidden\n");
5430                 return -EACCES;
5431         }
5432
5433         if (!BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state))
5434                 bpf_map_ptr_store(aux, meta->map_ptr,
5435                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
5436         else if (BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) != meta->map_ptr)
5437                 bpf_map_ptr_store(aux, BPF_MAP_PTR_POISON,
5438                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
5439         return 0;
5440 }
5441
5442 static int
5443 record_func_key(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
5444                 int func_id, int insn_idx)
5445 {
5446         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
5447         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg;
5448         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
5449         struct tnum range;
5450         u64 val;
5451         int err;
5452
5453         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
5454                 return 0;
5455         if (!map || map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY) {
5456                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
5457                 return -EINVAL;
5458         }
5459
5460         range = tnum_range(0, map->max_entries - 1);
5461         reg = &regs[BPF_REG_3];
5462
5463         if (!register_is_const(reg) || !tnum_in(range, reg->var_off)) {
5464                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
5465                 return 0;
5466         }
5467
5468         err = mark_chain_precision(env, BPF_REG_3);
5469         if (err)
5470                 return err;
5471
5472         val = reg->var_off.value;
5473         if (bpf_map_key_unseen(aux))
5474                 bpf_map_key_store(aux, val);
5475         else if (!bpf_map_key_poisoned(aux) &&
5476                   bpf_map_key_immediate(aux) != val)
5477                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
5478         return 0;
5479 }
5480
5481 static int check_reference_leak(struct bpf_verifier_env *env)
5482 {
5483         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
5484         int i;
5485
5486         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
5487                 verbose(env, "Unreleased reference id=%d alloc_insn=%d\n",
5488                         state->refs[i].id, state->refs[i].insn_idx);
5489         }
5490         return state->acquired_refs ? -EINVAL : 0;
5491 }
5492
5493 static int check_helper_call(struct bpf_verifier_env *env, int func_id, int insn_idx)
5494 {
5495         const struct bpf_func_proto *fn = NULL;
5496         struct bpf_reg_state *regs;
5497         struct bpf_call_arg_meta meta;
5498         bool changes_data;
5499         int i, err;
5500
5501         /* find function prototype */
5502         if (func_id < 0 || func_id >= __BPF_FUNC_MAX_ID) {
5503                 verbose(env, "invalid func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
5504                         func_id);
5505                 return -EINVAL;
5506         }
5507
5508         if (env->ops->get_func_proto)
5509                 fn = env->ops->get_func_proto(func_id, env->prog);
5510         if (!fn) {
5511                 verbose(env, "unknown func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
5512                         func_id);
5513                 return -EINVAL;
5514         }
5515
5516         /* eBPF programs must be GPL compatible to use GPL-ed functions */
5517         if (!env->prog->gpl_compatible && fn->gpl_only) {
5518                 verbose(env, "cannot call GPL-restricted function from non-GPL compatible program\n");
5519                 return -EINVAL;
5520         }
5521
5522         if (fn->allowed && !fn->allowed(env->prog)) {
5523                 verbose(env, "helper call is not allowed in probe\n");
5524                 return -EINVAL;
5525         }
5526
5527         /* With LD_ABS/IND some JITs save/restore skb from r1. */
5528         changes_data = bpf_helper_changes_pkt_data(fn->func);
5529         if (changes_data && fn->arg1_type != ARG_PTR_TO_CTX) {
5530                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d: r1 != ctx\n",
5531                         func_id_name(func_id), func_id);
5532                 return -EINVAL;
5533         }
5534
5535         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
5536         meta.pkt_access = fn->pkt_access;
5537
5538         err = check_func_proto(fn, func_id);
5539         if (err) {
5540                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
5541                         func_id_name(func_id), func_id);
5542                 return err;
5543         }
5544
5545         meta.func_id = func_id;
5546         /* check args */
5547         for (i = 0; i < 5; i++) {
5548                 err = check_func_arg(env, i, &meta, fn);
5549                 if (err)
5550                         return err;
5551         }
5552
5553         err = record_func_map(env, &meta, func_id, insn_idx);
5554         if (err)
5555                 return err;
5556
5557         err = record_func_key(env, &meta, func_id, insn_idx);
5558         if (err)
5559                 return err;
5560
5561         /* Mark slots with STACK_MISC in case of raw mode, stack offset
5562          * is inferred from register state.
5563          */
5564         for (i = 0; i < meta.access_size; i++) {
5565                 err = check_mem_access(env, insn_idx, meta.regno, i, BPF_B,
5566                                        BPF_WRITE, -1, false);
5567                 if (err)
5568                         return err;
5569         }
5570
5571         if (func_id == BPF_FUNC_tail_call) {
5572                 err = check_reference_leak(env);
5573                 if (err) {
5574                         verbose(env, "tail_call would lead to reference leak\n");
5575                         return err;
5576                 }
5577         } else if (is_release_function(func_id)) {
5578                 err = release_reference(env, meta.ref_obj_id);
5579                 if (err) {
5580                         verbose(env, "func %s#%d reference has not been acquired before\n",
5581                                 func_id_name(func_id), func_id);
5582                         return err;
5583                 }
5584         }
5585
5586         regs = cur_regs(env);
5587
5588         /* check that flags argument in get_local_storage(map, flags) is 0,
5589          * this is required because get_local_storage() can't return an error.
5590          */
5591         if (func_id == BPF_FUNC_get_local_storage &&
5592             !register_is_null(&regs[BPF_REG_2])) {
5593                 verbose(env, "get_local_storage() doesn't support non-zero flags\n");
5594                 return -EINVAL;
5595         }
5596
5597         /* reset caller saved regs */
5598         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
5599                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
5600                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
5601         }
5602
5603         /* helper call returns 64-bit value. */
5604         regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
5605
5606         /* update return register (already marked as written above) */
5607         if (fn->ret_type == RET_INTEGER) {
5608                 /* sets type to SCALAR_VALUE */
5609                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
5610         } else if (fn->ret_type == RET_VOID) {
5611                 regs[BPF_REG_0].type = NOT_INIT;
5612         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL ||
5613                    fn->ret_type == RET_PTR_TO_MAP_VALUE) {
5614                 /* There is no offset yet applied, variable or fixed */
5615                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
5616                 /* remember map_ptr, so that check_map_access()
5617                  * can check 'value_size' boundary of memory access
5618                  * to map element returned from bpf_map_lookup_elem()
5619                  */
5620                 if (meta.map_ptr == NULL) {
5621                         verbose(env,
5622                                 "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
5623                         return -EINVAL;
5624                 }
5625                 regs[BPF_REG_0].map_ptr = meta.map_ptr;
5626                 if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_MAP_VALUE) {
5627                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
5628                         if (map_value_has_spin_lock(meta.map_ptr))
5629                                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
5630                 } else {
5631                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL;
5632                 }
5633         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_SOCKET_OR_NULL) {
5634                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
5635                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCKET_OR_NULL;
5636         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL) {
5637                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
5638                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL;
5639         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL) {
5640                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
5641                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL;
5642         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_ALLOC_MEM_OR_NULL) {
5643                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
5644                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM_OR_NULL;
5645                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.mem_size;
5646         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID_OR_NULL ||
5647                    fn->ret_type == RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID) {
5648                 const struct btf_type *t;
5649
5650                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
5651                 t = btf_type_skip_modifiers(meta.ret_btf, meta.ret_btf_id, NULL);
5652                 if (!btf_type_is_struct(t)) {
5653                         u32 tsize;
5654                         const struct btf_type *ret;
5655                         const char *tname;
5656
5657                         /* resolve the type size of ksym. */
5658                         ret = btf_resolve_size(meta.ret_btf, t, &tsize);
5659                         if (IS_ERR(ret)) {
5660                                 tname = btf_name_by_offset(meta.ret_btf, t->name_off);
5661                                 verbose(env, "unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
5662                                         tname, PTR_ERR(ret));
5663                                 return -EINVAL;
5664                         }
5665                         regs[BPF_REG_0].type =
5666                                 fn->ret_type == RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID ?
5667                                 PTR_TO_MEM : PTR_TO_MEM_OR_NULL;
5668                         regs[BPF_REG_0].mem_size = tsize;
5669                 } else {
5670                         regs[BPF_REG_0].type =
5671                                 fn->ret_type == RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID ?
5672                                 PTR_TO_BTF_ID : PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL;
5673                         regs[BPF_REG_0].btf = meta.ret_btf;
5674                         regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
5675                 }
5676         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL ||
5677                    fn->ret_type == RET_PTR_TO_BTF_ID) {
5678                 int ret_btf_id;
5679
5680                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
5681                 regs[BPF_REG_0].type = fn->ret_type == RET_PTR_TO_BTF_ID ?
5682                                                      PTR_TO_BTF_ID :
5683                                                      PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL;
5684                 ret_btf_id = *fn->ret_btf_id;
5685                 if (ret_btf_id == 0) {
5686                         verbose(env, "invalid return type %d of func %s#%d\n",
5687                                 fn->ret_type, func_id_name(func_id), func_id);
5688                         return -EINVAL;
5689                 }
5690                 /* current BPF helper definitions are only coming from
5691                  * built-in code with type IDs from  vmlinux BTF
5692                  */
5693                 regs[BPF_REG_0].btf = btf_vmlinux;
5694                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
5695         } else {
5696                 verbose(env, "unknown return type %d of func %s#%d\n",
5697                         fn->ret_type, func_id_name(func_id), func_id);
5698                 return -EINVAL;
5699         }
5700
5701         if (reg_type_may_be_null(regs[BPF_REG_0].type))
5702                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
5703
5704         if (is_ptr_cast_function(func_id)) {
5705                 /* For release_reference() */
5706                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
5707         } else if (is_acquire_function(func_id, meta.map_ptr)) {
5708                 int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
5709
5710                 if (id < 0)
5711                         return id;
5712                 /* For mark_ptr_or_null_reg() */
5713                 regs[BPF_REG_0].id = id;
5714                 /* For release_reference() */
5715                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
5716         }
5717
5718         do_refine_retval_range(regs, fn->ret_type, func_id, &meta);
5719
5720         err = check_map_func_compatibility(env, meta.map_ptr, func_id);
5721         if (err)
5722                 return err;
5723
5724         if ((func_id == BPF_FUNC_get_stack ||
5725              func_id == BPF_FUNC_get_task_stack) &&
5726             !env->prog->has_callchain_buf) {
5727                 const char *err_str;
5728
5729 #ifdef CONFIG_PERF_EVENTS
5730                 err = get_callchain_buffers(sysctl_perf_event_max_stack);
5731                 err_str = "cannot get callchain buffer for func %s#%d\n";
5732 #else
5733                 err = -ENOTSUPP;
5734                 err_str = "func %s#%d not supported without CONFIG_PERF_EVENTS\n";
5735 #endif
5736                 if (err) {
5737                         verbose(env, err_str, func_id_name(func_id), func_id);
5738                         return err;
5739                 }
5740
5741                 env->prog->has_callchain_buf = true;
5742         }
5743
5744         if (func_id == BPF_FUNC_get_stackid || func_id == BPF_FUNC_get_stack)
5745                 env->prog->call_get_stack = true;
5746
5747         if (changes_data)
5748                 clear_all_pkt_pointers(env);
5749         return 0;
5750 }
5751
5752 static bool signed_add_overflows(s64 a, s64 b)
5753 {
5754         /* Do the add in u64, where overflow is well-defined */
5755         s64 res = (s64)((u64)a + (u64)b);
5756
5757         if (b < 0)
5758                 return res > a;
5759         return res < a;
5760 }
5761
5762 static bool signed_add32_overflows(s32 a, s32 b)
5763 {
5764         /* Do the add in u32, where overflow is well-defined */
5765         s32 res = (s32)((u32)a + (u32)b);
5766
5767         if (b < 0)
5768                 return res > a;
5769         return res < a;
5770 }
5771
5772 static bool signed_sub_overflows(s64 a, s64 b)
5773 {
5774         /* Do the sub in u64, where overflow is well-defined */
5775         s64 res = (s64)((u64)a - (u64)b);
5776
5777         if (b < 0)
5778                 return res < a;
5779         return res > a;
5780 }
5781
5782 static bool signed_sub32_overflows(s32 a, s32 b)
5783 {
5784         /* Do the sub in u32, where overflow is well-defined */
5785         s32 res = (s32)((u32)a - (u32)b);
5786
5787         if (b < 0)
5788                 return res < a;
5789         return res > a;
5790 }
5791
5792 static bool check_reg_sane_offset(struct bpf_verifier_env *env,
5793                                   const struct bpf_reg_state *reg,
5794                                   enum bpf_reg_type type)
5795 {
5796         bool known = tnum_is_const(reg->var_off);
5797         s64 val = reg->var_off.value;
5798         s64 smin = reg->smin_value;
5799
5800         if (known && (val >= BPF_MAX_VAR_OFF || val <= -BPF_MAX_VAR_OFF)) {
5801                 verbose(env, "math between %s pointer and %lld is not allowed\n",
5802                         reg_type_str[type], val);
5803                 return false;
5804         }
5805
5806         if (reg->off >= BPF_MAX_VAR_OFF || reg->off <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
5807                 verbose(env, "%s pointer offset %d is not allowed\n",
5808                         reg_type_str[type], reg->off);
5809                 return false;
5810         }
5811
5812         if (smin == S64_MIN) {
5813                 verbose(env, "math between %s pointer and register with unbounded min value is not allowed\n",
5814                         reg_type_str[type]);
5815                 return false;
5816         }
5817
5818         if (smin >= BPF_MAX_VAR_OFF || smin <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
5819                 verbose(env, "value %lld makes %s pointer be out of bounds\n",
5820                         smin, reg_type_str[type]);
5821                 return false;
5822         }
5823
5824         return true;
5825 }
5826
5827 static struct bpf_insn_aux_data *cur_aux(struct bpf_verifier_env *env)
5828 {
5829         return &env->insn_aux_data[env->insn_idx];
5830 }
5831
5832 static int retrieve_ptr_limit(const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
5833                               u32 *ptr_limit, u8 opcode, bool off_is_neg)
5834 {
5835         bool mask_to_left = (opcode == BPF_ADD &&  off_is_neg) ||
5836                             (opcode == BPF_SUB && !off_is_neg);
5837         u32 off;
5838
5839         switch (ptr_reg->type) {
5840         case PTR_TO_STACK:
5841                 /* Indirect variable offset stack access is prohibited in
5842                  * unprivileged mode so it's not handled here.
5843                  */
5844                 off = ptr_reg->off + ptr_reg->var_off.value;
5845                 if (mask_to_left)
5846                         *ptr_limit = MAX_BPF_STACK + off;
5847                 else
5848                         *ptr_limit = -off;
5849                 return 0;
5850         case PTR_TO_MAP_VALUE:
5851                 if (mask_to_left) {
5852                         *ptr_limit = ptr_reg->umax_value + ptr_reg->off;
5853                 } else {
5854                         off = ptr_reg->smin_value + ptr_reg->off;
5855                         *ptr_limit = ptr_reg->map_ptr->value_size - off;
5856                 }
5857                 return 0;
5858         default:
5859                 return -EINVAL;
5860         }
5861 }
5862
5863 static bool can_skip_alu_sanitation(const struct bpf_verifier_env *env,
5864                                     const struct bpf_insn *insn)
5865 {
5866         return env->bypass_spec_v1 || BPF_SRC(insn->code) == BPF_K;
5867 }
5868
5869 static int update_alu_sanitation_state(struct bpf_insn_aux_data *aux,
5870                                        u32 alu_state, u32 alu_limit)
5871 {
5872         /* If we arrived here from different branches with different
5873          * state or limits to sanitize, then this won't work.
5874          */
5875         if (aux->alu_state &&
5876             (aux->alu_state != alu_state ||
5877              aux->alu_limit != alu_limit))
5878                 return -EACCES;
5879
5880         /* Corresponding fixup done in fixup_bpf_calls(). */
5881         aux->alu_state = alu_state;
5882         aux->alu_limit = alu_limit;
5883         return 0;
5884 }
5885
5886 static int sanitize_val_alu(struct bpf_verifier_env *env,
5887                             struct bpf_insn *insn)
5888 {
5889         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
5890
5891         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
5892                 return 0;
5893
5894         return update_alu_sanitation_state(aux, BPF_ALU_NON_POINTER, 0);
5895 }
5896
5897 static int sanitize_ptr_alu(struct bpf_verifier_env *env,
5898                             struct bpf_insn *insn,
5899                             const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
5900                             struct bpf_reg_state *dst_reg,
5901                             bool off_is_neg)
5902 {
5903         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
5904         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
5905         bool ptr_is_dst_reg = ptr_reg == dst_reg;
5906         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
5907         u32 alu_state, alu_limit;
5908         struct bpf_reg_state tmp;
5909         bool ret;
5910
5911         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
5912                 return 0;
5913
5914         /* We already marked aux for masking from non-speculative
5915          * paths, thus we got here in the first place. We only care
5916          * to explore bad access from here.
5917          */
5918         if (vstate->speculative)
5919                 goto do_sim;
5920
5921         alu_state  = off_is_neg ? BPF_ALU_NEG_VALUE : 0;
5922         alu_state |= ptr_is_dst_reg ?
5923                      BPF_ALU_SANITIZE_SRC : BPF_ALU_SANITIZE_DST;
5924
5925         if (retrieve_ptr_limit(ptr_reg, &alu_limit, opcode, off_is_neg))
5926                 return 0;
5927         if (update_alu_sanitation_state(aux, alu_state, alu_limit))
5928                 return -EACCES;
5929 do_sim:
5930         /* Simulate and find potential out-of-bounds access under
5931          * speculative execution from truncation as a result of
5932          * masking when off was not within expected range. If off
5933          * sits in dst, then we temporarily need to move ptr there
5934          * to simulate dst (== 0) +/-= ptr. Needed, for example,
5935          * for cases where we use K-based arithmetic in one direction
5936          * and truncated reg-based in the other in order to explore
5937          * bad access.
5938          */
5939         if (!ptr_is_dst_reg) {
5940                 tmp = *dst_reg;
5941                 *dst_reg = *ptr_reg;
5942         }
5943         ret = push_stack(env, env->insn_idx + 1, env->insn_idx, true);
5944         if (!ptr_is_dst_reg && ret)
5945                 *dst_reg = tmp;
5946         return !ret ? -EFAULT : 0;
5947 }
5948
5949 /* check that stack access falls within stack limits and that 'reg' doesn't
5950  * have a variable offset.
5951  *
5952  * Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity since it
5953  * requires corresponding support in Spectre masking for stack ALU.  See also
5954  * retrieve_ptr_limit().
5955  *
5956  *
5957  * 'off' includes 'reg->off'.
5958  */
5959 static int check_stack_access_for_ptr_arithmetic(
5960                                 struct bpf_verifier_env *env,
5961                                 int regno,
5962                                 const struct bpf_reg_state *reg,
5963                                 int off)
5964 {
5965         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
5966                 char tn_buf[48];
5967
5968                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5969                 verbose(env, "R%d variable stack access prohibited for !root, var_off=%s off=%d\n",
5970                         regno, tn_buf, off);
5971                 return -EACCES;
5972         }
5973
5974         if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK) {
5975                 verbose(env, "R%d stack pointer arithmetic goes out of range, "
5976                         "prohibited for !root; off=%d\n", regno, off);
5977                 return -EACCES;
5978         }
5979
5980         return 0;
5981 }
5982
5983
5984 /* Handles arithmetic on a pointer and a scalar: computes new min/max and var_off.
5985  * Caller should also handle BPF_MOV case separately.
5986  * If we return -EACCES, caller may want to try again treating pointer as a
5987  * scalar.  So we only emit a diagnostic if !env->allow_ptr_leaks.
5988  */
5989 static int adjust_ptr_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
5990                                    struct bpf_insn *insn,
5991                                    const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
5992                                    const struct bpf_reg_state *off_reg)
5993 {
5994         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
5995         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
5996         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg;
5997         bool known = tnum_is_const(off_reg->var_off);
5998         s64 smin_val = off_reg->smin_value, smax_val = off_reg->smax_value,
5999             smin_ptr = ptr_reg->smin_value, smax_ptr = ptr_reg->smax_value;
6000         u64 umin_val = off_reg->umin_value, umax_val = off_reg->umax_value,
6001             umin_ptr = ptr_reg->umin_value, umax_ptr = ptr_reg->umax_value;
6002         u32 dst = insn->dst_reg, src = insn->src_reg;
6003         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
6004         int ret;
6005
6006         dst_reg = &regs[dst];
6007
6008         if ((known && (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
6009             smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
6010                 /* Taint dst register if offset had invalid bounds derived from
6011                  * e.g. dead branches.
6012                  */
6013                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
6014                 return 0;
6015         }
6016
6017         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64) {
6018                 /* 32-bit ALU ops on pointers produce (meaningless) scalars */
6019                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
6020                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
6021                         return 0;
6022                 }
6023
6024                 verbose(env,
6025                         "R%d 32-bit pointer arithmetic prohibited\n",
6026                         dst);
6027                 return -EACCES;
6028         }
6029
6030         switch (ptr_reg->type) {
6031         case PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL:
6032                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited, null-check it first\n",
6033                         dst, reg_type_str[ptr_reg->type]);
6034                 return -EACCES;
6035         case CONST_PTR_TO_MAP:
6036                 /* smin_val represents the known value */
6037                 if (known && smin_val == 0 && opcode == BPF_ADD)
6038                         break;
6039                 fallthrough;
6040         case PTR_TO_PACKET_END:
6041         case PTR_TO_SOCKET:
6042         case PTR_TO_SOCKET_OR_NULL:
6043         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
6044         case PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL:
6045         case PTR_TO_TCP_SOCK:
6046         case PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL:
6047         case PTR_TO_XDP_SOCK:
6048                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited\n",
6049                         dst, reg_type_str[ptr_reg->type]);
6050                 return -EACCES;
6051         case PTR_TO_MAP_VALUE:
6052                 if (!env->allow_ptr_leaks && !known && (smin_val < 0) != (smax_val < 0)) {
6053                         verbose(env, "R%d has unknown scalar with mixed signed bounds, pointer arithmetic with it prohibited for !root\n",
6054                                 off_reg == dst_reg ? dst : src);
6055                         return -EACCES;
6056                 }
6057                 fallthrough;
6058         default:
6059                 break;
6060         }
6061
6062         /* In case of 'scalar += pointer', dst_reg inherits pointer type and id.
6063          * The id may be overwritten later if we create a new variable offset.
6064          */
6065         dst_reg->type = ptr_reg->type;
6066         dst_reg->id = ptr_reg->id;
6067
6068         if (!check_reg_sane_offset(env, off_reg, ptr_reg->type) ||
6069             !check_reg_sane_offset(env, ptr_reg, ptr_reg->type))
6070                 return -EINVAL;
6071
6072         /* pointer types do not carry 32-bit bounds at the moment. */
6073         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
6074
6075         switch (opcode) {
6076         case BPF_ADD:
6077                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, ptr_reg, dst_reg, smin_val < 0);
6078                 if (ret < 0) {
6079                         verbose(env, "R%d tried to add from different maps or paths\n", dst);
6080                         return ret;
6081                 }
6082                 /* We can take a fixed offset as long as it doesn't overflow
6083                  * the s32 'off' field
6084                  */
6085                 if (known && (ptr_reg->off + smin_val ==
6086                               (s64)(s32)(ptr_reg->off + smin_val))) {
6087                         /* pointer += K.  Accumulate it into fixed offset */
6088                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
6089                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
6090                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
6091                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
6092                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
6093                         dst_reg->off = ptr_reg->off + smin_val;
6094                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
6095                         break;
6096                 }
6097                 /* A new variable offset is created.  Note that off_reg->off
6098                  * == 0, since it's a scalar.
6099                  * dst_reg gets the pointer type and since some positive
6100                  * integer value was added to the pointer, give it a new 'id'
6101                  * if it's a PTR_TO_PACKET.
6102                  * this creates a new 'base' pointer, off_reg (variable) gets
6103                  * added into the variable offset, and we copy the fixed offset
6104                  * from ptr_reg.
6105                  */
6106                 if (signed_add_overflows(smin_ptr, smin_val) ||
6107                     signed_add_overflows(smax_ptr, smax_val)) {
6108                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
6109                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
6110                 } else {
6111                         dst_reg->smin_value = smin_ptr + smin_val;
6112                         dst_reg->smax_value = smax_ptr + smax_val;
6113                 }
6114                 if (umin_ptr + umin_val < umin_ptr ||
6115                     umax_ptr + umax_val < umax_ptr) {
6116                         dst_reg->umin_value = 0;
6117                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
6118                 } else {
6119                         dst_reg->umin_value = umin_ptr + umin_val;
6120                         dst_reg->umax_value = umax_ptr + umax_val;
6121                 }
6122                 dst_reg->var_off = tnum_add(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
6123                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
6124                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
6125                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
6126                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
6127                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
6128                         memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
6129                 }
6130                 break;
6131         case BPF_SUB:
6132                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, ptr_reg, dst_reg, smin_val < 0);
6133                 if (ret < 0) {
6134                         verbose(env, "R%d tried to sub from different maps or paths\n", dst);
6135                         return ret;
6136                 }
6137                 if (dst_reg == off_reg) {
6138                         /* scalar -= pointer.  Creates an unknown scalar */
6139                         verbose(env, "R%d tried to subtract pointer from scalar\n",
6140                                 dst);
6141                         return -EACCES;
6142                 }
6143                 /* We don't allow subtraction from FP, because (according to
6144                  * test_verifier.c test "invalid fp arithmetic", JITs might not
6145                  * be able to deal with it.
6146                  */
6147                 if (ptr_reg->type == PTR_TO_STACK) {
6148                         verbose(env, "R%d subtraction from stack pointer prohibited\n",
6149                                 dst);
6150                         return -EACCES;
6151                 }
6152                 if (known && (ptr_reg->off - smin_val ==
6153                               (s64)(s32)(ptr_reg->off - smin_val))) {
6154                         /* pointer -= K.  Subtract it from fixed offset */
6155                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
6156                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
6157                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
6158                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
6159                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
6160                         dst_reg->id = ptr_reg->id;
6161                         dst_reg->off = ptr_reg->off - smin_val;
6162                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
6163                         break;
6164                 }
6165                 /* A new variable offset is created.  If the subtrahend is known
6166                  * nonnegative, then any reg->range we had before is still good.
6167                  */
6168                 if (signed_sub_overflows(smin_ptr, smax_val) ||
6169                     signed_sub_overflows(smax_ptr, smin_val)) {
6170                         /* Overflow possible, we know nothing */
6171                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
6172                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
6173                 } else {
6174                         dst_reg->smin_value = smin_ptr - smax_val;
6175                         dst_reg->smax_value = smax_ptr - smin_val;
6176                 }
6177                 if (umin_ptr < umax_val) {
6178                         /* Overflow possible, we know nothing */
6179                         dst_reg->umin_value = 0;
6180                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
6181                 } else {
6182                         /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
6183                         dst_reg->umin_value = umin_ptr - umax_val;
6184                         dst_reg->umax_value = umax_ptr - umin_val;
6185                 }
6186                 dst_reg->var_off = tnum_sub(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
6187                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
6188                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
6189                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
6190                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
6191                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
6192                         if (smin_val < 0)
6193                                 memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
6194                 }
6195                 break;
6196         case BPF_AND:
6197         case BPF_OR:
6198         case BPF_XOR:
6199                 /* bitwise ops on pointers are troublesome, prohibit. */
6200                 verbose(env, "R%d bitwise operator %s on pointer prohibited\n",
6201                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
6202                 return -EACCES;
6203         default:
6204                 /* other operators (e.g. MUL,LSH) produce non-pointer results */
6205                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic with %s operator prohibited\n",
6206                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
6207                 return -EACCES;
6208         }
6209
6210         if (!check_reg_sane_offset(env, dst_reg, ptr_reg->type))
6211                 return -EINVAL;
6212
6213         __update_reg_bounds(dst_reg);
6214         __reg_deduce_bounds(dst_reg);
6215         __reg_bound_offset(dst_reg);
6216
6217         /* For unprivileged we require that resulting offset must be in bounds
6218          * in order to be able to sanitize access later on.
6219          */
6220         if (!env->bypass_spec_v1) {
6221                 if (dst_reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE &&
6222                     check_map_access(env, dst, dst_reg->off, 1, false)) {
6223                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic of map value goes out of range, "
6224                                 "prohibited for !root\n", dst);
6225                         return -EACCES;
6226                 } else if (dst_reg->type == PTR_TO_STACK &&
6227                            check_stack_access_for_ptr_arithmetic(
6228                                    env, dst, dst_reg, dst_reg->off +
6229                                    dst_reg->var_off.value)) {
6230                         return -EACCES;
6231                 }
6232         }
6233
6234         return 0;
6235 }
6236
6237 static void scalar32_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6238                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
6239 {
6240         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
6241         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
6242         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
6243         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
6244
6245         if (signed_add32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smin_val) ||
6246             signed_add32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smax_val)) {
6247                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
6248                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
6249         } else {
6250                 dst_reg->s32_min_value += smin_val;
6251                 dst_reg->s32_max_value += smax_val;
6252         }
6253         if (dst_reg->u32_min_value + umin_val < umin_val ||
6254             dst_reg->u32_max_value + umax_val < umax_val) {
6255                 dst_reg->u32_min_value = 0;
6256                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
6257         } else {
6258                 dst_reg->u32_min_value += umin_val;
6259                 dst_reg->u32_max_value += umax_val;
6260         }
6261 }
6262
6263 static void scalar_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6264                                struct bpf_reg_state *src_reg)
6265 {
6266         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
6267         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
6268         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
6269         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
6270
6271         if (signed_add_overflows(dst_reg->smin_value, smin_val) ||
6272             signed_add_overflows(dst_reg->smax_value, smax_val)) {
6273                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
6274                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
6275         } else {
6276                 dst_reg->smin_value += smin_val;
6277                 dst_reg->smax_value += smax_val;
6278         }
6279         if (dst_reg->umin_value + umin_val < umin_val ||
6280             dst_reg->umax_value + umax_val < umax_val) {
6281                 dst_reg->umin_value = 0;
6282                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
6283         } else {
6284                 dst_reg->umin_value += umin_val;
6285                 dst_reg->umax_value += umax_val;
6286         }
6287 }
6288
6289 static void scalar32_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6290                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
6291 {
6292         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
6293         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
6294         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
6295         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
6296
6297         if (signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smax_val) ||
6298             signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smin_val)) {
6299                 /* Overflow possible, we know nothing */
6300                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
6301                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
6302         } else {
6303                 dst_reg->s32_min_value -= smax_val;
6304                 dst_reg->s32_max_value -= smin_val;
6305         }
6306         if (dst_reg->u32_min_value < umax_val) {
6307                 /* Overflow possible, we know nothing */
6308                 dst_reg->u32_min_value = 0;
6309                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
6310         } else {
6311                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
6312                 dst_reg->u32_min_value -= umax_val;
6313                 dst_reg->u32_max_value -= umin_val;
6314         }
6315 }
6316
6317 static void scalar_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6318                                struct bpf_reg_state *src_reg)
6319 {
6320         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
6321         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
6322         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
6323         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
6324
6325         if (signed_sub_overflows(dst_reg->smin_value, smax_val) ||
6326             signed_sub_overflows(dst_reg->smax_value, smin_val)) {
6327                 /* Overflow possible, we know nothing */
6328                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
6329                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
6330         } else {
6331                 dst_reg->smin_value -= smax_val;
6332                 dst_reg->smax_value -= smin_val;
6333         }
6334         if (dst_reg->umin_value < umax_val) {
6335                 /* Overflow possible, we know nothing */
6336                 dst_reg->umin_value = 0;
6337                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
6338         } else {
6339                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
6340                 dst_reg->umin_value -= umax_val;
6341                 dst_reg->umax_value -= umin_val;
6342         }
6343 }
6344
6345 static void scalar32_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6346                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
6347 {
6348         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
6349         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
6350         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
6351
6352         if (smin_val < 0 || dst_reg->s32_min_value < 0) {
6353                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
6354                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
6355                 return;
6356         }
6357         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
6358          * copy the result to signed (unless it exceeds S32_MAX).
6359          */
6360         if (umax_val > U16_MAX || dst_reg->u32_max_value > U16_MAX) {
6361                 /* Potential overflow, we know nothing */
6362                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
6363                 return;
6364         }
6365         dst_reg->u32_min_value *= umin_val;
6366         dst_reg->u32_max_value *= umax_val;
6367         if (dst_reg->u32_max_value > S32_MAX) {
6368                 /* Overflow possible, we know nothing */
6369                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
6370                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
6371         } else {
6372                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
6373                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
6374         }
6375 }
6376
6377 static void scalar_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6378                                struct bpf_reg_state *src_reg)
6379 {
6380         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
6381         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
6382         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
6383
6384         if (smin_val < 0 || dst_reg->smin_value < 0) {
6385                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
6386                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
6387                 return;
6388         }
6389         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
6390          * copy the result to signed (unless it exceeds S64_MAX).
6391          */
6392         if (umax_val > U32_MAX || dst_reg->umax_value > U32_MAX) {
6393                 /* Potential overflow, we know nothing */
6394                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
6395                 return;
6396         }
6397         dst_reg->umin_value *= umin_val;
6398         dst_reg->umax_value *= umax_val;
6399         if (dst_reg->umax_value > S64_MAX) {
6400                 /* Overflow possible, we know nothing */
6401                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
6402                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
6403         } else {
6404                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
6405                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
6406         }
6407 }
6408
6409 static void scalar32_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6410                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
6411 {
6412         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
6413         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
6414         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
6415         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
6416         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
6417
6418         /* Assuming scalar64_min_max_and will be called so its safe
6419          * to skip updating register for known 32-bit case.
6420          */
6421         if (src_known && dst_known)
6422                 return;
6423
6424         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
6425          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
6426          */
6427         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
6428         dst_reg->u32_max_value = min(dst_reg->u32_max_value, umax_val);
6429         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
6430                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
6431                  * ain't nobody got time for that.
6432                  */
6433                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
6434                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
6435         } else {
6436                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
6437                  * cast result into s64.
6438                  */
6439                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
6440                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
6441         }
6442
6443 }
6444
6445 static void scalar_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6446                                struct bpf_reg_state *src_reg)
6447 {
6448         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
6449         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
6450         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
6451         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
6452
6453         if (src_known && dst_known) {
6454                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
6455                 return;
6456         }
6457
6458         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
6459          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
6460          */
6461         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
6462         dst_reg->umax_value = min(dst_reg->umax_value, umax_val);
6463         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
6464                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
6465                  * ain't nobody got time for that.
6466                  */
6467                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
6468                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
6469         } else {
6470                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
6471                  * cast result into s64.
6472                  */
6473                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
6474                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
6475         }
6476         /* We may learn something more from the var_off */
6477         __update_reg_bounds(dst_reg);
6478 }
6479
6480 static void scalar32_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6481                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
6482 {
6483         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
6484         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
6485         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
6486         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
6487         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
6488
6489         /* Assuming scalar64_min_max_or will be called so it is safe
6490          * to skip updating register for known case.
6491          */
6492         if (src_known && dst_known)
6493                 return;
6494
6495         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
6496          * maximum of the operands' minima
6497          */
6498         dst_reg->u32_min_value = max(dst_reg->u32_min_value, umin_val);
6499         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
6500         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
6501                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
6502                  * ain't nobody got time for that.
6503                  */
6504                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
6505                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
6506         } else {
6507                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
6508                  * cast result into s64.
6509                  */
6510                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
6511                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
6512         }
6513 }
6514
6515 static void scalar_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6516                               struct bpf_reg_state *src_reg)
6517 {
6518         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
6519         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
6520         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
6521         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
6522
6523         if (src_known && dst_known) {
6524                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
6525                 return;
6526         }
6527
6528         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
6529          * maximum of the operands' minima
6530          */
6531         dst_reg->umin_value = max(dst_reg->umin_value, umin_val);
6532         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
6533         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
6534                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
6535                  * ain't nobody got time for that.
6536                  */
6537                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
6538                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
6539         } else {
6540                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
6541                  * cast result into s64.
6542                  */
6543                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
6544                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
6545         }
6546         /* We may learn something more from the var_off */
6547         __update_reg_bounds(dst_reg);
6548 }
6549
6550 static void scalar32_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6551                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
6552 {
6553         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
6554         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
6555         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
6556         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
6557
6558         /* Assuming scalar64_min_max_xor will be called so it is safe
6559          * to skip updating register for known case.
6560          */
6561         if (src_known && dst_known)
6562                 return;
6563
6564         /* We get both minimum and maximum from the var32_off. */
6565         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
6566         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
6567
6568         if (dst_reg->s32_min_value >= 0 && smin_val >= 0) {
6569                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
6570                  * so safe to cast u32 result into s32.
6571                  */
6572                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
6573                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
6574         } else {
6575                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
6576                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
6577         }
6578 }
6579
6580 static void scalar_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6581                                struct bpf_reg_state *src_reg)
6582 {
6583         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
6584         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
6585         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
6586
6587         if (src_known && dst_known) {
6588                 /* dst_reg->var_off.value has been updated earlier */
6589                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
6590                 return;
6591         }
6592
6593         /* We get both minimum and maximum from the var_off. */
6594         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
6595         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
6596
6597         if (dst_reg->smin_value >= 0 && smin_val >= 0) {
6598                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
6599                  * so safe to cast u64 result into s64.
6600                  */
6601                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
6602                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
6603         } else {
6604                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
6605                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
6606         }
6607
6608         __update_reg_bounds(dst_reg);
6609 }
6610
6611 static void __scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6612                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
6613 {
6614         /* We lose all sign bit information (except what we can pick
6615          * up from var_off)
6616          */
6617         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
6618         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
6619         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
6620         if (umax_val > 31 || dst_reg->u32_max_value > 1ULL << (31 - umax_val)) {
6621                 dst_reg->u32_min_value = 0;
6622                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
6623         } else {
6624                 dst_reg->u32_min_value <<= umin_val;
6625                 dst_reg->u32_max_value <<= umax_val;
6626         }
6627 }
6628
6629 static void scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6630                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
6631 {
6632         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
6633         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
6634         /* u32 alu operation will zext upper bits */
6635         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
6636
6637         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
6638         dst_reg->var_off = tnum_subreg(tnum_lshift(subreg, umin_val));
6639         /* Not required but being careful mark reg64 bounds as unknown so
6640          * that we are forced to pick them up from tnum and zext later and
6641          * if some path skips this step we are still safe.
6642          */
6643         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
6644         __update_reg32_bounds(dst_reg);
6645 }
6646
6647 static void __scalar64_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6648                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
6649 {
6650         /* Special case <<32 because it is a common compiler pattern to sign
6651          * extend subreg by doing <<32 s>>32. In this case if 32bit bounds are
6652          * positive we know this shift will also be positive so we can track
6653          * bounds correctly. Otherwise we lose all sign bit information except
6654          * what we can pick up from var_off. Perhaps we can generalize this
6655          * later to shifts of any length.
6656          */
6657         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_max_value >= 0)
6658                 dst_reg->smax_value = (s64)dst_reg->s32_max_value << 32;
6659         else
6660                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
6661
6662         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_min_value >= 0)
6663                 dst_reg->smin_value = (s64)dst_reg->s32_min_value << 32;
6664         else
6665                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
6666
6667         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
6668         if (dst_reg->umax_value > 1ULL << (63 - umax_val)) {
6669                 dst_reg->umin_value = 0;
6670                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
6671         } else {
6672                 dst_reg->umin_value <<= umin_val;
6673                 dst_reg->umax_value <<= umax_val;
6674         }
6675 }
6676
6677 static void scalar_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6678                                struct bpf_reg_state *src_reg)
6679 {
6680         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
6681         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
6682
6683         /* scalar64 calc uses 32bit unshifted bounds so must be called first */
6684         __scalar64_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
6685         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
6686
6687         dst_reg->var_off = tnum_lshift(dst_reg->var_off, umin_val);
6688         /* We may learn something more from the var_off */
6689         __update_reg_bounds(dst_reg);
6690 }
6691
6692 static void scalar32_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6693                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
6694 {
6695         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
6696         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
6697         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
6698
6699         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
6700          * be negative, then either:
6701          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
6702          *    unknown, so we lose our signed bounds
6703          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
6704          *    signed bounds
6705          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
6706          *    about the result
6707          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
6708          * unsigned bounds capture the signed bounds.
6709          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
6710          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
6711          * var_off of the result.
6712          */
6713         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
6714         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
6715
6716         dst_reg->var_off = tnum_rshift(subreg, umin_val);
6717         dst_reg->u32_min_value >>= umax_val;
6718         dst_reg->u32_max_value >>= umin_val;
6719
6720         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
6721         __update_reg32_bounds(dst_reg);
6722 }
6723
6724 static void scalar_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6725                                struct bpf_reg_state *src_reg)
6726 {
6727         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
6728         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
6729
6730         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
6731          * be negative, then either:
6732          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
6733          *    unknown, so we lose our signed bounds
6734          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
6735          *    signed bounds
6736          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
6737          *    about the result
6738          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
6739          * unsigned bounds capture the signed bounds.
6740          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
6741          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
6742          * var_off of the result.
6743          */
6744         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
6745         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
6746         dst_reg->var_off = tnum_rshift(dst_reg->var_off, umin_val);
6747         dst_reg->umin_value >>= umax_val;
6748         dst_reg->umax_value >>= umin_val;
6749
6750         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
6751          * on bits being shifted in. Take easy way out and mark unbounded
6752          * so we can recalculate later from tnum.
6753          */
6754         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
6755         __update_reg_bounds(dst_reg);
6756 }
6757
6758 static void scalar32_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6759                                   struct bpf_reg_state *src_reg)
6760 {
6761         u64 umin_val = src_reg->u32_min_value;
6762
6763         /* Upon reaching here, src_known is true and
6764          * umax_val is equal to umin_val.
6765          */
6766         dst_reg->s32_min_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_min_value) >> umin_val);
6767         dst_reg->s32_max_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_max_value) >> umin_val);
6768
6769         dst_reg->var_off = tnum_arshift(tnum_subreg(dst_reg->var_off), umin_val, 32);
6770
6771         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
6772          * dst_reg var_off to refine the result.
6773          */
6774         dst_reg->u32_min_value = 0;
6775         dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
6776
6777         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
6778         __update_reg32_bounds(dst_reg);
6779 }
6780
6781 static void scalar_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6782                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
6783 {
6784         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
6785
6786         /* Upon reaching here, src_known is true and umax_val is equal
6787          * to umin_val.
6788          */
6789         dst_reg->smin_value >>= umin_val;
6790         dst_reg->smax_value >>= umin_val;
6791
6792         dst_reg->var_off = tnum_arshift(dst_reg->var_off, umin_val, 64);
6793
6794         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
6795          * dst_reg var_off to refine the result.
6796          */
6797         dst_reg->umin_value = 0;
6798         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
6799
6800         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
6801          * on bits being shifted in from upper 32-bits. Take easy way out
6802          * and mark unbounded so we can recalculate later from tnum.
6803          */
6804         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
6805         __update_reg_bounds(dst_reg);
6806 }
6807
6808 /* WARNING: This function does calculations on 64-bit values, but the actual
6809  * execution may occur on 32-bit values. Therefore, things like bitshifts
6810  * need extra checks in the 32-bit case.
6811  */
6812 static int adjust_scalar_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
6813                                       struct bpf_insn *insn,
6814                                       struct bpf_reg_state *dst_reg,
6815                                       struct bpf_reg_state src_reg)
6816 {
6817         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
6818         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
6819         bool src_known;
6820         s64 smin_val, smax_val;
6821         u64 umin_val, umax_val;
6822         s32 s32_min_val, s32_max_val;
6823         u32 u32_min_val, u32_max_val;
6824         u64 insn_bitness = (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) ? 64 : 32;
6825         u32 dst = insn->dst_reg;
6826         int ret;
6827         bool alu32 = (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64);
6828
6829         smin_val = src_reg.smin_value;
6830         smax_val = src_reg.smax_value;
6831         umin_val = src_reg.umin_value;
6832         umax_val = src_reg.umax_value;
6833
6834         s32_min_val = src_reg.s32_min_value;
6835         s32_max_val = src_reg.s32_max_value;
6836         u32_min_val = src_reg.u32_min_value;
6837         u32_max_val = src_reg.u32_max_value;
6838
6839         if (alu32) {
6840                 src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg.var_off);
6841                 if ((src_known &&
6842                      (s32_min_val != s32_max_val || u32_min_val != u32_max_val)) ||
6843                     s32_min_val > s32_max_val || u32_min_val > u32_max_val) {
6844                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
6845                          * derived from e.g. dead branches.
6846                          */
6847                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
6848                         return 0;
6849                 }
6850         } else {
6851                 src_known = tnum_is_const(src_reg.var_off);
6852                 if ((src_known &&
6853                      (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
6854                     smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
6855                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
6856                          * derived from e.g. dead branches.
6857                          */
6858                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
6859                         return 0;
6860                 }
6861         }
6862
6863         if (!src_known &&
6864             opcode != BPF_ADD && opcode != BPF_SUB && opcode != BPF_AND) {
6865                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
6866                 return 0;
6867         }
6868
6869         /* Calculate sign/unsigned bounds and tnum for alu32 and alu64 bit ops.
6870          * There are two classes of instructions: The first class we track both
6871          * alu32 and alu64 sign/unsigned bounds independently this provides the
6872          * greatest amount of precision when alu operations are mixed with jmp32
6873          * operations. These operations are BPF_ADD, BPF_SUB, BPF_MUL, BPF_ADD,
6874          * and BPF_OR. This is possible because these ops have fairly easy to
6875          * understand and calculate behavior in both 32-bit and 64-bit alu ops.
6876          * See alu32 verifier tests for examples. The second class of
6877          * operations, BPF_LSH, BPF_RSH, and BPF_ARSH, however are not so easy
6878          * with regards to tracking sign/unsigned bounds because the bits may
6879          * cross subreg boundaries in the alu64 case. When this happens we mark
6880          * the reg unbounded in the subreg bound space and use the resulting
6881          * tnum to calculate an approximation of the sign/unsigned bounds.
6882          */
6883         switch (opcode) {
6884         case BPF_ADD:
6885                 ret = sanitize_val_alu(env, insn);
6886                 if (ret < 0) {
6887                         verbose(env, "R%d tried to add from different pointers or scalars\n", dst);
6888                         return ret;
6889                 }
6890                 scalar32_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
6891                 scalar_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
6892                 dst_reg->var_off = tnum_add(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
6893                 break;
6894         case BPF_SUB:
6895                 ret = sanitize_val_alu(env, insn);
6896                 if (ret < 0) {
6897                         verbose(env, "R%d tried to sub from different pointers or scalars\n", dst);
6898                         return ret;
6899                 }
6900                 scalar32_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
6901                 scalar_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
6902                 dst_reg->var_off = tnum_sub(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
6903                 break;
6904         case BPF_MUL:
6905                 dst_reg->var_off = tnum_mul(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
6906                 scalar32_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
6907                 scalar_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
6908                 break;
6909         case BPF_AND:
6910                 dst_reg->var_off = tnum_and(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
6911                 scalar32_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
6912                 scalar_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
6913                 break;
6914         case BPF_OR:
6915                 dst_reg->var_off = tnum_or(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
6916                 scalar32_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
6917                 scalar_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
6918                 break;
6919         case BPF_XOR:
6920                 dst_reg->var_off = tnum_xor(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
6921                 scalar32_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
6922                 scalar_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
6923                 break;
6924         case BPF_LSH:
6925                 if (umax_val >= insn_bitness) {
6926                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
6927                          * This includes shifts by a negative number.
6928                          */
6929                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
6930                         break;
6931                 }
6932                 if (alu32)
6933                         scalar32_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
6934                 else
6935                         scalar_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
6936                 break;
6937         case BPF_RSH:
6938                 if (umax_val >= insn_bitness) {
6939                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
6940                          * This includes shifts by a negative number.
6941                          */
6942                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
6943                         break;
6944                 }
6945                 if (alu32)
6946                         scalar32_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
6947                 else
6948                         scalar_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
6949                 break;
6950         case BPF_ARSH:
6951                 if (umax_val >= insn_bitness) {
6952                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
6953                          * This includes shifts by a negative number.
6954                          */
6955                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
6956                         break;
6957                 }
6958                 if (alu32)
6959                         scalar32_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
6960                 else
6961                         scalar_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
6962                 break;
6963         default:
6964                 mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
6965                 break;
6966         }
6967
6968         /* ALU32 ops are zero extended into 64bit register */
6969         if (alu32)
6970                 zext_32_to_64(dst_reg);
6971
6972         __update_reg_bounds(dst_reg);
6973         __reg_deduce_bounds(dst_reg);
6974         __reg_bound_offset(dst_reg);
6975         return 0;
6976 }
6977
6978 /* Handles ALU ops other than BPF_END, BPF_NEG and BPF_MOV: computes new min/max
6979  * and var_off.
6980  */
6981 static int adjust_reg_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
6982                                    struct bpf_insn *insn)
6983 {
6984         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
6985         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
6986         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg, *src_reg;
6987         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, off_reg = {0};
6988         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
6989         int err;
6990
6991         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
6992         src_reg = NULL;
6993         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE)
6994                 ptr_reg = dst_reg;
6995         else
6996                 /* Make sure ID is cleared otherwise dst_reg min/max could be
6997                  * incorrectly propagated into other registers by find_equal_scalars()
6998                  */
6999                 dst_reg->id = 0;
7000         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
7001                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
7002                 if (src_reg->type != SCALAR_VALUE) {
7003                         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE) {
7004                                 /* Combining two pointers by any ALU op yields
7005                                  * an arbitrary scalar. Disallow all math except
7006                                  * pointer subtraction
7007                                  */
7008                                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
7009                                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
7010                                         return 0;
7011                                 }
7012                                 verbose(env, "R%d pointer %s pointer prohibited\n",
7013                                         insn->dst_reg,
7014                                         bpf_alu_string[opcode >> 4]);
7015                                 return -EACCES;
7016                         } else {
7017                                 /* scalar += pointer
7018                                  * This is legal, but we have to reverse our
7019                                  * src/dest handling in computing the range
7020                                  */
7021                                 err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
7022                                 if (err)
7023                                         return err;
7024                                 return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
7025                                                                src_reg, dst_reg);
7026                         }
7027                 } else if (ptr_reg) {
7028                         /* pointer += scalar */
7029                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
7030                         if (err)
7031                                 return err;
7032                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
7033                                                        dst_reg, src_reg);
7034                 }
7035         } else {
7036                 /* Pretend the src is a reg with a known value, since we only
7037                  * need to be able to read from this state.
7038                  */
7039                 off_reg.type = SCALAR_VALUE;
7040                 __mark_reg_known(&off_reg, insn->imm);
7041                 src_reg = &off_reg;
7042                 if (ptr_reg) /* pointer += K */
7043                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
7044                                                        ptr_reg, src_reg);
7045         }
7046
7047         /* Got here implies adding two SCALAR_VALUEs */
7048         if (WARN_ON_ONCE(ptr_reg)) {
7049                 print_verifier_state(env, state);
7050                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected ptr_reg\n");
7051                 return -EINVAL;
7052         }
7053         if (WARN_ON(!src_reg)) {
7054                 print_verifier_state(env, state);
7055                 verbose(env, "verifier internal error: no src_reg\n");
7056                 return -EINVAL;
7057         }
7058         return adjust_scalar_min_max_vals(env, insn, dst_reg, *src_reg);
7059 }
7060
7061 /* check validity of 32-bit and 64-bit arithmetic operations */
7062 static int check_alu_op(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
7063 {
7064         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
7065         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
7066         int err;
7067
7068         if (opcode == BPF_END || opcode == BPF_NEG) {
7069                 if (opcode == BPF_NEG) {
7070                         if (BPF_SRC(insn->code) != 0 ||
7071                             insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
7072                             insn->off != 0 || insn->imm != 0) {
7073                                 verbose(env, "BPF_NEG uses reserved fields\n");
7074                                 return -EINVAL;
7075                         }
7076                 } else {
7077                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
7078                             (insn->imm != 16 && insn->imm != 32 && insn->imm != 64) ||
7079                             BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
7080                                 verbose(env, "BPF_END uses reserved fields\n");
7081                                 return -EINVAL;
7082                         }
7083                 }
7084
7085                 /* check src operand */
7086                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
7087                 if (err)
7088                         return err;
7089
7090                 if (is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
7091                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic prohibited\n",
7092                                 insn->dst_reg);
7093                         return -EACCES;
7094                 }
7095
7096                 /* check dest operand */
7097                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
7098                 if (err)
7099                         return err;
7100
7101         } else if (opcode == BPF_MOV) {
7102
7103                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
7104                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
7105                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
7106                                 return -EINVAL;
7107                         }
7108
7109                         /* check src operand */
7110                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
7111                         if (err)
7112                                 return err;
7113                 } else {
7114                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
7115                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
7116                                 return -EINVAL;
7117                         }
7118                 }
7119
7120                 /* check dest operand, mark as required later */
7121                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
7122                 if (err)
7123                         return err;
7124
7125                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
7126                         struct bpf_reg_state *src_reg = regs + insn->src_reg;
7127                         struct bpf_reg_state *dst_reg = regs + insn->dst_reg;
7128
7129                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
7130                                 /* case: R1 = R2
7131                                  * copy register state to dest reg
7132                                  */
7133                                 if (src_reg->type == SCALAR_VALUE && !src_reg->id)
7134                                         /* Assign src and dst registers the same ID
7135                                          * that will be used by find_equal_scalars()
7136                                          * to propagate min/max range.
7137                                          */
7138                                         src_reg->id = ++env->id_gen;
7139                                 *dst_reg = *src_reg;
7140                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
7141                                 dst_reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
7142                         } else {
7143                                 /* R1 = (u32) R2 */
7144                                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
7145                                         verbose(env,
7146                                                 "R%d partial copy of pointer\n",
7147                                                 insn->src_reg);
7148                                         return -EACCES;
7149                                 } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
7150                                         *dst_reg = *src_reg;
7151                                         /* Make sure ID is cleared otherwise
7152                                          * dst_reg min/max could be incorrectly
7153                                          * propagated into src_reg by find_equal_scalars()
7154                                          */
7155                                         dst_reg->id = 0;
7156                                         dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
7157                                         dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
7158                                 } else {
7159                                         mark_reg_unknown(env, regs,
7160                                                          insn->dst_reg);
7161                                 }
7162                                 zext_32_to_64(dst_reg);
7163                         }
7164                 } else {
7165                         /* case: R = imm
7166                          * remember the value we stored into this reg
7167                          */
7168                         /* clear any state __mark_reg_known doesn't set */
7169                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
7170                         regs[insn->dst_reg].type = SCALAR_VALUE;
7171                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
7172                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
7173                                                  insn->imm);
7174                         } else {
7175                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
7176                                                  (u32)insn->imm);
7177                         }
7178                 }
7179
7180         } else if (opcode > BPF_END) {
7181                 verbose(env, "invalid BPF_ALU opcode %x\n", opcode);
7182                 return -EINVAL;
7183
7184         } else {        /* all other ALU ops: and, sub, xor, add, ... */
7185
7186                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
7187                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
7188                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
7189                                 return -EINVAL;
7190                         }
7191                         /* check src1 operand */
7192                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
7193                         if (err)
7194                                 return err;
7195                 } else {
7196                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
7197                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
7198                                 return -EINVAL;
7199                         }
7200                 }
7201
7202                 /* check src2 operand */
7203                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
7204                 if (err)
7205                         return err;
7206
7207                 if ((opcode == BPF_MOD || opcode == BPF_DIV) &&
7208                     BPF_SRC(insn->code) == BPF_K && insn->imm == 0) {
7209                         verbose(env, "div by zero\n");
7210                         return -EINVAL;
7211                 }
7212
7213                 if ((opcode == BPF_LSH || opcode == BPF_RSH ||
7214                      opcode == BPF_ARSH) && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
7215                         int size = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 ? 64 : 32;
7216
7217                         if (insn->imm < 0 || insn->imm >= size) {
7218                                 verbose(env, "invalid shift %d\n", insn->imm);
7219                                 return -EINVAL;
7220                         }
7221                 }
7222
7223                 /* check dest operand */
7224                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
7225                 if (err)
7226                         return err;
7227
7228                 return adjust_reg_min_max_vals(env, insn);
7229         }
7230
7231         return 0;
7232 }
7233
7234 static void __find_good_pkt_pointers(struct bpf_func_state *state,
7235                                      struct bpf_reg_state *dst_reg,
7236                                      enum bpf_reg_type type, int new_range)
7237 {
7238         struct bpf_reg_state *reg;
7239         int i;
7240
7241         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
7242                 reg = &state->regs[i];
7243                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
7244                         /* keep the maximum range already checked */
7245                         reg->range = max(reg->range, new_range);
7246         }
7247
7248         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
7249                 if (!reg)
7250                         continue;
7251                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
7252                         reg->range = max(reg->range, new_range);
7253         }
7254 }
7255
7256 static void find_good_pkt_pointers(struct bpf_verifier_state *vstate,
7257                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
7258                                    enum bpf_reg_type type,
7259                                    bool range_right_open)
7260 {
7261         int new_range, i;
7262
7263         if (dst_reg->off < 0 ||
7264             (dst_reg->off == 0 && range_right_open))
7265                 /* This doesn't give us any range */
7266                 return;
7267
7268         if (dst_reg->umax_value > MAX_PACKET_OFF ||
7269             dst_reg->umax_value + dst_reg->off > MAX_PACKET_OFF)
7270                 /* Risk of overflow.  For instance, ptr + (1<<63) may be less
7271                  * than pkt_end, but that's because it's also less than pkt.
7272                  */
7273                 return;
7274
7275         new_range = dst_reg->off;
7276         if (range_right_open)
7277                 new_range--;
7278
7279         /* Examples for register markings:
7280          *
7281          * pkt_data in dst register:
7282          *
7283          *   r2 = r3;
7284          *   r2 += 8;
7285          *   if (r2 > pkt_end) goto <handle exception>
7286          *   <access okay>
7287          *
7288          *   r2 = r3;
7289          *   r2 += 8;
7290          *   if (r2 < pkt_end) goto <access okay>
7291          *   <handle exception>
7292          *
7293          *   Where:
7294          *     r2 == dst_reg, pkt_end == src_reg
7295          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
7296          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
7297          *
7298          * pkt_data in src register:
7299          *
7300          *   r2 = r3;
7301          *   r2 += 8;
7302          *   if (pkt_end >= r2) goto <access okay>
7303          *   <handle exception>
7304          *
7305          *   r2 = r3;
7306          *   r2 += 8;
7307          *   if (pkt_end <= r2) goto <handle exception>
7308          *   <access okay>
7309          *
7310          *   Where:
7311          *     pkt_end == dst_reg, r2 == src_reg
7312          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
7313          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
7314          *
7315          * Find register r3 and mark its range as r3=pkt(id=n,off=0,r=8)
7316          * or r3=pkt(id=n,off=0,r=8-1), so that range of bytes [r3, r3 + 8)
7317          * and [r3, r3 + 8-1) respectively is safe to access depending on
7318          * the check.
7319          */
7320
7321         /* If our ids match, then we must have the same max_value.  And we
7322          * don't care about the other reg's fixed offset, since if it's too big
7323          * the range won't allow anything.
7324          * dst_reg->off is known < MAX_PACKET_OFF, therefore it fits in a u16.
7325          */
7326         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
7327                 __find_good_pkt_pointers(vstate->frame[i], dst_reg, type,
7328                                          new_range);
7329 }
7330
7331 static int is_branch32_taken(struct bpf_reg_state *reg, u32 val, u8 opcode)
7332 {
7333         struct tnum subreg = tnum_subreg(reg->var_off);
7334         s32 sval = (s32)val;
7335
7336         switch (opcode) {
7337         case BPF_JEQ:
7338                 if (tnum_is_const(subreg))
7339                         return !!tnum_equals_const(subreg, val);
7340                 break;
7341         case BPF_JNE:
7342                 if (tnum_is_const(subreg))
7343                         return !tnum_equals_const(subreg, val);
7344                 break;
7345         case BPF_JSET:
7346                 if ((~subreg.mask & subreg.value) & val)
7347                         return 1;
7348                 if (!((subreg.mask | subreg.value) & val))
7349                         return 0;
7350                 break;
7351         case BPF_JGT:
7352                 if (reg->u32_min_value > val)
7353                         return 1;
7354                 else if (reg->u32_max_value <= val)
7355                         return 0;
7356                 break;
7357         case BPF_JSGT:
7358                 if (reg->s32_min_value > sval)
7359                         return 1;
7360                 else if (reg->s32_max_value <= sval)
7361                         return 0;
7362                 break;
7363         case BPF_JLT:
7364                 if (reg->u32_max_value < val)
7365                         return 1;
7366                 else if (reg->u32_min_value >= val)
7367                         return 0;
7368                 break;
7369         case BPF_JSLT:
7370                 if (reg->s32_max_value < sval)
7371                         return 1;
7372                 else if (reg->s32_min_value >= sval)
7373                         return 0;
7374                 break;
7375         case BPF_JGE:
7376                 if (reg->u32_min_value >= val)
7377                         return 1;
7378                 else if (reg->u32_max_value < val)
7379                         return 0;
7380                 break;
7381         case BPF_JSGE:
7382                 if (reg->s32_min_value >= sval)
7383                         return 1;
7384                 else if (reg->s32_max_value < sval)
7385                         return 0;
7386                 break;
7387         case BPF_JLE:
7388                 if (reg->u32_max_value <= val)
7389                         return 1;
7390                 else if (reg->u32_min_value > val)
7391                         return 0;
7392                 break;
7393         case BPF_JSLE:
7394                 if (reg->s32_max_value <= sval)
7395                         return 1;
7396                 else if (reg->s32_min_value > sval)
7397                         return 0;
7398                 break;
7399         }
7400
7401         return -1;
7402 }
7403
7404
7405 static int is_branch64_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode)
7406 {
7407         s64 sval = (s64)val;
7408
7409         switch (opcode) {
7410         case BPF_JEQ:
7411                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
7412                         return !!tnum_equals_const(reg->var_off, val);
7413                 break;
7414         case BPF_JNE:
7415                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
7416                         return !tnum_equals_const(reg->var_off, val);
7417                 break;
7418         case BPF_JSET:
7419                 if ((~reg->var_off.mask & reg->var_off.value) & val)
7420                         return 1;
7421                 if (!((reg->var_off.mask | reg->var_off.value) & val))
7422                         return 0;
7423                 break;
7424         case BPF_JGT:
7425                 if (reg->umin_value > val)
7426                         return 1;
7427                 else if (reg->umax_value <= val)
7428                         return 0;
7429                 break;
7430         case BPF_JSGT:
7431                 if (reg->smin_value > sval)
7432                         return 1;
7433                 else if (reg->smax_value <= sval)
7434                         return 0;
7435                 break;
7436         case BPF_JLT:
7437                 if (reg->umax_value < val)
7438                         return 1;
7439                 else if (reg->umin_value >= val)
7440                         return 0;
7441                 break;
7442         case BPF_JSLT:
7443                 if (reg->smax_value < sval)
7444                         return 1;
7445                 else if (reg->smin_value >= sval)
7446                         return 0;
7447                 break;
7448         case BPF_JGE:
7449                 if (reg->umin_value >= val)
7450                         return 1;
7451                 else if (reg->umax_value < val)
7452                         return 0;
7453                 break;
7454         case BPF_JSGE:
7455                 if (reg->smin_value >= sval)
7456                         return 1;
7457                 else if (reg->smax_value < sval)
7458                         return 0;
7459                 break;
7460         case BPF_JLE:
7461                 if (reg->umax_value <= val)
7462                         return 1;
7463                 else if (reg->umin_value > val)
7464                         return 0;
7465                 break;
7466         case BPF_JSLE:
7467                 if (reg->smax_value <= sval)
7468                         return 1;
7469                 else if (reg->smin_value > sval)
7470                         return 0;
7471                 break;
7472         }
7473
7474         return -1;
7475 }
7476
7477 /* compute branch direction of the expression "if (reg opcode val) goto target;"
7478  * and return:
7479  *  1 - branch will be taken and "goto target" will be executed
7480  *  0 - branch will not be taken and fall-through to next insn
7481  * -1 - unknown. Example: "if (reg < 5)" is unknown when register value
7482  *      range [0,10]
7483  */
7484 static int is_branch_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode,
7485                            bool is_jmp32)
7486 {
7487         if (__is_pointer_value(false, reg)) {
7488                 if (!reg_type_not_null(reg->type))
7489                         return -1;
7490
7491                 /* If pointer is valid tests against zero will fail so we can
7492                  * use this to direct branch taken.
7493                  */
7494                 if (val != 0)
7495                         return -1;
7496
7497                 switch (opcode) {
7498                 case BPF_JEQ:
7499                         return 0;
7500                 case BPF_JNE:
7501                         return 1;
7502                 default:
7503                         return -1;
7504                 }
7505         }
7506
7507         if (is_jmp32)
7508                 return is_branch32_taken(reg, val, opcode);
7509         return is_branch64_taken(reg, val, opcode);
7510 }
7511
7512 static int flip_opcode(u32 opcode)
7513 {
7514         /* How can we transform "a <op> b" into "b <op> a"? */
7515         static const u8 opcode_flip[16] = {
7516                 /* these stay the same */
7517                 [BPF_JEQ  >> 4] = BPF_JEQ,
7518                 [BPF_JNE  >> 4] = BPF_JNE,
7519                 [BPF_JSET >> 4] = BPF_JSET,
7520                 /* these swap "lesser" and "greater" (L and G in the opcodes) */
7521                 [BPF_JGE  >> 4] = BPF_JLE,
7522                 [BPF_JGT  >> 4] = BPF_JLT,
7523                 [BPF_JLE  >> 4] = BPF_JGE,
7524                 [BPF_JLT  >> 4] = BPF_JGT,
7525                 [BPF_JSGE >> 4] = BPF_JSLE,
7526                 [BPF_JSGT >> 4] = BPF_JSLT,
7527                 [BPF_JSLE >> 4] = BPF_JSGE,
7528                 [BPF_JSLT >> 4] = BPF_JSGT
7529         };
7530         return opcode_flip[opcode >> 4];
7531 }
7532
7533 static int is_pkt_ptr_branch_taken(struct bpf_reg_state *dst_reg,
7534                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
7535                                    u8 opcode)
7536 {
7537         struct bpf_reg_state *pkt;
7538
7539         if (src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
7540                 pkt = dst_reg;
7541         } else if (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
7542                 pkt = src_reg;
7543                 opcode = flip_opcode(opcode);
7544         } else {
7545                 return -1;
7546         }
7547
7548         if (pkt->range >= 0)
7549                 return -1;
7550
7551         switch (opcode) {
7552         case BPF_JLE:
7553                 /* pkt <= pkt_end */
7554                 fallthrough;
7555         case BPF_JGT:
7556                 /* pkt > pkt_end */
7557                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END)
7558                         /* pkt has at last one extra byte beyond pkt_end */
7559                         return opcode == BPF_JGT;
7560                 break;
7561         case BPF_JLT:
7562                 /* pkt < pkt_end */
7563                 fallthrough;
7564         case BPF_JGE:
7565                 /* pkt >= pkt_end */
7566                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END || pkt->range == AT_PKT_END)
7567                         return opcode == BPF_JGE;
7568                 break;
7569         }
7570         return -1;
7571 }
7572
7573 /* Adjusts the register min/max values in the case that the dst_reg is the
7574  * variable register that we are working on, and src_reg is a constant or we're
7575  * simply doing a BPF_K check.
7576  * In JEQ/JNE cases we also adjust the var_off values.
7577  */
7578 static void reg_set_min_max(struct bpf_reg_state *true_reg,
7579                             struct bpf_reg_state *false_reg,
7580                             u64 val, u32 val32,
7581                             u8 opcode, bool is_jmp32)
7582 {
7583         struct tnum false_32off = tnum_subreg(false_reg->var_off);
7584         struct tnum false_64off = false_reg->var_off;
7585         struct tnum true_32off = tnum_subreg(true_reg->var_off);
7586         struct tnum true_64off = true_reg->var_off;
7587         s64 sval = (s64)val;
7588         s32 sval32 = (s32)val32;
7589
7590         /* If the dst_reg is a pointer, we can't learn anything about its
7591          * variable offset from the compare (unless src_reg were a pointer into
7592          * the same object, but we don't bother with that.
7593          * Since false_reg and true_reg have the same type by construction, we
7594          * only need to check one of them for pointerness.
7595          */
7596         if (__is_pointer_value(false, false_reg))
7597                 return;
7598
7599         switch (opcode) {
7600         case BPF_JEQ:
7601         case BPF_JNE:
7602         {
7603                 struct bpf_reg_state *reg =
7604                         opcode == BPF_JEQ ? true_reg : false_reg;
7605
7606                 /* JEQ/JNE comparison doesn't change the register equivalence.
7607                  * r1 = r2;
7608                  * if (r1 == 42) goto label;
7609                  * ...
7610                  * label: // here both r1 and r2 are known to be 42.
7611                  *
7612                  * Hence when marking register as known preserve it's ID.
7613                  */
7614                 if (is_jmp32)
7615                         __mark_reg32_known(reg, val32);
7616                 else
7617                         ___mark_reg_known(reg, val);
7618                 break;
7619         }
7620         case BPF_JSET:
7621                 if (is_jmp32) {
7622                         false_32off = tnum_and(false_32off, tnum_const(~val32));
7623                         if (is_power_of_2(val32))
7624                                 true_32off = tnum_or(true_32off,
7625                                                      tnum_const(val32));
7626                 } else {
7627                         false_64off = tnum_and(false_64off, tnum_const(~val));
7628                         if (is_power_of_2(val))
7629                                 true_64off = tnum_or(true_64off,
7630                                                      tnum_const(val));
7631                 }
7632                 break;
7633         case BPF_JGE:
7634         case BPF_JGT:
7635         {
7636                 if (is_jmp32) {
7637                         u32 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val32  : val32 - 1;
7638                         u32 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val32 + 1 : val32;
7639
7640                         false_reg->u32_max_value = min(false_reg->u32_max_value,
7641                                                        false_umax);
7642                         true_reg->u32_min_value = max(true_reg->u32_min_value,
7643                                                       true_umin);
7644                 } else {
7645                         u64 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val    : val - 1;
7646                         u64 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val + 1 : val;
7647
7648                         false_reg->umax_value = min(false_reg->umax_value, false_umax);
7649                         true_reg->umin_value = max(true_reg->umin_value, true_umin);
7650                 }
7651                 break;
7652         }
7653         case BPF_JSGE:
7654         case BPF_JSGT:
7655         {
7656                 if (is_jmp32) {
7657                         s32 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval32    : sval32 - 1;
7658                         s32 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval32 + 1 : sval32;
7659
7660                         false_reg->s32_max_value = min(false_reg->s32_max_value, false_smax);
7661                         true_reg->s32_min_value = max(true_reg->s32_min_value, true_smin);
7662                 } else {
7663                         s64 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval    : sval - 1;
7664                         s64 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval + 1 : sval;
7665
7666                         false_reg->smax_value = min(false_reg->smax_value, false_smax);
7667                         true_reg->smin_value = max(true_reg->smin_value, true_smin);
7668                 }
7669                 break;
7670         }
7671         case BPF_JLE:
7672         case BPF_JLT:
7673         {
7674                 if (is_jmp32) {
7675                         u32 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val32  : val32 + 1;
7676                         u32 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val32 - 1 : val32;
7677
7678                         false_reg->u32_min_value = max(false_reg->u32_min_value,
7679                                                        false_umin);
7680                         true_reg->u32_max_value = min(true_reg->u32_max_value,
7681                                                       true_umax);
7682                 } else {
7683                         u64 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val    : val + 1;
7684                         u64 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val - 1 : val;
7685
7686                         false_reg->umin_value = max(false_reg->umin_value, false_umin);
7687                         true_reg->umax_value = min(true_reg->umax_value, true_umax);
7688                 }
7689                 break;
7690         }
7691         case BPF_JSLE:
7692         case BPF_JSLT:
7693         {
7694                 if (is_jmp32) {
7695                         s32 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval32    : sval32 + 1;
7696                         s32 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval32 - 1 : sval32;
7697
7698                         false_reg->s32_min_value = max(false_reg->s32_min_value, false_smin);
7699                         true_reg->s32_max_value = min(true_reg->s32_max_value, true_smax);
7700                 } else {
7701                         s64 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval    : sval + 1;
7702                         s64 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval - 1 : sval;
7703
7704                         false_reg->smin_value = max(false_reg->smin_value, false_smin);
7705                         true_reg->smax_value = min(true_reg->smax_value, true_smax);
7706                 }
7707                 break;
7708         }
7709         default:
7710                 return;
7711         }
7712
7713         if (is_jmp32) {
7714                 false_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(false_64off),
7715                                              tnum_subreg(false_32off));
7716                 true_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(true_64off),
7717                                             tnum_subreg(true_32off));
7718                 __reg_combine_32_into_64(false_reg);
7719                 __reg_combine_32_into_64(true_reg);
7720         } else {
7721                 false_reg->var_off = false_64off;
7722                 true_reg->var_off = true_64off;
7723                 __reg_combine_64_into_32(false_reg);
7724                 __reg_combine_64_into_32(true_reg);
7725         }
7726 }
7727
7728 /* Same as above, but for the case that dst_reg holds a constant and src_reg is
7729  * the variable reg.
7730  */
7731 static void reg_set_min_max_inv(struct bpf_reg_state *true_reg,
7732                                 struct bpf_reg_state *false_reg,
7733                                 u64 val, u32 val32,
7734                                 u8 opcode, bool is_jmp32)
7735 {
7736         opcode = flip_opcode(opcode);
7737         /* This uses zero as "not present in table"; luckily the zero opcode,
7738          * BPF_JA, can't get here.
7739          */
7740         if (opcode)
7741                 reg_set_min_max(true_reg, false_reg, val, val32, opcode, is_jmp32);
7742 }
7743
7744 /* Regs are known to be equal, so intersect their min/max/var_off */
7745 static void __reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *src_reg,
7746                                   struct bpf_reg_state *dst_reg)
7747 {
7748         src_reg->umin_value = dst_reg->umin_value = max(src_reg->umin_value,
7749                                                         dst_reg->umin_value);
7750         src_reg->umax_value = dst_reg->umax_value = min(src_reg->umax_value,
7751                                                         dst_reg->umax_value);
7752         src_reg->smin_value = dst_reg->smin_value = max(src_reg->smin_value,
7753                                                         dst_reg->smin_value);
7754         src_reg->smax_value = dst_reg->smax_value = min(src_reg->smax_value,
7755                                                         dst_reg->smax_value);
7756         src_reg->var_off = dst_reg->var_off = tnum_intersect(src_reg->var_off,
7757                                                              dst_reg->var_off);
7758         /* We might have learned new bounds from the var_off. */
7759         __update_reg_bounds(src_reg);
7760         __update_reg_bounds(dst_reg);
7761         /* We might have learned something about the sign bit. */
7762         __reg_deduce_bounds(src_reg);
7763         __reg_deduce_bounds(dst_reg);
7764         /* We might have learned some bits from the bounds. */
7765         __reg_bound_offset(src_reg);
7766         __reg_bound_offset(dst_reg);
7767         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
7768          * slightly.  e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
7769          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
7770          */
7771         __update_reg_bounds(src_reg);
7772         __update_reg_bounds(dst_reg);
7773 }
7774
7775 static void reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *true_src,
7776                                 struct bpf_reg_state *true_dst,
7777                                 struct bpf_reg_state *false_src,
7778                                 struct bpf_reg_state *false_dst,
7779                                 u8 opcode)
7780 {
7781         switch (opcode) {
7782         case BPF_JEQ:
7783                 __reg_combine_min_max(true_src, true_dst);
7784                 break;
7785         case BPF_JNE:
7786                 __reg_combine_min_max(false_src, false_dst);
7787                 break;
7788         }
7789 }
7790
7791 static void mark_ptr_or_null_reg(struct bpf_func_state *state,
7792                                  struct bpf_reg_state *reg, u32 id,
7793                                  bool is_null)
7794 {
7795         if (reg_type_may_be_null(reg->type) && reg->id == id &&
7796             !WARN_ON_ONCE(!reg->id)) {
7797                 /* Old offset (both fixed and variable parts) should
7798                  * have been known-zero, because we don't allow pointer
7799                  * arithmetic on pointers that might be NULL.
7800                  */
7801                 if (WARN_ON_ONCE(reg->smin_value || reg->smax_value ||
7802                                  !tnum_equals_const(reg->var_off, 0) ||
7803                                  reg->off)) {
7804                         __mark_reg_known_zero(reg);
7805                         reg->off = 0;
7806                 }
7807                 if (is_null) {
7808                         reg->type = SCALAR_VALUE;
7809                         /* We don't need id and ref_obj_id from this point
7810                          * onwards anymore, thus we should better reset it,
7811                          * so that state pruning has chances to take effect.
7812                          */
7813                         reg->id = 0;
7814                         reg->ref_obj_id = 0;
7815
7816                         return;
7817                 }
7818
7819                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
7820
7821                 if (!reg_may_point_to_spin_lock(reg)) {
7822                         /* For not-NULL ptr, reg->ref_obj_id will be reset
7823                          * in release_reg_references().
7824                          *
7825                          * reg->id is still used by spin_lock ptr. Other
7826                          * than spin_lock ptr type, reg->id can be reset.
7827                          */
7828                         reg->id = 0;
7829                 }
7830         }
7831 }
7832
7833 static void __mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_func_state *state, u32 id,
7834                                     bool is_null)
7835 {
7836         struct bpf_reg_state *reg;
7837         int i;
7838
7839         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
7840                 mark_ptr_or_null_reg(state, &state->regs[i], id, is_null);
7841
7842         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
7843                 if (!reg)
7844                         continue;
7845                 mark_ptr_or_null_reg(state, reg, id, is_null);
7846         }
7847 }
7848
7849 /* The logic is similar to find_good_pkt_pointers(), both could eventually
7850  * be folded together at some point.
7851  */
7852 static void mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_verifier_state *vstate, u32 regno,
7853                                   bool is_null)
7854 {
7855         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
7856         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
7857         u32 ref_obj_id = regs[regno].ref_obj_id;
7858         u32 id = regs[regno].id;
7859         int i;
7860
7861         if (ref_obj_id && ref_obj_id == id && is_null)
7862                 /* regs[regno] is in the " == NULL" branch.
7863                  * No one could have freed the reference state before
7864                  * doing the NULL check.
7865                  */
7866                 WARN_ON_ONCE(release_reference_state(state, id));
7867
7868         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
7869                 __mark_ptr_or_null_regs(vstate->frame[i], id, is_null);
7870 }
7871
7872 static bool try_match_pkt_pointers(const struct bpf_insn *insn,
7873                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
7874                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
7875                                    struct bpf_verifier_state *this_branch,
7876                                    struct bpf_verifier_state *other_branch)
7877 {
7878         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_X)
7879                 return false;
7880
7881         /* Pointers are always 64-bit. */
7882         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32)
7883                 return false;
7884
7885         switch (BPF_OP(insn->code)) {
7886         case BPF_JGT:
7887                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
7888                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
7889                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
7890                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
7891                         /* pkt_data' > pkt_end, pkt_meta' > pkt_data */
7892                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
7893                                                dst_reg->type, false);
7894                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, true);
7895                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
7896                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
7897                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
7898                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
7899                         /* pkt_end > pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
7900                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
7901                                                src_reg->type, true);
7902                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, false);
7903                 } else {
7904                         return false;
7905                 }
7906                 break;
7907         case BPF_JLT:
7908                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
7909                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
7910                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
7911                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
7912                         /* pkt_data' < pkt_end, pkt_meta' < pkt_data */
7913                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
7914                                                dst_reg->type, true);
7915                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, false);
7916                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
7917                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
7918                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
7919                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
7920                         /* pkt_end < pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
7921                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
7922                                                src_reg->type, false);
7923                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, true);
7924                 } else {
7925                         return false;
7926                 }
7927                 break;
7928         case BPF_JGE:
7929                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
7930                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
7931                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
7932                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
7933                         /* pkt_data' >= pkt_end, pkt_meta' >= pkt_data */
7934                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
7935                                                dst_reg->type, true);
7936                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, false);
7937                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
7938                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
7939                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
7940                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
7941                         /* pkt_end >= pkt_data', pkt_data >= pkt_meta' */
7942                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
7943                                                src_reg->type, false);
7944                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, true);
7945                 } else {
7946                         return false;
7947                 }
7948                 break;
7949         case BPF_JLE:
7950                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
7951                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
7952                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
7953                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
7954                         /* pkt_data' <= pkt_end, pkt_meta' <= pkt_data */
7955                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
7956                                                dst_reg->type, false);
7957                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, true);
7958                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
7959                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
7960                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
7961                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
7962                         /* pkt_end <= pkt_data', pkt_data <= pkt_meta' */
7963                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
7964                                                src_reg->type, true);
7965                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, false);
7966                 } else {
7967                         return false;
7968                 }
7969                 break;
7970         default:
7971                 return false;
7972         }
7973
7974         return true;
7975 }
7976
7977 static void find_equal_scalars(struct bpf_verifier_state *vstate,
7978                                struct bpf_reg_state *known_reg)
7979 {
7980         struct bpf_func_state *state;
7981         struct bpf_reg_state *reg;
7982         int i, j;
7983
7984         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++) {
7985                 state = vstate->frame[i];
7986                 for (j = 0; j < MAX_BPF_REG; j++) {
7987                         reg = &state->regs[j];
7988                         if (reg->type == SCALAR_VALUE && reg->id == known_reg->id)
7989                                 *reg = *known_reg;
7990                 }
7991
7992                 bpf_for_each_spilled_reg(j, state, reg) {
7993                         if (!reg)
7994                                 continue;
7995                         if (reg->type == SCALAR_VALUE && reg->id == known_reg->id)
7996                                 *reg = *known_reg;
7997                 }
7998         }
7999 }
8000
8001 static int check_cond_jmp_op(struct bpf_verifier_env *env,
8002                              struct bpf_insn *insn, int *insn_idx)
8003 {
8004         struct bpf_verifier_state *this_branch = env->cur_state;
8005         struct bpf_verifier_state *other_branch;
8006         struct bpf_reg_state *regs = this_branch->frame[this_branch->curframe]->regs;
8007         struct bpf_reg_state *dst_reg, *other_branch_regs, *src_reg = NULL;
8008         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
8009         bool is_jmp32;
8010         int pred = -1;
8011         int err;
8012
8013         /* Only conditional jumps are expected to reach here. */
8014         if (opcode == BPF_JA || opcode > BPF_JSLE) {
8015                 verbose(env, "invalid BPF_JMP/JMP32 opcode %x\n", opcode);
8016                 return -EINVAL;
8017         }
8018
8019         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
8020                 if (insn->imm != 0) {
8021                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
8022                         return -EINVAL;
8023                 }
8024
8025                 /* check src1 operand */
8026                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
8027                 if (err)
8028                         return err;
8029
8030                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
8031                         verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
8032                                 insn->src_reg);
8033                         return -EACCES;
8034                 }
8035                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
8036         } else {
8037                 if (insn->src_reg != BPF_REG_0) {
8038                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
8039                         return -EINVAL;
8040                 }
8041         }
8042
8043         /* check src2 operand */
8044         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
8045         if (err)
8046                 return err;
8047
8048         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
8049         is_jmp32 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32;
8050
8051         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
8052                 pred = is_branch_taken(dst_reg, insn->imm, opcode, is_jmp32);
8053         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
8054                    is_jmp32 && tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))) {
8055                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
8056                                        tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
8057                                        opcode,
8058                                        is_jmp32);
8059         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
8060                    !is_jmp32 && tnum_is_const(src_reg->var_off)) {
8061                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
8062                                        src_reg->var_off.value,
8063                                        opcode,
8064                                        is_jmp32);
8065         } else if (reg_is_pkt_pointer_any(dst_reg) &&
8066                    reg_is_pkt_pointer_any(src_reg) &&
8067                    !is_jmp32) {
8068                 pred = is_pkt_ptr_branch_taken(dst_reg, src_reg, opcode);
8069         }
8070
8071         if (pred >= 0) {
8072                 /* If we get here with a dst_reg pointer type it is because
8073                  * above is_branch_taken() special cased the 0 comparison.
8074                  */
8075                 if (!__is_pointer_value(false, dst_reg))
8076                         err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
8077                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X && !err &&
8078                     !__is_pointer_value(false, src_reg))
8079                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
8080                 if (err)
8081                         return err;
8082         }
8083         if (pred == 1) {
8084                 /* only follow the goto, ignore fall-through */
8085                 *insn_idx += insn->off;
8086                 return 0;
8087         } else if (pred == 0) {
8088                 /* only follow fall-through branch, since
8089                  * that's where the program will go
8090                  */
8091                 return 0;
8092         }
8093
8094         other_branch = push_stack(env, *insn_idx + insn->off + 1, *insn_idx,
8095                                   false);
8096         if (!other_branch)
8097                 return -EFAULT;
8098         other_branch_regs = other_branch->frame[other_branch->curframe]->regs;
8099
8100         /* detect if we are comparing against a constant value so we can adjust
8101          * our min/max values for our dst register.
8102          * this is only legit if both are scalars (or pointers to the same
8103          * object, I suppose, but we don't support that right now), because
8104          * otherwise the different base pointers mean the offsets aren't
8105          * comparable.
8106          */
8107         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
8108                 struct bpf_reg_state *src_reg = &regs[insn->src_reg];
8109
8110                 if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
8111                     src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
8112                         if (tnum_is_const(src_reg->var_off) ||
8113                             (is_jmp32 &&
8114                              tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))))
8115                                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
8116                                                 dst_reg,
8117                                                 src_reg->var_off.value,
8118                                                 tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
8119                                                 opcode, is_jmp32);
8120                         else if (tnum_is_const(dst_reg->var_off) ||
8121                                  (is_jmp32 &&
8122                                   tnum_is_const(tnum_subreg(dst_reg->var_off))))
8123                                 reg_set_min_max_inv(&other_branch_regs[insn->src_reg],
8124                                                     src_reg,
8125                                                     dst_reg->var_off.value,
8126                                                     tnum_subreg(dst_reg->var_off).value,
8127                                                     opcode, is_jmp32);
8128                         else if (!is_jmp32 &&
8129                                  (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE))
8130                                 /* Comparing for equality, we can combine knowledge */
8131                                 reg_combine_min_max(&other_branch_regs[insn->src_reg],
8132                                                     &other_branch_regs[insn->dst_reg],
8133                                                     src_reg, dst_reg, opcode);
8134                         if (src_reg->id &&
8135                             !WARN_ON_ONCE(src_reg->id != other_branch_regs[insn->src_reg].id)) {
8136                                 find_equal_scalars(this_branch, src_reg);
8137                                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->src_reg]);
8138                         }
8139
8140                 }
8141         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE) {
8142                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
8143                                         dst_reg, insn->imm, (u32)insn->imm,
8144                                         opcode, is_jmp32);
8145         }
8146
8147         if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE && dst_reg->id &&
8148             !WARN_ON_ONCE(dst_reg->id != other_branch_regs[insn->dst_reg].id)) {
8149                 find_equal_scalars(this_branch, dst_reg);
8150                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->dst_reg]);
8151         }
8152
8153         /* detect if R == 0 where R is returned from bpf_map_lookup_elem().
8154          * NOTE: these optimizations below are related with pointer comparison
8155          *       which will never be JMP32.
8156          */
8157         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K &&
8158             insn->imm == 0 && (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE) &&
8159             reg_type_may_be_null(dst_reg->type)) {
8160                 /* Mark all identical registers in each branch as either
8161                  * safe or unknown depending R == 0 or R != 0 conditional.
8162                  */
8163                 mark_ptr_or_null_regs(this_branch, insn->dst_reg,
8164                                       opcode == BPF_JNE);
8165                 mark_ptr_or_null_regs(other_branch, insn->dst_reg,
8166                                       opcode == BPF_JEQ);
8167         } else if (!try_match_pkt_pointers(insn, dst_reg, &regs[insn->src_reg],
8168                                            this_branch, other_branch) &&
8169                    is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
8170                 verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
8171                         insn->dst_reg);
8172                 return -EACCES;
8173         }
8174         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
8175                 print_verifier_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
8176         return 0;
8177 }
8178
8179 /* verify BPF_LD_IMM64 instruction */
8180 static int check_ld_imm(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
8181 {
8182         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
8183         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
8184         struct bpf_reg_state *dst_reg;
8185         struct bpf_map *map;
8186         int err;
8187
8188         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
8189                 verbose(env, "invalid BPF_LD_IMM insn\n");
8190                 return -EINVAL;
8191         }
8192         if (insn->off != 0) {
8193                 verbose(env, "BPF_LD_IMM64 uses reserved fields\n");
8194                 return -EINVAL;
8195         }
8196
8197         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
8198         if (err)
8199                 return err;
8200
8201         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
8202         if (insn->src_reg == 0) {
8203                 u64 imm = ((u64)(insn + 1)->imm << 32) | (u32)insn->imm;
8204
8205                 dst_reg->type = SCALAR_VALUE;
8206                 __mark_reg_known(&regs[insn->dst_reg], imm);
8207                 return 0;
8208         }
8209
8210         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
8211                 mark_reg_known_zero(env, regs, insn->dst_reg);
8212
8213                 dst_reg->type = aux->btf_var.reg_type;
8214                 switch (dst_reg->type) {
8215                 case PTR_TO_MEM:
8216                         dst_reg->mem_size = aux->btf_var.mem_size;
8217                         break;
8218                 case PTR_TO_BTF_ID:
8219                 case PTR_TO_PERCPU_BTF_ID:
8220                         dst_reg->btf = aux->btf_var.btf;
8221                         dst_reg->btf_id = aux->btf_var.btf_id;
8222                         break;
8223                 default:
8224                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
8225                         return -EFAULT;
8226                 }
8227                 return 0;
8228         }
8229
8230         map = env->used_maps[aux->map_index];
8231         mark_reg_known_zero(env, regs, insn->dst_reg);
8232         dst_reg->map_ptr = map;
8233
8234         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_VALUE) {
8235                 dst_reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
8236                 dst_reg->off = aux->map_off;
8237                 if (map_value_has_spin_lock(map))
8238                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
8239         } else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD) {
8240                 dst_reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
8241         } else {
8242                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
8243                 return -EINVAL;
8244         }
8245
8246         return 0;
8247 }
8248
8249 static bool may_access_skb(enum bpf_prog_type type)
8250 {
8251         switch (type) {
8252         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
8253         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
8254         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
8255                 return true;
8256         default:
8257                 return false;
8258         }
8259 }
8260
8261 /* verify safety of LD_ABS|LD_IND instructions:
8262  * - they can only appear in the programs where ctx == skb
8263  * - since they are wrappers of function calls, they scratch R1-R5 registers,
8264  *   preserve R6-R9, and store return value into R0
8265  *
8266  * Implicit input:
8267  *   ctx == skb == R6 == CTX
8268  *
8269  * Explicit input:
8270  *   SRC == any register
8271  *   IMM == 32-bit immediate
8272  *
8273  * Output:
8274  *   R0 - 8/16/32-bit skb data converted to cpu endianness
8275  */
8276 static int check_ld_abs(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
8277 {
8278         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
8279         static const int ctx_reg = BPF_REG_6;
8280         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
8281         int i, err;
8282
8283         if (!may_access_skb(resolve_prog_type(env->prog))) {
8284                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] instructions not allowed for this program type\n");
8285                 return -EINVAL;
8286         }
8287
8288         if (!env->ops->gen_ld_abs) {
8289                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
8290                 return -EINVAL;
8291         }
8292
8293         if (insn->dst_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
8294             BPF_SIZE(insn->code) == BPF_DW ||
8295             (mode == BPF_ABS && insn->src_reg != BPF_REG_0)) {
8296                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] uses reserved fields\n");
8297                 return -EINVAL;
8298         }
8299
8300         /* check whether implicit source operand (register R6) is readable */
8301         err = check_reg_arg(env, ctx_reg, SRC_OP);
8302         if (err)
8303                 return err;
8304
8305         /* Disallow usage of BPF_LD_[ABS|IND] with reference tracking, as
8306          * gen_ld_abs() may terminate the program at runtime, leading to
8307          * reference leak.
8308          */
8309         err = check_reference_leak(env);
8310         if (err) {
8311                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be mixed with socket references\n");
8312                 return err;
8313         }
8314
8315         if (env->cur_state->active_spin_lock) {
8316                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_spin_lock-ed region\n");
8317                 return -EINVAL;
8318         }
8319
8320         if (regs[ctx_reg].type != PTR_TO_CTX) {
8321                 verbose(env,
8322                         "at the time of BPF_LD_ABS|IND R6 != pointer to skb\n");
8323                 return -EINVAL;
8324         }
8325
8326         if (mode == BPF_IND) {
8327                 /* check explicit source operand */
8328                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
8329                 if (err)
8330                         return err;
8331         }
8332
8333         err = check_ctx_reg(env, &regs[ctx_reg], ctx_reg);
8334         if (err < 0)
8335                 return err;
8336
8337         /* reset caller saved regs to unreadable */
8338         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
8339                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
8340                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
8341         }
8342
8343         /* mark destination R0 register as readable, since it contains
8344          * the value fetched from the packet.
8345          * Already marked as written above.
8346          */
8347         mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
8348         /* ld_abs load up to 32-bit skb data. */
8349         regs[BPF_REG_0].subreg_def = env->insn_idx + 1;
8350         return 0;
8351 }
8352
8353 static int check_return_code(struct bpf_verifier_env *env)
8354 {
8355         struct tnum enforce_attach_type_range = tnum_unknown;
8356         const struct bpf_prog *prog = env->prog;
8357         struct bpf_reg_state *reg;
8358         struct tnum range = tnum_range(0, 1);
8359         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
8360         int err;
8361         const bool is_subprog = env->cur_state->frame[0]->subprogno;
8362
8363         /* LSM and struct_ops func-ptr's return type could be "void" */
8364         if (!is_subprog &&
8365             (prog_type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS ||
8366              prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM) &&
8367             !prog->aux->attach_func_proto->type)
8368                 return 0;
8369
8370         /* eBPF calling convetion is such that R0 is used
8371          * to return the value from eBPF program.
8372          * Make sure that it's readable at this time
8373          * of bpf_exit, which means that program wrote
8374          * something into it earlier
8375          */
8376         err = check_reg_arg(env, BPF_REG_0, SRC_OP);
8377         if (err)
8378                 return err;
8379
8380         if (is_pointer_value(env, BPF_REG_0)) {
8381                 verbose(env, "R0 leaks addr as return value\n");
8382                 return -EACCES;
8383         }
8384
8385         reg = cur_regs(env) + BPF_REG_0;
8386         if (is_subprog) {
8387                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
8388                         verbose(env, "At subprogram exit the register R0 is not a scalar value (%s)\n",
8389                                 reg_type_str[reg->type]);
8390                         return -EINVAL;
8391                 }
8392                 return 0;
8393         }
8394
8395         switch (prog_type) {
8396         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK_ADDR:
8397                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP4_RECVMSG ||
8398                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP6_RECVMSG ||
8399                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETPEERNAME ||
8400                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETPEERNAME ||
8401                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETSOCKNAME ||
8402                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETSOCKNAME)
8403                         range = tnum_range(1, 1);
8404                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_BIND ||
8405                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_BIND)
8406                         range = tnum_range(0, 3);
8407                 break;
8408         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
8409                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET_EGRESS) {
8410                         range = tnum_range(0, 3);
8411                         enforce_attach_type_range = tnum_range(2, 3);
8412                 }
8413                 break;
8414         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK:
8415         case BPF_PROG_TYPE_SOCK_OPS:
8416         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_DEVICE:
8417         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SYSCTL:
8418         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
8419                 break;
8420         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
8421                 if (!env->prog->aux->attach_btf_id)
8422                         return 0;
8423                 range = tnum_const(0);
8424                 break;
8425         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
8426                 switch (env->prog->expected_attach_type) {
8427                 case BPF_TRACE_FENTRY:
8428                 case BPF_TRACE_FEXIT:
8429                         range = tnum_const(0);
8430                         break;
8431                 case BPF_TRACE_RAW_TP:
8432                 case BPF_MODIFY_RETURN:
8433                         return 0;
8434                 case BPF_TRACE_ITER:
8435                         break;
8436                 default:
8437                         return -ENOTSUPP;
8438                 }
8439                 break;
8440         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
8441                 range = tnum_range(SK_DROP, SK_PASS);
8442                 break;
8443         case BPF_PROG_TYPE_EXT:
8444                 /* freplace program can return anything as its return value
8445                  * depends on the to-be-replaced kernel func or bpf program.
8446                  */
8447         default:
8448                 return 0;
8449         }
8450
8451         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
8452                 verbose(env, "At program exit the register R0 is not a known value (%s)\n",
8453                         reg_type_str[reg->type]);
8454                 return -EINVAL;
8455         }
8456
8457         if (!tnum_in(range, reg->var_off)) {
8458                 char tn_buf[48];
8459
8460                 verbose(env, "At program exit the register R0 ");
8461                 if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
8462                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
8463                         verbose(env, "has value %s", tn_buf);
8464                 } else {
8465                         verbose(env, "has unknown scalar value");
8466                 }
8467                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), range);
8468                 verbose(env, " should have been in %s\n", tn_buf);
8469                 return -EINVAL;
8470         }
8471
8472         if (!tnum_is_unknown(enforce_attach_type_range) &&
8473             tnum_in(enforce_attach_type_range, reg->var_off))
8474                 env->prog->enforce_expected_attach_type = 1;
8475         return 0;
8476 }
8477
8478 /* non-recursive DFS pseudo code
8479  * 1  procedure DFS-iterative(G,v):
8480  * 2      label v as discovered
8481  * 3      let S be a stack
8482  * 4      S.push(v)
8483  * 5      while S is not empty
8484  * 6            t <- S.pop()
8485  * 7            if t is what we're looking for:
8486  * 8                return t
8487  * 9            for all edges e in G.adjacentEdges(t) do
8488  * 10               if edge e is already labelled
8489  * 11                   continue with the next edge
8490  * 12               w <- G.adjacentVertex(t,e)
8491  * 13               if vertex w is not discovered and not explored
8492  * 14                   label e as tree-edge
8493  * 15                   label w as discovered
8494  * 16                   S.push(w)
8495  * 17                   continue at 5
8496  * 18               else if vertex w is discovered
8497  * 19                   label e as back-edge
8498  * 20               else
8499  * 21                   // vertex w is explored
8500  * 22                   label e as forward- or cross-edge
8501  * 23           label t as explored
8502  * 24           S.pop()
8503  *
8504  * convention:
8505  * 0x10 - discovered
8506  * 0x11 - discovered and fall-through edge labelled
8507  * 0x12 - discovered and fall-through and branch edges labelled
8508  * 0x20 - explored
8509  */
8510
8511 enum {
8512         DISCOVERED = 0x10,
8513         EXPLORED = 0x20,
8514         FALLTHROUGH = 1,
8515         BRANCH = 2,
8516 };
8517
8518 static u32 state_htab_size(struct bpf_verifier_env *env)
8519 {
8520         return env->prog->len;
8521 }
8522
8523 static struct bpf_verifier_state_list **explored_state(
8524                                         struct bpf_verifier_env *env,
8525                                         int idx)
8526 {
8527         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
8528         struct bpf_func_state *state = cur->frame[cur->curframe];
8529
8530         return &env->explored_states[(idx ^ state->callsite) % state_htab_size(env)];
8531 }
8532
8533 static void init_explored_state(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
8534 {
8535         env->insn_aux_data[idx].prune_point = true;
8536 }
8537
8538 enum {
8539         DONE_EXPLORING = 0,
8540         KEEP_EXPLORING = 1,
8541 };
8542
8543 /* t, w, e - match pseudo-code above:
8544  * t - index of current instruction
8545  * w - next instruction
8546  * e - edge
8547  */
8548 static int push_insn(int t, int w, int e, struct bpf_verifier_env *env,
8549                      bool loop_ok)
8550 {
8551         int *insn_stack = env->cfg.insn_stack;
8552         int *insn_state = env->cfg.insn_state;
8553
8554         if (e == FALLTHROUGH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | FALLTHROUGH))
8555                 return DONE_EXPLORING;
8556
8557         if (e == BRANCH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | BRANCH))
8558                 return DONE_EXPLORING;
8559
8560         if (w < 0 || w >= env->prog->len) {
8561                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
8562                 verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", t, w);
8563                 return -EINVAL;
8564         }
8565
8566         if (e == BRANCH)
8567                 /* mark branch target for state pruning */
8568                 init_explored_state(env, w);
8569
8570         if (insn_state[w] == 0) {
8571                 /* tree-edge */
8572                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
8573                 insn_state[w] = DISCOVERED;
8574                 if (env->cfg.cur_stack >= env->prog->len)
8575                         return -E2BIG;
8576                 insn_stack[env->cfg.cur_stack++] = w;
8577                 return KEEP_EXPLORING;
8578         } else if ((insn_state[w] & 0xF0) == DISCOVERED) {
8579                 if (loop_ok && env->bpf_capable)
8580                         return DONE_EXPLORING;
8581                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
8582                 verbose_linfo(env, w, "%d: ", w);
8583                 verbose(env, "back-edge from insn %d to %d\n", t, w);
8584                 return -EINVAL;
8585         } else if (insn_state[w] == EXPLORED) {
8586                 /* forward- or cross-edge */
8587                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
8588         } else {
8589                 verbose(env, "insn state internal bug\n");
8590                 return -EFAULT;
8591         }
8592         return DONE_EXPLORING;
8593 }
8594
8595 /* Visits the instruction at index t and returns one of the following:
8596  *  < 0 - an error occurred
8597  *  DONE_EXPLORING - the instruction was fully explored
8598  *  KEEP_EXPLORING - there is still work to be done before it is fully explored
8599  */
8600 static int visit_insn(int t, int insn_cnt, struct bpf_verifier_env *env)
8601 {
8602         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
8603         int ret;
8604
8605         /* All non-branch instructions have a single fall-through edge. */
8606         if (BPF_CLASS(insns[t].code) != BPF_JMP &&
8607             BPF_CLASS(insns[t].code) != BPF_JMP32)
8608                 return push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
8609
8610         switch (BPF_OP(insns[t].code)) {
8611         case BPF_EXIT:
8612                 return DONE_EXPLORING;
8613
8614         case BPF_CALL:
8615                 ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
8616                 if (ret)
8617                         return ret;
8618
8619                 if (t + 1 < insn_cnt)
8620                         init_explored_state(env, t + 1);
8621                 if (insns[t].src_reg == BPF_PSEUDO_CALL) {
8622                         init_explored_state(env, t);
8623                         ret = push_insn(t, t + insns[t].imm + 1, BRANCH,
8624                                         env, false);
8625                 }
8626                 return ret;
8627
8628         case BPF_JA:
8629                 if (BPF_SRC(insns[t].code) != BPF_K)
8630                         return -EINVAL;
8631
8632                 /* unconditional jump with single edge */
8633                 ret = push_insn(t, t + insns[t].off + 1, FALLTHROUGH, env,
8634                                 true);
8635                 if (ret)
8636                         return ret;
8637
8638                 /* unconditional jmp is not a good pruning point,
8639                  * but it's marked, since backtracking needs
8640                  * to record jmp history in is_state_visited().
8641                  */
8642                 init_explored_state(env, t + insns[t].off + 1);
8643                 /* tell verifier to check for equivalent states
8644                  * after every call and jump
8645                  */
8646                 if (t + 1 < insn_cnt)
8647                         init_explored_state(env, t + 1);
8648
8649                 return ret;
8650
8651         default:
8652                 /* conditional jump with two edges */
8653                 init_explored_state(env, t);
8654                 ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, true);
8655                 if (ret)
8656                         return ret;
8657
8658                 return push_insn(t, t + insns[t].off + 1, BRANCH, env, true);
8659         }
8660 }
8661
8662 /* non-recursive depth-first-search to detect loops in BPF program
8663  * loop == back-edge in directed graph
8664  */
8665 static int check_cfg(struct bpf_verifier_env *env)
8666 {
8667         int insn_cnt = env->prog->len;
8668         int *insn_stack, *insn_state;
8669         int ret = 0;
8670         int i;
8671
8672         insn_state = env->cfg.insn_state = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
8673         if (!insn_state)
8674                 return -ENOMEM;
8675
8676         insn_stack = env->cfg.insn_stack = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
8677         if (!insn_stack) {
8678                 kvfree(insn_state);
8679                 return -ENOMEM;
8680         }
8681
8682         insn_state[0] = DISCOVERED; /* mark 1st insn as discovered */
8683         insn_stack[0] = 0; /* 0 is the first instruction */
8684         env->cfg.cur_stack = 1;
8685
8686         while (env->cfg.cur_stack > 0) {
8687                 int t = insn_stack[env->cfg.cur_stack - 1];
8688
8689                 ret = visit_insn(t, insn_cnt, env);
8690                 switch (ret) {
8691                 case DONE_EXPLORING:
8692                         insn_state[t] = EXPLORED;
8693                         env->cfg.cur_stack--;
8694                         break;
8695                 case KEEP_EXPLORING:
8696                         break;
8697                 default:
8698                         if (ret > 0) {
8699                                 verbose(env, "visit_insn internal bug\n");
8700                                 ret = -EFAULT;
8701                         }
8702                         goto err_free;
8703                 }
8704         }
8705
8706         if (env->cfg.cur_stack < 0) {
8707                 verbose(env, "pop stack internal bug\n");
8708                 ret = -EFAULT;
8709                 goto err_free;
8710         }
8711
8712         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
8713                 if (insn_state[i] != EXPLORED) {
8714                         verbose(env, "unreachable insn %d\n", i);
8715                         ret = -EINVAL;
8716                         goto err_free;
8717                 }
8718         }
8719         ret = 0; /* cfg looks good */
8720
8721 err_free:
8722         kvfree(insn_state);
8723         kvfree(insn_stack);
8724         env->cfg.insn_state = env->cfg.insn_stack = NULL;
8725         return ret;
8726 }
8727
8728 static int check_abnormal_return(struct bpf_verifier_env *env)
8729 {
8730         int i;
8731
8732         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
8733                 if (env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
8734                         verbose(env, "LD_ABS is not allowed in subprogs without BTF\n");
8735                         return -EINVAL;
8736                 }
8737                 if (env->subprog_info[i].has_tail_call) {
8738                         verbose(env, "tail_call is not allowed in subprogs without BTF\n");
8739                         return -EINVAL;
8740                 }
8741         }
8742         return 0;
8743 }
8744
8745 /* The minimum supported BTF func info size */
8746 #define MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE   8
8747 #define MAX_FUNCINFO_REC_SIZE   252
8748
8749 static int check_btf_func(struct bpf_verifier_env *env,
8750                           const union bpf_attr *attr,
8751                           union bpf_attr __user *uattr)
8752 {
8753         const struct btf_type *type, *func_proto, *ret_type;
8754         u32 i, nfuncs, urec_size, min_size;
8755         u32 krec_size = sizeof(struct bpf_func_info);
8756         struct bpf_func_info *krecord;
8757         struct bpf_func_info_aux *info_aux = NULL;
8758         struct bpf_prog *prog;
8759         const struct btf *btf;
8760         void __user *urecord;
8761         u32 prev_offset = 0;
8762         bool scalar_return;
8763         int ret = -ENOMEM;
8764
8765         nfuncs = attr->func_info_cnt;
8766         if (!nfuncs) {
8767                 if (check_abnormal_return(env))
8768                         return -EINVAL;
8769                 return 0;
8770         }
8771
8772         if (nfuncs != env->subprog_cnt) {
8773                 verbose(env, "number of funcs in func_info doesn't match number of subprogs\n");
8774                 return -EINVAL;
8775         }
8776
8777         urec_size = attr->func_info_rec_size;
8778         if (urec_size < MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE ||
8779             urec_size > MAX_FUNCINFO_REC_SIZE ||
8780             urec_size % sizeof(u32)) {
8781                 verbose(env, "invalid func info rec size %u\n", urec_size);
8782                 return -EINVAL;
8783         }
8784
8785         prog = env->prog;
8786         btf = prog->aux->btf;
8787
8788         urecord = u64_to_user_ptr(attr->func_info);
8789         min_size = min_t(u32, krec_size, urec_size);
8790
8791         krecord = kvcalloc(nfuncs, krec_size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
8792         if (!krecord)
8793                 return -ENOMEM;
8794         info_aux = kcalloc(nfuncs, sizeof(*info_aux), GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
8795         if (!info_aux)
8796                 goto err_free;
8797
8798         for (i = 0; i < nfuncs; i++) {
8799                 ret = bpf_check_uarg_tail_zero(urecord, krec_size, urec_size);
8800                 if (ret) {
8801                         if (ret == -E2BIG) {
8802                                 verbose(env, "nonzero tailing record in func info");
8803                                 /* set the size kernel expects so loader can zero
8804                                  * out the rest of the record.
8805                                  */
8806                                 if (put_user(min_size, &uattr->func_info_rec_size))
8807                                         ret = -EFAULT;
8808                         }
8809                         goto err_free;
8810                 }
8811
8812                 if (copy_from_user(&krecord[i], urecord, min_size)) {
8813                         ret = -EFAULT;
8814                         goto err_free;
8815                 }
8816
8817                 /* check insn_off */
8818                 ret = -EINVAL;
8819                 if (i == 0) {
8820                         if (krecord[i].insn_off) {
8821                                 verbose(env,
8822                                         "nonzero insn_off %u for the first func info record",
8823                                         krecord[i].insn_off);
8824                                 goto err_free;
8825                         }
8826                 } else if (krecord[i].insn_off <= prev_offset) {
8827                         verbose(env,
8828                                 "same or smaller insn offset (%u) than previous func info record (%u)",
8829                                 krecord[i].insn_off, prev_offset);
8830                         goto err_free;
8831                 }
8832
8833                 if (env->subprog_info[i].start != krecord[i].insn_off) {
8834                         verbose(env, "func_info BTF section doesn't match subprog layout in BPF program\n");
8835                         goto err_free;
8836                 }
8837
8838                 /* check type_id */
8839                 type = btf_type_by_id(btf, krecord[i].type_id);
8840                 if (!type || !btf_type_is_func(type)) {
8841                         verbose(env, "invalid type id %d in func info",
8842                                 krecord[i].type_id);
8843                         goto err_free;
8844                 }
8845                 info_aux[i].linkage = BTF_INFO_VLEN(type->info);
8846
8847                 func_proto = btf_type_by_id(btf, type->type);
8848                 if (unlikely(!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)))
8849                         /* btf_func_check() already verified it during BTF load */
8850                         goto err_free;
8851                 ret_type = btf_type_skip_modifiers(btf, func_proto->type, NULL);
8852                 scalar_return =
8853                         btf_type_is_small_int(ret_type) || btf_type_is_enum(ret_type);
8854                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
8855                         verbose(env, "LD_ABS is only allowed in functions that return 'int'.\n");
8856                         goto err_free;
8857                 }
8858                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_tail_call) {
8859                         verbose(env, "tail_call is only allowed in functions that return 'int'.\n");
8860                         goto err_free;
8861                 }
8862
8863                 prev_offset = krecord[i].insn_off;
8864                 urecord += urec_size;
8865         }
8866
8867         prog->aux->func_info = krecord;
8868         prog->aux->func_info_cnt = nfuncs;
8869         prog->aux->func_info_aux = info_aux;
8870         return 0;
8871
8872 err_free:
8873         kvfree(krecord);
8874         kfree(info_aux);
8875         return ret;
8876 }
8877
8878 static void adjust_btf_func(struct bpf_verifier_env *env)
8879 {
8880         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
8881         int i;
8882
8883         if (!aux->func_info)
8884                 return;
8885
8886         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
8887                 aux->func_info[i].insn_off = env->subprog_info[i].start;
8888 }
8889
8890 #define MIN_BPF_LINEINFO_SIZE   (offsetof(struct bpf_line_info, line_col) + \
8891                 sizeof(((struct bpf_line_info *)(0))->line_col))
8892 #define MAX_LINEINFO_REC_SIZE   MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
8893
8894 static int check_btf_line(struct bpf_verifier_env *env,
8895                           const union bpf_attr *attr,
8896                           union bpf_attr __user *uattr)
8897 {
8898         u32 i, s, nr_linfo, ncopy, expected_size, rec_size, prev_offset = 0;
8899         struct bpf_subprog_info *sub;
8900         struct bpf_line_info *linfo;
8901         struct bpf_prog *prog;
8902         const struct btf *btf;
8903         void __user *ulinfo;
8904         int err;
8905
8906         nr_linfo = attr->line_info_cnt;
8907         if (!nr_linfo)
8908                 return 0;
8909
8910         rec_size = attr->line_info_rec_size;
8911         if (rec_size < MIN_BPF_LINEINFO_SIZE ||
8912             rec_size > MAX_LINEINFO_REC_SIZE ||
8913             rec_size & (sizeof(u32) - 1))
8914                 return -EINVAL;
8915
8916         /* Need to zero it in case the userspace may
8917          * pass in a smaller bpf_line_info object.
8918          */
8919         linfo = kvcalloc(nr_linfo, sizeof(struct bpf_line_info),
8920                          GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
8921         if (!linfo)
8922                 return -ENOMEM;
8923
8924         prog = env->prog;
8925         btf = prog->aux->btf;
8926
8927         s = 0;
8928         sub = env->subprog_info;
8929         ulinfo = u64_to_user_ptr(attr->line_info);
8930         expected_size = sizeof(struct bpf_line_info);
8931         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
8932         for (i = 0; i < nr_linfo; i++) {
8933                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(ulinfo, expected_size, rec_size);
8934                 if (err) {
8935                         if (err == -E2BIG) {
8936                                 verbose(env, "nonzero tailing record in line_info");
8937                                 if (put_user(expected_size,
8938                                              &uattr->line_info_rec_size))
8939                                         err = -EFAULT;
8940                         }
8941                         goto err_free;
8942                 }
8943
8944                 if (copy_from_user(&linfo[i], ulinfo, ncopy)) {
8945                         err = -EFAULT;
8946                         goto err_free;
8947                 }
8948
8949                 /*
8950                  * Check insn_off to ensure
8951                  * 1) strictly increasing AND
8952                  * 2) bounded by prog->len
8953                  *
8954                  * The linfo[0].insn_off == 0 check logically falls into
8955                  * the later "missing bpf_line_info for func..." case
8956                  * because the first linfo[0].insn_off must be the
8957                  * first sub also and the first sub must have
8958                  * subprog_info[0].start == 0.
8959                  */
8960                 if ((i && linfo[i].insn_off <= prev_offset) ||
8961                     linfo[i].insn_off >= prog->len) {
8962                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].insn_off:%u (prev_offset:%u prog->len:%u)\n",
8963                                 i, linfo[i].insn_off, prev_offset,
8964                                 prog->len);
8965                         err = -EINVAL;
8966                         goto err_free;
8967                 }
8968
8969                 if (!prog->insnsi[linfo[i].insn_off].code) {
8970                         verbose(env,
8971                                 "Invalid insn code at line_info[%u].insn_off\n",
8972                                 i);
8973                         err = -EINVAL;
8974                         goto err_free;
8975                 }
8976
8977                 if (!btf_name_by_offset(btf, linfo[i].line_off) ||
8978                     !btf_name_by_offset(btf, linfo[i].file_name_off)) {
8979                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].line_off or .file_name_off\n", i);
8980                         err = -EINVAL;
8981                         goto err_free;
8982                 }
8983
8984                 if (s != env->subprog_cnt) {
8985                         if (linfo[i].insn_off == sub[s].start) {
8986                                 sub[s].linfo_idx = i;
8987                                 s++;
8988                         } else if (sub[s].start < linfo[i].insn_off) {
8989                                 verbose(env, "missing bpf_line_info for func#%u\n", s);
8990                                 err = -EINVAL;
8991                                 goto err_free;
8992                         }
8993                 }
8994
8995                 prev_offset = linfo[i].insn_off;
8996                 ulinfo += rec_size;
8997         }
8998
8999         if (s != env->subprog_cnt) {
9000                 verbose(env, "missing bpf_line_info for %u funcs starting from func#%u\n",
9001                         env->subprog_cnt - s, s);
9002                 err = -EINVAL;
9003                 goto err_free;
9004         }
9005
9006         prog->aux->linfo = linfo;
9007         prog->aux->nr_linfo = nr_linfo;
9008
9009         return 0;
9010
9011 err_free:
9012         kvfree(linfo);
9013         return err;
9014 }
9015
9016 static int check_btf_info(struct bpf_verifier_env *env,
9017                           const union bpf_attr *attr,
9018                           union bpf_attr __user *uattr)
9019 {
9020         struct btf *btf;
9021         int err;
9022
9023         if (!attr->func_info_cnt && !attr->line_info_cnt) {
9024                 if (check_abnormal_return(env))
9025                         return -EINVAL;
9026                 return 0;
9027         }
9028
9029         btf = btf_get_by_fd(attr->prog_btf_fd);
9030         if (IS_ERR(btf))
9031                 return PTR_ERR(btf);
9032         env->prog->aux->btf = btf;
9033
9034         err = check_btf_func(env, attr, uattr);
9035         if (err)
9036                 return err;
9037
9038         err = check_btf_line(env, attr, uattr);
9039         if (err)
9040                 return err;
9041
9042         return 0;
9043 }
9044
9045 /* check %cur's range satisfies %old's */
9046 static bool range_within(struct bpf_reg_state *old,
9047                          struct bpf_reg_state *cur)
9048 {
9049         return old->umin_value <= cur->umin_value &&
9050                old->umax_value >= cur->umax_value &&
9051                old->smin_value <= cur->smin_value &&
9052                old->smax_value >= cur->smax_value &&
9053                old->u32_min_value <= cur->u32_min_value &&
9054                old->u32_max_value >= cur->u32_max_value &&
9055                old->s32_min_value <= cur->s32_min_value &&
9056                old->s32_max_value >= cur->s32_max_value;
9057 }
9058
9059 /* Maximum number of register states that can exist at once */
9060 #define ID_MAP_SIZE     (MAX_BPF_REG + MAX_BPF_STACK / BPF_REG_SIZE)
9061 struct idpair {
9062         u32 old;
9063         u32 cur;
9064 };
9065
9066 /* If in the old state two registers had the same id, then they need to have
9067  * the same id in the new state as well.  But that id could be different from
9068  * the old state, so we need to track the mapping from old to new ids.
9069  * Once we have seen that, say, a reg with old id 5 had new id 9, any subsequent
9070  * regs with old id 5 must also have new id 9 for the new state to be safe.  But
9071  * regs with a different old id could still have new id 9, we don't care about
9072  * that.
9073  * So we look through our idmap to see if this old id has been seen before.  If
9074  * so, we require the new id to match; otherwise, we add the id pair to the map.
9075  */
9076 static bool check_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct idpair *idmap)
9077 {
9078         unsigned int i;
9079
9080         for (i = 0; i < ID_MAP_SIZE; i++) {
9081                 if (!idmap[i].old) {
9082                         /* Reached an empty slot; haven't seen this id before */
9083                         idmap[i].old = old_id;
9084                         idmap[i].cur = cur_id;
9085                         return true;
9086                 }
9087                 if (idmap[i].old == old_id)
9088                         return idmap[i].cur == cur_id;
9089         }
9090         /* We ran out of idmap slots, which should be impossible */
9091         WARN_ON_ONCE(1);
9092         return false;
9093 }
9094
9095 static void clean_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
9096                              struct bpf_func_state *st)
9097 {
9098         enum bpf_reg_liveness live;
9099         int i, j;
9100
9101         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
9102                 live = st->regs[i].live;
9103                 /* liveness must not touch this register anymore */
9104                 st->regs[i].live |= REG_LIVE_DONE;
9105                 if (!(live & REG_LIVE_READ))
9106                         /* since the register is unused, clear its state
9107                          * to make further comparison simpler
9108                          */
9109                         __mark_reg_not_init(env, &st->regs[i]);
9110         }
9111
9112         for (i = 0; i < st->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
9113                 live = st->stack[i].spilled_ptr.live;
9114                 /* liveness must not touch this stack slot anymore */
9115                 st->stack[i].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_DONE;
9116                 if (!(live & REG_LIVE_READ)) {
9117                         __mark_reg_not_init(env, &st->stack[i].spilled_ptr);
9118                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
9119                                 st->stack[i].slot_type[j] = STACK_INVALID;
9120                 }
9121         }
9122 }
9123
9124 static void clean_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
9125                                  struct bpf_verifier_state *st)
9126 {
9127         int i;
9128
9129         if (st->frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE)
9130                 /* all regs in this state in all frames were already marked */
9131                 return;
9132
9133         for (i = 0; i <= st->curframe; i++)
9134                 clean_func_state(env, st->frame[i]);
9135 }
9136
9137 /* the parentage chains form a tree.
9138  * the verifier states are added to state lists at given insn and
9139  * pushed into state stack for future exploration.
9140  * when the verifier reaches bpf_exit insn some of the verifer states
9141  * stored in the state lists have their final liveness state already,
9142  * but a lot of states will get revised from liveness point of view when
9143  * the verifier explores other branches.
9144  * Example:
9145  * 1: r0 = 1
9146  * 2: if r1 == 100 goto pc+1
9147  * 3: r0 = 2
9148  * 4: exit
9149  * when the verifier reaches exit insn the register r0 in the state list of
9150  * insn 2 will be seen as !REG_LIVE_READ. Then the verifier pops the other_branch
9151  * of insn 2 and goes exploring further. At the insn 4 it will walk the
9152  * parentage chain from insn 4 into insn 2 and will mark r0 as REG_LIVE_READ.
9153  *
9154  * Since the verifier pushes the branch states as it sees them while exploring
9155  * the program the condition of walking the branch instruction for the second
9156  * time means that all states below this branch were already explored and
9157  * their final liveness markes are already propagated.
9158  * Hence when the verifier completes the search of state list in is_state_visited()
9159  * we can call this clean_live_states() function to mark all liveness states
9160  * as REG_LIVE_DONE to indicate that 'parent' pointers of 'struct bpf_reg_state'
9161  * will not be used.
9162  * This function also clears the registers and stack for states that !READ
9163  * to simplify state merging.
9164  *
9165  * Important note here that walking the same branch instruction in the callee
9166  * doesn't meant that the states are DONE. The verifier has to compare
9167  * the callsites
9168  */
9169 static void clean_live_states(struct bpf_verifier_env *env, int insn,
9170                               struct bpf_verifier_state *cur)
9171 {
9172         struct bpf_verifier_state_list *sl;
9173         int i;
9174
9175         sl = *explored_state(env, insn);
9176         while (sl) {
9177                 if (sl->state.branches)
9178                         goto next;
9179                 if (sl->state.insn_idx != insn ||
9180                     sl->state.curframe != cur->curframe)
9181                         goto next;
9182                 for (i = 0; i <= cur->curframe; i++)
9183                         if (sl->state.frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
9184                                 goto next;
9185                 clean_verifier_state(env, &sl->state);
9186 next:
9187                 sl = sl->next;
9188         }
9189 }
9190
9191 /* Returns true if (rold safe implies rcur safe) */
9192 static bool regsafe(struct bpf_reg_state *rold, struct bpf_reg_state *rcur,
9193                     struct idpair *idmap)
9194 {
9195         bool equal;
9196
9197         if (!(rold->live & REG_LIVE_READ))
9198                 /* explored state didn't use this */
9199                 return true;
9200
9201         equal = memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, parent)) == 0;
9202
9203         if (rold->type == PTR_TO_STACK)
9204                 /* two stack pointers are equal only if they're pointing to
9205                  * the same stack frame, since fp-8 in foo != fp-8 in bar
9206                  */
9207                 return equal && rold->frameno == rcur->frameno;
9208
9209         if (equal)
9210                 return true;
9211
9212         if (rold->type == NOT_INIT)
9213                 /* explored state can't have used this */
9214                 return true;
9215         if (rcur->type == NOT_INIT)
9216                 return false;
9217         switch (rold->type) {
9218         case SCALAR_VALUE:
9219                 if (rcur->type == SCALAR_VALUE) {
9220                         if (!rold->precise && !rcur->precise)
9221                                 return true;
9222                         /* new val must satisfy old val knowledge */
9223                         return range_within(rold, rcur) &&
9224                                tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
9225                 } else {
9226                         /* We're trying to use a pointer in place of a scalar.
9227                          * Even if the scalar was unbounded, this could lead to
9228                          * pointer leaks because scalars are allowed to leak
9229                          * while pointers are not. We could make this safe in
9230                          * special cases if root is calling us, but it's
9231                          * probably not worth the hassle.
9232                          */
9233                         return false;
9234                 }
9235         case PTR_TO_MAP_VALUE:
9236                 /* If the new min/max/var_off satisfy the old ones and
9237                  * everything else matches, we are OK.
9238                  * 'id' is not compared, since it's only used for maps with
9239                  * bpf_spin_lock inside map element and in such cases if
9240                  * the rest of the prog is valid for one map element then
9241                  * it's valid for all map elements regardless of the key
9242                  * used in bpf_map_lookup()
9243                  */
9244                 return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
9245                        range_within(rold, rcur) &&
9246                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
9247         case PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL:
9248                 /* a PTR_TO_MAP_VALUE could be safe to use as a
9249                  * PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL into the same map.
9250                  * However, if the old PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL then got NULL-
9251                  * checked, doing so could have affected others with the same
9252                  * id, and we can't check for that because we lost the id when
9253                  * we converted to a PTR_TO_MAP_VALUE.
9254                  */
9255                 if (rcur->type != PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL)
9256                         return false;
9257                 if (memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)))
9258                         return false;
9259                 /* Check our ids match any regs they're supposed to */
9260                 return check_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
9261         case PTR_TO_PACKET_META:
9262         case PTR_TO_PACKET:
9263                 if (rcur->type != rold->type)
9264                         return false;
9265                 /* We must have at least as much range as the old ptr
9266                  * did, so that any accesses which were safe before are
9267                  * still safe.  This is true even if old range < old off,
9268                  * since someone could have accessed through (ptr - k), or
9269                  * even done ptr -= k in a register, to get a safe access.
9270                  */
9271                 if (rold->range > rcur->range)
9272                         return false;
9273                 /* If the offsets don't match, we can't trust our alignment;
9274                  * nor can we be sure that we won't fall out of range.
9275                  */
9276                 if (rold->off != rcur->off)
9277                         return false;
9278                 /* id relations must be preserved */
9279                 if (rold->id && !check_ids(rold->id, rcur->id, idmap))
9280                         return false;
9281                 /* new val must satisfy old val knowledge */
9282                 return range_within(rold, rcur) &&
9283                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
9284         case PTR_TO_CTX:
9285         case CONST_PTR_TO_MAP:
9286         case PTR_TO_PACKET_END:
9287         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
9288         case PTR_TO_SOCKET:
9289         case PTR_TO_SOCKET_OR_NULL:
9290         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
9291         case PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL:
9292         case PTR_TO_TCP_SOCK:
9293         case PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL:
9294         case PTR_TO_XDP_SOCK:
9295                 /* Only valid matches are exact, which memcmp() above
9296                  * would have accepted
9297                  */
9298         default:
9299                 /* Don't know what's going on, just say it's not safe */
9300                 return false;
9301         }
9302
9303         /* Shouldn't get here; if we do, say it's not safe */
9304         WARN_ON_ONCE(1);
9305         return false;
9306 }
9307
9308 static bool stacksafe(struct bpf_func_state *old,
9309                       struct bpf_func_state *cur,
9310                       struct idpair *idmap)
9311 {
9312         int i, spi;
9313
9314         /* walk slots of the explored stack and ignore any additional
9315          * slots in the current stack, since explored(safe) state
9316          * didn't use them
9317          */
9318         for (i = 0; i < old->allocated_stack; i++) {
9319                 spi = i / BPF_REG_SIZE;
9320
9321                 if (!(old->stack[spi].spilled_ptr.live & REG_LIVE_READ)) {
9322                         i += BPF_REG_SIZE - 1;
9323                         /* explored state didn't use this */
9324                         continue;
9325                 }
9326
9327                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_INVALID)
9328                         continue;
9329
9330                 /* explored stack has more populated slots than current stack
9331                  * and these slots were used
9332                  */
9333                 if (i >= cur->allocated_stack)
9334                         return false;
9335
9336                 /* if old state was safe with misc data in the stack
9337                  * it will be safe with zero-initialized stack.
9338                  * The opposite is not true
9339                  */
9340                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC &&
9341                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_ZERO)
9342                         continue;
9343                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] !=
9344                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE])
9345                         /* Ex: old explored (safe) state has STACK_SPILL in
9346                          * this stack slot, but current has STACK_MISC ->
9347                          * this verifier states are not equivalent,
9348                          * return false to continue verification of this path
9349                          */
9350                         return false;
9351                 if (i % BPF_REG_SIZE)
9352                         continue;
9353                 if (old->stack[spi].slot_type[0] != STACK_SPILL)
9354                         continue;
9355                 if (!regsafe(&old->stack[spi].spilled_ptr,
9356                              &cur->stack[spi].spilled_ptr,
9357                              idmap))
9358                         /* when explored and current stack slot are both storing
9359                          * spilled registers, check that stored pointers types
9360                          * are the same as well.
9361                          * Ex: explored safe path could have stored
9362                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -8}
9363                          * but current path has stored:
9364                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -16}
9365                          * such verifier states are not equivalent.
9366                          * return false to continue verification of this path
9367                          */
9368                         return false;
9369         }
9370         return true;
9371 }
9372
9373 static bool refsafe(struct bpf_func_state *old, struct bpf_func_state *cur)
9374 {
9375         if (old->acquired_refs != cur->acquired_refs)
9376                 return false;
9377         return !memcmp(old->refs, cur->refs,
9378                        sizeof(*old->refs) * old->acquired_refs);
9379 }
9380
9381 /* compare two verifier states
9382  *
9383  * all states stored in state_list are known to be valid, since
9384  * verifier reached 'bpf_exit' instruction through them
9385  *
9386  * this function is called when verifier exploring different branches of
9387  * execution popped from the state stack. If it sees an old state that has
9388  * more strict register state and more strict stack state then this execution
9389  * branch doesn't need to be explored further, since verifier already
9390  * concluded that more strict state leads to valid finish.
9391  *
9392  * Therefore two states are equivalent if register state is more conservative
9393  * and explored stack state is more conservative than the current one.
9394  * Example:
9395  *       explored                   current
9396  * (slot1=INV slot2=MISC) == (slot1=MISC slot2=MISC)
9397  * (slot1=MISC slot2=MISC) != (slot1=INV slot2=MISC)
9398  *
9399  * In other words if current stack state (one being explored) has more
9400  * valid slots than old one that already passed validation, it means
9401  * the verifier can stop exploring and conclude that current state is valid too
9402  *
9403  * Similarly with registers. If explored state has register type as invalid
9404  * whereas register type in current state is meaningful, it means that
9405  * the current state will reach 'bpf_exit' instruction safely
9406  */
9407 static bool func_states_equal(struct bpf_func_state *old,
9408                               struct bpf_func_state *cur)
9409 {
9410         struct idpair *idmap;
9411         bool ret = false;
9412         int i;
9413
9414         idmap = kcalloc(ID_MAP_SIZE, sizeof(struct idpair), GFP_KERNEL);
9415         /* If we failed to allocate the idmap, just say it's not safe */
9416         if (!idmap)
9417                 return false;
9418
9419         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
9420                 if (!regsafe(&old->regs[i], &cur->regs[i], idmap))
9421                         goto out_free;
9422         }
9423
9424         if (!stacksafe(old, cur, idmap))
9425                 goto out_free;
9426
9427         if (!refsafe(old, cur))
9428                 goto out_free;
9429         ret = true;
9430 out_free:
9431         kfree(idmap);
9432         return ret;
9433 }
9434
9435 static bool states_equal(struct bpf_verifier_env *env,
9436                          struct bpf_verifier_state *old,
9437                          struct bpf_verifier_state *cur)
9438 {
9439         int i;
9440
9441         if (old->curframe != cur->curframe)
9442                 return false;
9443
9444         /* Verification state from speculative execution simulation
9445          * must never prune a non-speculative execution one.
9446          */
9447         if (old->speculative && !cur->speculative)
9448                 return false;
9449
9450         if (old->active_spin_lock != cur->active_spin_lock)
9451                 return false;
9452
9453         /* for states to be equal callsites have to be the same
9454          * and all frame states need to be equivalent
9455          */
9456         for (i = 0; i <= old->curframe; i++) {
9457                 if (old->frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
9458                         return false;
9459                 if (!func_states_equal(old->frame[i], cur->frame[i]))
9460                         return false;
9461         }
9462         return true;
9463 }
9464
9465 /* Return 0 if no propagation happened. Return negative error code if error
9466  * happened. Otherwise, return the propagated bit.
9467  */
9468 static int propagate_liveness_reg(struct bpf_verifier_env *env,
9469                                   struct bpf_reg_state *reg,
9470                                   struct bpf_reg_state *parent_reg)
9471 {
9472         u8 parent_flag = parent_reg->live & REG_LIVE_READ;
9473         u8 flag = reg->live & REG_LIVE_READ;
9474         int err;
9475
9476         /* When comes here, read flags of PARENT_REG or REG could be any of
9477          * REG_LIVE_READ64, REG_LIVE_READ32, REG_LIVE_NONE. There is no need
9478          * of propagation if PARENT_REG has strongest REG_LIVE_READ64.
9479          */
9480         if (parent_flag == REG_LIVE_READ64 ||
9481             /* Or if there is no read flag from REG. */
9482             !flag ||
9483             /* Or if the read flag from REG is the same as PARENT_REG. */
9484             parent_flag == flag)
9485                 return 0;
9486
9487         err = mark_reg_read(env, reg, parent_reg, flag);
9488         if (err)
9489                 return err;
9490
9491         return flag;
9492 }
9493
9494 /* A write screens off any subsequent reads; but write marks come from the
9495  * straight-line code between a state and its parent.  When we arrive at an
9496  * equivalent state (jump target or such) we didn't arrive by the straight-line
9497  * code, so read marks in the state must propagate to the parent regardless
9498  * of the state's write marks. That's what 'parent == state->parent' comparison
9499  * in mark_reg_read() is for.
9500  */
9501 static int propagate_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
9502                               const struct bpf_verifier_state *vstate,
9503                               struct bpf_verifier_state *vparent)
9504 {
9505         struct bpf_reg_state *state_reg, *parent_reg;
9506         struct bpf_func_state *state, *parent;
9507         int i, frame, err = 0;
9508
9509         if (vparent->curframe != vstate->curframe) {
9510                 WARN(1, "propagate_live: parent frame %d current frame %d\n",
9511                      vparent->curframe, vstate->curframe);
9512                 return -EFAULT;
9513         }
9514         /* Propagate read liveness of registers... */
9515         BUILD_BUG_ON(BPF_REG_FP + 1 != MAX_BPF_REG);
9516         for (frame = 0; frame <= vstate->curframe; frame++) {
9517                 parent = vparent->frame[frame];
9518                 state = vstate->frame[frame];
9519                 parent_reg = parent->regs;
9520                 state_reg = state->regs;
9521                 /* We don't need to worry about FP liveness, it's read-only */
9522                 for (i = frame < vstate->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
9523                         err = propagate_liveness_reg(env, &state_reg[i],
9524                                                      &parent_reg[i]);
9525                         if (err < 0)
9526                                 return err;
9527                         if (err == REG_LIVE_READ64)
9528                                 mark_insn_zext(env, &parent_reg[i]);
9529                 }
9530
9531                 /* Propagate stack slots. */
9532                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE &&
9533                             i < parent->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
9534                         parent_reg = &parent->stack[i].spilled_ptr;
9535                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
9536                         err = propagate_liveness_reg(env, state_reg,
9537                                                      parent_reg);
9538                         if (err < 0)
9539                                 return err;
9540                 }
9541         }
9542         return 0;
9543 }
9544
9545 /* find precise scalars in the previous equivalent state and
9546  * propagate them into the current state
9547  */
9548 static int propagate_precision(struct bpf_verifier_env *env,
9549                                const struct bpf_verifier_state *old)
9550 {
9551         struct bpf_reg_state *state_reg;
9552         struct bpf_func_state *state;
9553         int i, err = 0;
9554
9555         state = old->frame[old->curframe];
9556         state_reg = state->regs;
9557         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++, state_reg++) {
9558                 if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
9559                     !state_reg->precise)
9560                         continue;
9561                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
9562                         verbose(env, "propagating r%d\n", i);
9563                 err = mark_chain_precision(env, i);
9564                 if (err < 0)
9565                         return err;
9566         }
9567
9568         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
9569                 if (state->stack[i].slot_type[0] != STACK_SPILL)
9570                         continue;
9571                 state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
9572                 if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
9573                     !state_reg->precise)
9574                         continue;
9575                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
9576                         verbose(env, "propagating fp%d\n",
9577                                 (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
9578                 err = mark_chain_precision_stack(env, i);
9579                 if (err < 0)
9580                         return err;
9581         }
9582         return 0;
9583 }
9584
9585 static bool states_maybe_looping(struct bpf_verifier_state *old,
9586                                  struct bpf_verifier_state *cur)
9587 {
9588         struct bpf_func_state *fold, *fcur;
9589         int i, fr = cur->curframe;
9590
9591         if (old->curframe != fr)
9592                 return false;
9593
9594         fold = old->frame[fr];
9595         fcur = cur->frame[fr];
9596         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
9597                 if (memcmp(&fold->regs[i], &fcur->regs[i],
9598                            offsetof(struct bpf_reg_state, parent)))
9599                         return false;
9600         return true;
9601 }
9602
9603
9604 static int is_state_visited(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
9605 {
9606         struct bpf_verifier_state_list *new_sl;
9607         struct bpf_verifier_state_list *sl, **pprev;
9608         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state, *new;
9609         int i, j, err, states_cnt = 0;
9610         bool add_new_state = env->test_state_freq ? true : false;
9611
9612         cur->last_insn_idx = env->prev_insn_idx;
9613         if (!env->insn_aux_data[insn_idx].prune_point)
9614                 /* this 'insn_idx' instruction wasn't marked, so we will not
9615                  * be doing state search here
9616                  */
9617                 return 0;
9618
9619         /* bpf progs typically have pruning point every 4 instructions
9620          * http://vger.kernel.org/bpfconf2019.html#session-1
9621          * Do not add new state for future pruning if the verifier hasn't seen
9622          * at least 2 jumps and at least 8 instructions.
9623          * This heuristics helps decrease 'total_states' and 'peak_states' metric.
9624          * In tests that amounts to up to 50% reduction into total verifier
9625          * memory consumption and 20% verifier time speedup.
9626          */
9627         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed >= 2 &&
9628             env->insn_processed - env->prev_insn_processed >= 8)
9629                 add_new_state = true;
9630
9631         pprev = explored_state(env, insn_idx);
9632         sl = *pprev;
9633
9634         clean_live_states(env, insn_idx, cur);
9635
9636         while (sl) {
9637                 states_cnt++;
9638                 if (sl->state.insn_idx != insn_idx)
9639                         goto next;
9640                 if (sl->state.branches) {
9641                         if (states_maybe_looping(&sl->state, cur) &&
9642                             states_equal(env, &sl->state, cur)) {
9643                                 verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
9644                                 verbose(env, "infinite loop detected at insn %d\n", insn_idx);
9645                                 return -EINVAL;
9646                         }
9647                         /* if the verifier is processing a loop, avoid adding new state
9648                          * too often, since different loop iterations have distinct
9649                          * states and may not help future pruning.
9650                          * This threshold shouldn't be too low to make sure that
9651                          * a loop with large bound will be rejected quickly.
9652                          * The most abusive loop will be:
9653                          * r1 += 1
9654                          * if r1 < 1000000 goto pc-2
9655                          * 1M insn_procssed limit / 100 == 10k peak states.
9656                          * This threshold shouldn't be too high either, since states
9657                          * at the end of the loop are likely to be useful in pruning.
9658                          */
9659                         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed < 20 &&
9660                             env->insn_processed - env->prev_insn_processed < 100)
9661                                 add_new_state = false;
9662                         goto miss;
9663                 }
9664                 if (states_equal(env, &sl->state, cur)) {
9665                         sl->hit_cnt++;
9666                         /* reached equivalent register/stack state,
9667                          * prune the search.
9668                          * Registers read by the continuation are read by us.
9669                          * If we have any write marks in env->cur_state, they
9670                          * will prevent corresponding reads in the continuation
9671                          * from reaching our parent (an explored_state).  Our
9672                          * own state will get the read marks recorded, but
9673                          * they'll be immediately forgotten as we're pruning
9674                          * this state and will pop a new one.
9675                          */
9676                         err = propagate_liveness(env, &sl->state, cur);
9677
9678                         /* if previous state reached the exit with precision and
9679                          * current state is equivalent to it (except precsion marks)
9680                          * the precision needs to be propagated back in
9681                          * the current state.
9682                          */
9683                         err = err ? : push_jmp_history(env, cur);
9684                         err = err ? : propagate_precision(env, &sl->state);
9685                         if (err)
9686                                 return err;
9687                         return 1;
9688                 }
9689 miss:
9690                 /* when new state is not going to be added do not increase miss count.
9691                  * Otherwise several loop iterations will remove the state
9692                  * recorded earlier. The goal of these heuristics is to have
9693                  * states from some iterations of the loop (some in the beginning
9694                  * and some at the end) to help pruning.
9695                  */
9696                 if (add_new_state)
9697                         sl->miss_cnt++;
9698                 /* heuristic to determine whether this state is beneficial
9699                  * to keep checking from state equivalence point of view.
9700                  * Higher numbers increase max_states_per_insn and verification time,
9701                  * but do not meaningfully decrease insn_processed.
9702                  */
9703                 if (sl->miss_cnt > sl->hit_cnt * 3 + 3) {
9704                         /* the state is unlikely to be useful. Remove it to
9705                          * speed up verification
9706                          */
9707                         *pprev = sl->next;
9708                         if (sl->state.frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE) {
9709                                 u32 br = sl->state.branches;
9710
9711                                 WARN_ONCE(br,
9712                                           "BUG live_done but branches_to_explore %d\n",
9713                                           br);
9714                                 free_verifier_state(&sl->state, false);
9715                                 kfree(sl);
9716                                 env->peak_states--;
9717                         } else {
9718                                 /* cannot free this state, since parentage chain may
9719                                  * walk it later. Add it for free_list instead to
9720                                  * be freed at the end of verification
9721                                  */
9722                                 sl->next = env->free_list;
9723                                 env->free_list = sl;
9724                         }
9725                         sl = *pprev;
9726                         continue;
9727                 }
9728 next:
9729                 pprev = &sl->next;
9730                 sl = *pprev;
9731         }
9732
9733         if (env->max_states_per_insn < states_cnt)
9734                 env->max_states_per_insn = states_cnt;
9735
9736         if (!env->bpf_capable && states_cnt > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES)
9737                 return push_jmp_history(env, cur);
9738
9739         if (!add_new_state)
9740                 return push_jmp_history(env, cur);
9741
9742         /* There were no equivalent states, remember the current one.
9743          * Technically the current state is not proven to be safe yet,
9744          * but it will either reach outer most bpf_exit (which means it's safe)
9745          * or it will be rejected. When there are no loops the verifier won't be
9746          * seeing this tuple (frame[0].callsite, frame[1].callsite, .. insn_idx)
9747          * again on the way to bpf_exit.
9748          * When looping the sl->state.branches will be > 0 and this state
9749          * will not be considered for equivalence until branches == 0.
9750          */
9751         new_sl = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state_list), GFP_KERNEL);
9752         if (!new_sl)
9753                 return -ENOMEM;
9754         env->total_states++;
9755         env->peak_states++;
9756         env->prev_jmps_processed = env->jmps_processed;
9757         env->prev_insn_processed = env->insn_processed;
9758
9759         /* add new state to the head of linked list */
9760         new = &new_sl->state;
9761         err = copy_verifier_state(new, cur);
9762         if (err) {
9763                 free_verifier_state(new, false);
9764                 kfree(new_sl);
9765                 return err;
9766         }
9767         new->insn_idx = insn_idx;
9768         WARN_ONCE(new->branches != 1,
9769                   "BUG is_state_visited:branches_to_explore=%d insn %d\n", new->branches, insn_idx);
9770
9771         cur->parent = new;
9772         cur->first_insn_idx = insn_idx;
9773         clear_jmp_history(cur);
9774         new_sl->next = *explored_state(env, insn_idx);
9775         *explored_state(env, insn_idx) = new_sl;
9776         /* connect new state to parentage chain. Current frame needs all
9777          * registers connected. Only r6 - r9 of the callers are alive (pushed
9778          * to the stack implicitly by JITs) so in callers' frames connect just
9779          * r6 - r9 as an optimization. Callers will have r1 - r5 connected to
9780          * the state of the call instruction (with WRITTEN set), and r0 comes
9781          * from callee with its full parentage chain, anyway.
9782          */
9783         /* clear write marks in current state: the writes we did are not writes
9784          * our child did, so they don't screen off its reads from us.
9785          * (There are no read marks in current state, because reads always mark
9786          * their parent and current state never has children yet.  Only
9787          * explored_states can get read marks.)
9788          */
9789         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
9790                 for (i = j < cur->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++)
9791                         cur->frame[j]->regs[i].parent = &new->frame[j]->regs[i];
9792                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++)
9793                         cur->frame[j]->regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
9794         }
9795
9796         /* all stack frames are accessible from callee, clear them all */
9797         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
9798                 struct bpf_func_state *frame = cur->frame[j];
9799                 struct bpf_func_state *newframe = new->frame[j];
9800
9801                 for (i = 0; i < frame->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
9802                         frame->stack[i].spilled_ptr.live = REG_LIVE_NONE;
9803                         frame->stack[i].spilled_ptr.parent =
9804                                                 &newframe->stack[i].spilled_ptr;
9805                 }
9806         }
9807         return 0;
9808 }
9809
9810 /* Return true if it's OK to have the same insn return a different type. */
9811 static bool reg_type_mismatch_ok(enum bpf_reg_type type)
9812 {
9813         switch (type) {
9814         case PTR_TO_CTX:
9815         case PTR_TO_SOCKET:
9816         case PTR_TO_SOCKET_OR_NULL:
9817         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
9818         case PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL:
9819         case PTR_TO_TCP_SOCK:
9820         case PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL:
9821         case PTR_TO_XDP_SOCK:
9822         case PTR_TO_BTF_ID:
9823         case PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL:
9824                 return false;
9825         default:
9826                 return true;
9827         }
9828 }
9829
9830 /* If an instruction was previously used with particular pointer types, then we
9831  * need to be careful to avoid cases such as the below, where it may be ok
9832  * for one branch accessing the pointer, but not ok for the other branch:
9833  *
9834  * R1 = sock_ptr
9835  * goto X;
9836  * ...
9837  * R1 = some_other_valid_ptr;
9838  * goto X;
9839  * ...
9840  * R2 = *(u32 *)(R1 + 0);
9841  */
9842 static bool reg_type_mismatch(enum bpf_reg_type src, enum bpf_reg_type prev)
9843 {
9844         return src != prev && (!reg_type_mismatch_ok(src) ||
9845                                !reg_type_mismatch_ok(prev));
9846 }
9847
9848 static int do_check(struct bpf_verifier_env *env)
9849 {
9850         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
9851         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
9852         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
9853         struct bpf_reg_state *regs;
9854         int insn_cnt = env->prog->len;
9855         bool do_print_state = false;
9856         int prev_insn_idx = -1;
9857
9858         for (;;) {
9859                 struct bpf_insn *insn;
9860                 u8 class;
9861                 int err;
9862
9863                 env->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
9864                 if (env->insn_idx >= insn_cnt) {
9865                         verbose(env, "invalid insn idx %d insn_cnt %d\n",
9866                                 env->insn_idx, insn_cnt);
9867                         return -EFAULT;
9868                 }
9869
9870                 insn = &insns[env->insn_idx];
9871                 class = BPF_CLASS(insn->code);
9872
9873                 if (++env->insn_processed > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS) {
9874                         verbose(env,
9875                                 "BPF program is too large. Processed %d insn\n",
9876                                 env->insn_processed);
9877                         return -E2BIG;
9878                 }
9879
9880                 err = is_state_visited(env, env->insn_idx);
9881                 if (err < 0)
9882                         return err;
9883                 if (err == 1) {
9884                         /* found equivalent state, can prune the search */
9885                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
9886                                 if (do_print_state)
9887                                         verbose(env, "\nfrom %d to %d%s: safe\n",
9888                                                 env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
9889                                                 env->cur_state->speculative ?
9890                                                 " (speculative execution)" : "");
9891                                 else
9892                                         verbose(env, "%d: safe\n", env->insn_idx);
9893                         }
9894                         goto process_bpf_exit;
9895                 }
9896
9897                 if (signal_pending(current))
9898                         return -EAGAIN;
9899
9900                 if (need_resched())
9901                         cond_resched();
9902
9903                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2 ||
9904                     (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL && do_print_state)) {
9905                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
9906                                 verbose(env, "%d:", env->insn_idx);
9907                         else
9908                                 verbose(env, "\nfrom %d to %d%s:",
9909                                         env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
9910                                         env->cur_state->speculative ?
9911                                         " (speculative execution)" : "");
9912                         print_verifier_state(env, state->frame[state->curframe]);
9913                         do_print_state = false;
9914                 }
9915
9916                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
9917                         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
9918                                 .cb_print       = verbose,
9919                                 .private_data   = env,
9920                         };
9921
9922                         verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
9923                         verbose(env, "%d: ", env->insn_idx);
9924                         print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
9925                 }
9926
9927                 if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
9928                         err = bpf_prog_offload_verify_insn(env, env->insn_idx,
9929                                                            env->prev_insn_idx);
9930                         if (err)
9931                                 return err;
9932                 }
9933
9934                 regs = cur_regs(env);
9935                 env->insn_aux_data[env->insn_idx].seen = env->pass_cnt;
9936                 prev_insn_idx = env->insn_idx;
9937
9938                 if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
9939                         err = check_alu_op(env, insn);
9940                         if (err)
9941                                 return err;
9942
9943                 } else if (class == BPF_LDX) {
9944                         enum bpf_reg_type *prev_src_type, src_reg_type;
9945
9946                         /* check for reserved fields is already done */
9947
9948                         /* check src operand */
9949                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
9950                         if (err)
9951                                 return err;
9952
9953                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
9954                         if (err)
9955                                 return err;
9956
9957                         src_reg_type = regs[insn->src_reg].type;
9958
9959                         /* check that memory (src_reg + off) is readable,
9960                          * the state of dst_reg will be updated by this func
9961                          */
9962                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->src_reg,
9963                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
9964                                                BPF_READ, insn->dst_reg, false);
9965                         if (err)
9966                                 return err;
9967
9968                         prev_src_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
9969
9970                         if (*prev_src_type == NOT_INIT) {
9971                                 /* saw a valid insn
9972                                  * dst_reg = *(u32 *)(src_reg + off)
9973                                  * save type to validate intersecting paths
9974                                  */
9975                                 *prev_src_type = src_reg_type;
9976
9977                         } else if (reg_type_mismatch(src_reg_type, *prev_src_type)) {
9978                                 /* ABuser program is trying to use the same insn
9979                                  * dst_reg = *(u32*) (src_reg + off)
9980                                  * with different pointer types:
9981                                  * src_reg == ctx in one branch and
9982                                  * src_reg == stack|map in some other branch.
9983                                  * Reject it.
9984                                  */
9985                                 verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
9986                                 return -EINVAL;
9987                         }
9988
9989                 } else if (class == BPF_STX) {
9990                         enum bpf_reg_type *prev_dst_type, dst_reg_type;
9991
9992                         if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC) {
9993                                 err = check_atomic(env, env->insn_idx, insn);
9994                                 if (err)
9995                                         return err;
9996                                 env->insn_idx++;
9997                                 continue;
9998                         }
9999
10000                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0) {
10001                                 verbose(env, "BPF_STX uses reserved fields\n");
10002                                 return -EINVAL;
10003                         }
10004
10005                         /* check src1 operand */
10006                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
10007                         if (err)
10008                                 return err;
10009                         /* check src2 operand */
10010                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
10011                         if (err)
10012                                 return err;
10013
10014                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
10015
10016                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
10017                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
10018                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
10019                                                BPF_WRITE, insn->src_reg, false);
10020                         if (err)
10021                                 return err;
10022
10023                         prev_dst_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
10024
10025                         if (*prev_dst_type == NOT_INIT) {
10026                                 *prev_dst_type = dst_reg_type;
10027                         } else if (reg_type_mismatch(dst_reg_type, *prev_dst_type)) {
10028                                 verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
10029                                 return -EINVAL;
10030                         }
10031
10032                 } else if (class == BPF_ST) {
10033                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM ||
10034                             insn->src_reg != BPF_REG_0) {
10035                                 verbose(env, "BPF_ST uses reserved fields\n");
10036                                 return -EINVAL;
10037                         }
10038                         /* check src operand */
10039                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
10040                         if (err)
10041                                 return err;
10042
10043                         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg)) {
10044                                 verbose(env, "BPF_ST stores into R%d %s is not allowed\n",
10045                                         insn->dst_reg,
10046                                         reg_type_str[reg_state(env, insn->dst_reg)->type]);
10047                                 return -EACCES;
10048                         }
10049
10050                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
10051                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
10052                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
10053                                                BPF_WRITE, -1, false);
10054                         if (err)
10055                                 return err;
10056
10057                 } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
10058                         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
10059
10060                         env->jmps_processed++;
10061                         if (opcode == BPF_CALL) {
10062                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
10063                                     insn->off != 0 ||
10064                                     (insn->src_reg != BPF_REG_0 &&
10065                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL) ||
10066                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
10067                                     class == BPF_JMP32) {
10068                                         verbose(env, "BPF_CALL uses reserved fields\n");
10069                                         return -EINVAL;
10070                                 }
10071
10072                                 if (env->cur_state->active_spin_lock &&
10073                                     (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL ||
10074                                      insn->imm != BPF_FUNC_spin_unlock)) {
10075                                         verbose(env, "function calls are not allowed while holding a lock\n");
10076                                         return -EINVAL;
10077                                 }
10078                                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
10079                                         err = check_func_call(env, insn, &env->insn_idx);
10080                                 else
10081                                         err = check_helper_call(env, insn->imm, env->insn_idx);
10082                                 if (err)
10083                                         return err;
10084
10085                         } else if (opcode == BPF_JA) {
10086                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
10087                                     insn->imm != 0 ||
10088                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
10089                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
10090                                     class == BPF_JMP32) {
10091                                         verbose(env, "BPF_JA uses reserved fields\n");
10092                                         return -EINVAL;
10093                                 }
10094
10095                                 env->insn_idx += insn->off + 1;
10096                                 continue;
10097
10098                         } else if (opcode == BPF_EXIT) {
10099                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
10100                                     insn->imm != 0 ||
10101                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
10102                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
10103                                     class == BPF_JMP32) {
10104                                         verbose(env, "BPF_EXIT uses reserved fields\n");
10105                                         return -EINVAL;
10106                                 }
10107
10108                                 if (env->cur_state->active_spin_lock) {
10109                                         verbose(env, "bpf_spin_unlock is missing\n");
10110                                         return -EINVAL;
10111                                 }
10112
10113                                 if (state->curframe) {
10114                                         /* exit from nested function */
10115                                         err = prepare_func_exit(env, &env->insn_idx);
10116                                         if (err)
10117                                                 return err;
10118                                         do_print_state = true;
10119                                         continue;
10120                                 }
10121
10122                                 err = check_reference_leak(env);
10123                                 if (err)
10124                                         return err;
10125
10126                                 err = check_return_code(env);
10127                                 if (err)
10128                                         return err;
10129 process_bpf_exit:
10130                                 update_branch_counts(env, env->cur_state);
10131                                 err = pop_stack(env, &prev_insn_idx,
10132                                                 &env->insn_idx, pop_log);
10133                                 if (err < 0) {
10134                                         if (err != -ENOENT)
10135                                                 return err;
10136                                         break;
10137                                 } else {
10138                                         do_print_state = true;
10139                                         continue;
10140                                 }
10141                         } else {
10142                                 err = check_cond_jmp_op(env, insn, &env->insn_idx);
10143                                 if (err)
10144                                         return err;
10145                         }
10146                 } else if (class == BPF_LD) {
10147                         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
10148
10149                         if (mode == BPF_ABS || mode == BPF_IND) {
10150                                 err = check_ld_abs(env, insn);
10151                                 if (err)
10152                                         return err;
10153
10154                         } else if (mode == BPF_IMM) {
10155                                 err = check_ld_imm(env, insn);
10156                                 if (err)
10157                                         return err;
10158
10159                                 env->insn_idx++;
10160                                 env->insn_aux_data[env->insn_idx].seen = env->pass_cnt;
10161                         } else {
10162                                 verbose(env, "invalid BPF_LD mode\n");
10163                                 return -EINVAL;
10164                         }
10165                 } else {
10166                         verbose(env, "unknown insn class %d\n", class);
10167                         return -EINVAL;
10168                 }
10169
10170                 env->insn_idx++;
10171         }
10172
10173         return 0;
10174 }
10175
10176 static int find_btf_percpu_datasec(struct btf *btf)
10177 {
10178         const struct btf_type *t;
10179         const char *tname;
10180         int i, n;
10181
10182         /*
10183          * Both vmlinux and module each have their own ".data..percpu"
10184          * DATASECs in BTF. So for module's case, we need to skip vmlinux BTF
10185          * types to look at only module's own BTF types.
10186          */
10187         n = btf_nr_types(btf);
10188         if (btf_is_module(btf))
10189                 i = btf_nr_types(btf_vmlinux);
10190         else
10191                 i = 1;
10192
10193         for(; i < n; i++) {
10194                 t = btf_type_by_id(btf, i);
10195                 if (BTF_INFO_KIND(t->info) != BTF_KIND_DATASEC)
10196                         continue;
10197
10198                 tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
10199                 if (!strcmp(tname, ".data..percpu"))
10200                         return i;
10201         }
10202
10203         return -ENOENT;
10204 }
10205
10206 /* replace pseudo btf_id with kernel symbol address */
10207 static int check_pseudo_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
10208                                struct bpf_insn *insn,
10209                                struct bpf_insn_aux_data *aux)
10210 {
10211         const struct btf_var_secinfo *vsi;
10212         const struct btf_type *datasec;
10213         struct btf_mod_pair *btf_mod;
10214         const struct btf_type *t;
10215         const char *sym_name;
10216         bool percpu = false;
10217         u32 type, id = insn->imm;
10218         struct btf *btf;
10219         s32 datasec_id;
10220         u64 addr;
10221         int i, btf_fd, err;
10222
10223         btf_fd = insn[1].imm;
10224         if (btf_fd) {
10225                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
10226                 if (IS_ERR(btf)) {
10227                         verbose(env, "invalid module BTF object FD specified.\n");
10228                         return -EINVAL;
10229                 }
10230         } else {
10231                 if (!btf_vmlinux) {
10232                         verbose(env, "kernel is missing BTF, make sure CONFIG_DEBUG_INFO_BTF=y is specified in Kconfig.\n");
10233                         return -EINVAL;
10234                 }
10235                 btf = btf_vmlinux;
10236                 btf_get(btf);
10237         }
10238
10239         t = btf_type_by_id(btf, id);
10240         if (!t) {
10241                 verbose(env, "ldimm64 insn specifies invalid btf_id %d.\n", id);
10242                 err = -ENOENT;
10243                 goto err_put;
10244         }
10245
10246         if (!btf_type_is_var(t)) {
10247                 verbose(env, "pseudo btf_id %d in ldimm64 isn't KIND_VAR.\n", id);
10248                 err = -EINVAL;
10249                 goto err_put;
10250         }
10251
10252         sym_name = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
10253         addr = kallsyms_lookup_name(sym_name);
10254         if (!addr) {
10255                 verbose(env, "ldimm64 failed to find the address for kernel symbol '%s'.\n",
10256                         sym_name);
10257                 err = -ENOENT;
10258                 goto err_put;
10259         }
10260
10261         datasec_id = find_btf_percpu_datasec(btf);
10262         if (datasec_id > 0) {
10263                 datasec = btf_type_by_id(btf, datasec_id);
10264                 for_each_vsi(i, datasec, vsi) {
10265                         if (vsi->type == id) {
10266                                 percpu = true;
10267                                 break;
10268                         }
10269                 }
10270         }
10271
10272         insn[0].imm = (u32)addr;
10273         insn[1].imm = addr >> 32;
10274
10275         type = t->type;
10276         t = btf_type_skip_modifiers(btf, type, NULL);
10277         if (percpu) {
10278                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_PERCPU_BTF_ID;
10279                 aux->btf_var.btf = btf;
10280                 aux->btf_var.btf_id = type;
10281         } else if (!btf_type_is_struct(t)) {
10282                 const struct btf_type *ret;
10283                 const char *tname;
10284                 u32 tsize;
10285
10286                 /* resolve the type size of ksym. */
10287                 ret = btf_resolve_size(btf, t, &tsize);
10288                 if (IS_ERR(ret)) {
10289                         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
10290                         verbose(env, "ldimm64 unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
10291                                 tname, PTR_ERR(ret));
10292                         err = -EINVAL;
10293                         goto err_put;
10294                 }
10295                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM;
10296                 aux->btf_var.mem_size = tsize;
10297         } else {
10298                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID;
10299                 aux->btf_var.btf = btf;
10300                 aux->btf_var.btf_id = type;
10301         }
10302
10303         /* check whether we recorded this BTF (and maybe module) already */
10304         for (i = 0; i < env->used_btf_cnt; i++) {
10305                 if (env->used_btfs[i].btf == btf) {
10306                         btf_put(btf);
10307                         return 0;
10308                 }
10309         }
10310
10311         if (env->used_btf_cnt >= MAX_USED_BTFS) {
10312                 err = -E2BIG;
10313                 goto err_put;
10314         }
10315
10316         btf_mod = &env->used_btfs[env->used_btf_cnt];
10317         btf_mod->btf = btf;
10318         btf_mod->module = NULL;
10319
10320         /* if we reference variables from kernel module, bump its refcount */
10321         if (btf_is_module(btf)) {
10322                 btf_mod->module = btf_try_get_module(btf);
10323                 if (!btf_mod->module) {
10324                         err = -ENXIO;
10325                         goto err_put;
10326                 }
10327         }
10328
10329         env->used_btf_cnt++;
10330
10331         return 0;
10332 err_put:
10333         btf_put(btf);
10334         return err;
10335 }
10336
10337 static int check_map_prealloc(struct bpf_map *map)
10338 {
10339         return (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_HASH &&
10340                 map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH &&
10341                 map->map_type != BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS) ||
10342                 !(map->map_flags & BPF_F_NO_PREALLOC);
10343 }
10344
10345 static bool is_tracing_prog_type(enum bpf_prog_type type)
10346 {
10347         switch (type) {
10348         case BPF_PROG_TYPE_KPROBE:
10349         case BPF_PROG_TYPE_TRACEPOINT:
10350         case BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT:
10351         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
10352                 return true;
10353         default:
10354                 return false;
10355         }
10356 }
10357
10358 static bool is_preallocated_map(struct bpf_map *map)
10359 {
10360         if (!check_map_prealloc(map))
10361                 return false;
10362         if (map->inner_map_meta && !check_map_prealloc(map->inner_map_meta))
10363                 return false;
10364         return true;
10365 }
10366
10367 static int check_map_prog_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
10368                                         struct bpf_map *map,
10369                                         struct bpf_prog *prog)
10370
10371 {
10372         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
10373         /*
10374          * Validate that trace type programs use preallocated hash maps.
10375          *
10376          * For programs attached to PERF events this is mandatory as the
10377          * perf NMI can hit any arbitrary code sequence.
10378          *
10379          * All other trace types using preallocated hash maps are unsafe as
10380          * well because tracepoint or kprobes can be inside locked regions
10381          * of the memory allocator or at a place where a recursion into the
10382          * memory allocator would see inconsistent state.
10383          *
10384          * On RT enabled kernels run-time allocation of all trace type
10385          * programs is strictly prohibited due to lock type constraints. On
10386          * !RT kernels it is allowed for backwards compatibility reasons for
10387          * now, but warnings are emitted so developers are made aware of
10388          * the unsafety and can fix their programs before this is enforced.
10389          */
10390         if (is_tracing_prog_type(prog_type) && !is_preallocated_map(map)) {
10391                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT) {
10392                         verbose(env, "perf_event programs can only use preallocated hash map\n");
10393                         return -EINVAL;
10394                 }
10395                 if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT)) {
10396                         verbose(env, "trace type programs can only use preallocated hash map\n");
10397                         return -EINVAL;
10398                 }
10399                 WARN_ONCE(1, "trace type BPF program uses run-time allocation\n");
10400                 verbose(env, "trace type programs with run-time allocated hash maps are unsafe. Switch to preallocated hash maps.\n");
10401         }
10402
10403         if (map_value_has_spin_lock(map)) {
10404                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER) {
10405                         verbose(env, "socket filter progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
10406                         return -EINVAL;
10407                 }
10408
10409                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
10410                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
10411                         return -EINVAL;
10412                 }
10413
10414                 if (prog->aux->sleepable) {
10415                         verbose(env, "sleepable progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
10416                         return -EINVAL;
10417                 }
10418         }
10419
10420         if ((bpf_prog_is_dev_bound(prog->aux) || bpf_map_is_dev_bound(map)) &&
10421             !bpf_offload_prog_map_match(prog, map)) {
10422                 verbose(env, "offload device mismatch between prog and map\n");
10423                 return -EINVAL;
10424         }
10425
10426         if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_STRUCT_OPS) {
10427                 verbose(env, "bpf_struct_ops map cannot be used in prog\n");
10428                 return -EINVAL;
10429         }
10430
10431         if (prog->aux->sleepable)
10432                 switch (map->map_type) {
10433                 case BPF_MAP_TYPE_HASH:
10434                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_HASH:
10435                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY:
10436                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH:
10437                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY:
10438                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH:
10439                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
10440                 case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
10441                         if (!is_preallocated_map(map)) {
10442                                 verbose(env,
10443                                         "Sleepable programs can only use preallocated maps\n");
10444                                 return -EINVAL;
10445                         }
10446                         break;
10447                 case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
10448                         break;
10449                 default:
10450                         verbose(env,
10451                                 "Sleepable programs can only use array, hash, and ringbuf maps\n");
10452                         return -EINVAL;
10453                 }
10454
10455         return 0;
10456 }
10457
10458 static bool bpf_map_is_cgroup_storage(struct bpf_map *map)
10459 {
10460         return (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE ||
10461                 map->map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE);
10462 }
10463
10464 /* find and rewrite pseudo imm in ld_imm64 instructions:
10465  *
10466  * 1. if it accesses map FD, replace it with actual map pointer.
10467  * 2. if it accesses btf_id of a VAR, replace it with pointer to the var.
10468  *
10469  * NOTE: btf_vmlinux is required for converting pseudo btf_id.
10470  */
10471 static int resolve_pseudo_ldimm64(struct bpf_verifier_env *env)
10472 {
10473         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
10474         int insn_cnt = env->prog->len;
10475         int i, j, err;
10476
10477         err = bpf_prog_calc_tag(env->prog);
10478         if (err)
10479                 return err;
10480
10481         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
10482                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
10483                     (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0)) {
10484                         verbose(env, "BPF_LDX uses reserved fields\n");
10485                         return -EINVAL;
10486                 }
10487
10488                 if (insn[0].code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW)) {
10489                         struct bpf_insn_aux_data *aux;
10490                         struct bpf_map *map;
10491                         struct fd f;
10492                         u64 addr;
10493
10494                         if (i == insn_cnt - 1 || insn[1].code != 0 ||
10495                             insn[1].dst_reg != 0 || insn[1].src_reg != 0 ||
10496                             insn[1].off != 0) {
10497                                 verbose(env, "invalid bpf_ld_imm64 insn\n");
10498                                 return -EINVAL;
10499                         }
10500
10501                         if (insn[0].src_reg == 0)
10502                                 /* valid generic load 64-bit imm */
10503                                 goto next_insn;
10504
10505                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
10506                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
10507                                 err = check_pseudo_btf_id(env, insn, aux);
10508                                 if (err)
10509                                         return err;
10510                                 goto next_insn;
10511                         }
10512
10513                         /* In final convert_pseudo_ld_imm64() step, this is
10514                          * converted into regular 64-bit imm load insn.
10515                          */
10516                         if ((insn[0].src_reg != BPF_PSEUDO_MAP_FD &&
10517                              insn[0].src_reg != BPF_PSEUDO_MAP_VALUE) ||
10518                             (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD &&
10519                              insn[1].imm != 0)) {
10520                                 verbose(env,
10521                                         "unrecognized bpf_ld_imm64 insn\n");
10522                                 return -EINVAL;
10523                         }
10524
10525                         f = fdget(insn[0].imm);
10526                         map = __bpf_map_get(f);
10527                         if (IS_ERR(map)) {
10528                                 verbose(env, "fd %d is not pointing to valid bpf_map\n",
10529                                         insn[0].imm);
10530                                 return PTR_ERR(map);
10531                         }
10532
10533                         err = check_map_prog_compatibility(env, map, env->prog);
10534                         if (err) {
10535                                 fdput(f);
10536                                 return err;
10537                         }
10538
10539                         aux = &env->insn_aux_data[i];
10540                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD) {
10541                                 addr = (unsigned long)map;
10542                         } else {
10543                                 u32 off = insn[1].imm;
10544
10545                                 if (off >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
10546                                         verbose(env, "direct value offset of %u is not allowed\n", off);
10547                                         fdput(f);
10548                                         return -EINVAL;
10549                                 }
10550
10551                                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
10552                                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
10553                                         fdput(f);
10554                                         return -EINVAL;
10555                                 }
10556
10557                                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
10558                                 if (err) {
10559                                         verbose(env, "invalid access to map value pointer, value_size=%u off=%u\n",
10560                                                 map->value_size, off);
10561                                         fdput(f);
10562                                         return err;
10563                                 }
10564
10565                                 aux->map_off = off;
10566                                 addr += off;
10567                         }
10568
10569                         insn[0].imm = (u32)addr;
10570                         insn[1].imm = addr >> 32;
10571
10572                         /* check whether we recorded this map already */
10573                         for (j = 0; j < env->used_map_cnt; j++) {
10574                                 if (env->used_maps[j] == map) {
10575                                         aux->map_index = j;
10576                                         fdput(f);
10577                                         goto next_insn;
10578                                 }
10579                         }
10580
10581                         if (env->used_map_cnt >= MAX_USED_MAPS) {
10582                                 fdput(f);
10583                                 return -E2BIG;
10584                         }
10585
10586                         /* hold the map. If the program is rejected by verifier,
10587                          * the map will be released by release_maps() or it
10588                          * will be used by the valid program until it's unloaded
10589                          * and all maps are released in free_used_maps()
10590                          */
10591                         bpf_map_inc(map);
10592
10593                         aux->map_index = env->used_map_cnt;
10594                         env->used_maps[env->used_map_cnt++] = map;
10595
10596                         if (bpf_map_is_cgroup_storage(map) &&
10597                             bpf_cgroup_storage_assign(env->prog->aux, map)) {
10598                                 verbose(env, "only one cgroup storage of each type is allowed\n");
10599                                 fdput(f);
10600                                 return -EBUSY;
10601                         }
10602
10603                         fdput(f);
10604 next_insn:
10605                         insn++;
10606                         i++;
10607                         continue;
10608                 }
10609
10610                 /* Basic sanity check before we invest more work here. */
10611                 if (!bpf_opcode_in_insntable(insn->code)) {
10612                         verbose(env, "unknown opcode %02x\n", insn->code);
10613                         return -EINVAL;
10614                 }
10615         }
10616
10617         /* now all pseudo BPF_LD_IMM64 instructions load valid
10618          * 'struct bpf_map *' into a register instead of user map_fd.
10619          * These pointers will be used later by verifier to validate map access.
10620          */
10621         return 0;
10622 }
10623
10624 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
10625 static void release_maps(struct bpf_verifier_env *env)
10626 {
10627         __bpf_free_used_maps(env->prog->aux, env->used_maps,
10628                              env->used_map_cnt);
10629 }
10630
10631 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
10632 static void release_btfs(struct bpf_verifier_env *env)
10633 {
10634         __bpf_free_used_btfs(env->prog->aux, env->used_btfs,
10635                              env->used_btf_cnt);
10636 }
10637
10638 /* convert pseudo BPF_LD_IMM64 into generic BPF_LD_IMM64 */
10639 static void convert_pseudo_ld_imm64(struct bpf_verifier_env *env)
10640 {
10641         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
10642         int insn_cnt = env->prog->len;
10643         int i;
10644
10645         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++)
10646                 if (insn->code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW))
10647                         insn->src_reg = 0;
10648 }
10649
10650 /* single env->prog->insni[off] instruction was replaced with the range
10651  * insni[off, off + cnt).  Adjust corresponding insn_aux_data by copying
10652  * [0, off) and [off, end) to new locations, so the patched range stays zero
10653  */
10654 static int adjust_insn_aux_data(struct bpf_verifier_env *env,
10655                                 struct bpf_prog *new_prog, u32 off, u32 cnt)
10656 {
10657         struct bpf_insn_aux_data *new_data, *old_data = env->insn_aux_data;
10658         struct bpf_insn *insn = new_prog->insnsi;
10659         u32 prog_len;
10660         int i;
10661
10662         /* aux info at OFF always needs adjustment, no matter fast path
10663          * (cnt == 1) is taken or not. There is no guarantee INSN at OFF is the
10664          * original insn at old prog.
10665          */
10666         old_data[off].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + off + cnt - 1);
10667
10668         if (cnt == 1)
10669                 return 0;
10670         prog_len = new_prog->len;
10671         new_data = vzalloc(array_size(prog_len,
10672                                       sizeof(struct bpf_insn_aux_data)));
10673         if (!new_data)
10674                 return -ENOMEM;
10675         memcpy(new_data, old_data, sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * off);
10676         memcpy(new_data + off + cnt - 1, old_data + off,
10677                sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * (prog_len - off - cnt + 1));
10678         for (i = off; i < off + cnt - 1; i++) {
10679                 new_data[i].seen = env->pass_cnt;
10680                 new_data[i].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + i);
10681         }
10682         env->insn_aux_data = new_data;
10683         vfree(old_data);
10684         return 0;
10685 }
10686
10687 static void adjust_subprog_starts(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 len)
10688 {
10689         int i;
10690
10691         if (len == 1)
10692                 return;
10693         /* NOTE: fake 'exit' subprog should be updated as well. */
10694         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++) {
10695                 if (env->subprog_info[i].start <= off)
10696                         continue;
10697                 env->subprog_info[i].start += len - 1;
10698         }
10699 }
10700
10701 static void adjust_poke_descs(struct bpf_prog *prog, u32 len)
10702 {
10703         struct bpf_jit_poke_descriptor *tab = prog->aux->poke_tab;
10704         int i, sz = prog->aux->size_poke_tab;
10705         struct bpf_jit_poke_descriptor *desc;
10706
10707         for (i = 0; i < sz; i++) {
10708                 desc = &tab[i];
10709                 desc->insn_idx += len - 1;
10710         }
10711 }
10712
10713 static struct bpf_prog *bpf_patch_insn_data(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
10714                                             const struct bpf_insn *patch, u32 len)
10715 {
10716         struct bpf_prog *new_prog;
10717
10718         new_prog = bpf_patch_insn_single(env->prog, off, patch, len);
10719         if (IS_ERR(new_prog)) {
10720                 if (PTR_ERR(new_prog) == -ERANGE)
10721                         verbose(env,
10722                                 "insn %d cannot be patched due to 16-bit range\n",
10723                                 env->insn_aux_data[off].orig_idx);
10724                 return NULL;
10725         }
10726         if (adjust_insn_aux_data(env, new_prog, off, len))
10727                 return NULL;
10728         adjust_subprog_starts(env, off, len);
10729         adjust_poke_descs(new_prog, len);
10730         return new_prog;
10731 }
10732
10733 static int adjust_subprog_starts_after_remove(struct bpf_verifier_env *env,
10734                                               u32 off, u32 cnt)
10735 {
10736         int i, j;
10737
10738         /* find first prog starting at or after off (first to remove) */
10739         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
10740                 if (env->subprog_info[i].start >= off)
10741                         break;
10742         /* find first prog starting at or after off + cnt (first to stay) */
10743         for (j = i; j < env->subprog_cnt; j++)
10744                 if (env->subprog_info[j].start >= off + cnt)
10745                         break;
10746         /* if j doesn't start exactly at off + cnt, we are just removing
10747          * the front of previous prog
10748          */
10749         if (env->subprog_info[j].start != off + cnt)
10750                 j--;
10751
10752         if (j > i) {
10753                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
10754                 int move;
10755
10756                 /* move fake 'exit' subprog as well */
10757                 move = env->subprog_cnt + 1 - j;
10758
10759                 memmove(env->subprog_info + i,
10760                         env->subprog_info + j,
10761                         sizeof(*env->subprog_info) * move);
10762                 env->subprog_cnt -= j - i;
10763
10764                 /* remove func_info */
10765                 if (aux->func_info) {
10766                         move = aux->func_info_cnt - j;
10767
10768                         memmove(aux->func_info + i,
10769                                 aux->func_info + j,
10770                                 sizeof(*aux->func_info) * move);
10771                         aux->func_info_cnt -= j - i;
10772                         /* func_info->insn_off is set after all code rewrites,
10773                          * in adjust_btf_func() - no need to adjust
10774                          */
10775                 }
10776         } else {
10777                 /* convert i from "first prog to remove" to "first to adjust" */
10778                 if (env->subprog_info[i].start == off)
10779                         i++;
10780         }
10781
10782         /* update fake 'exit' subprog as well */
10783         for (; i <= env->subprog_cnt; i++)
10784                 env->subprog_info[i].start -= cnt;
10785
10786         return 0;
10787 }
10788
10789 static int bpf_adj_linfo_after_remove(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
10790                                       u32 cnt)
10791 {
10792         struct bpf_prog *prog = env->prog;
10793         u32 i, l_off, l_cnt, nr_linfo;
10794         struct bpf_line_info *linfo;
10795
10796         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
10797         if (!nr_linfo)
10798                 return 0;
10799
10800         linfo = prog->aux->linfo;
10801
10802         /* find first line info to remove, count lines to be removed */
10803         for (i = 0; i < nr_linfo; i++)
10804                 if (linfo[i].insn_off >= off)
10805                         break;
10806
10807         l_off = i;
10808         l_cnt = 0;
10809         for (; i < nr_linfo; i++)
10810                 if (linfo[i].insn_off < off + cnt)
10811                         l_cnt++;
10812                 else
10813                         break;
10814
10815         /* First live insn doesn't match first live linfo, it needs to "inherit"
10816          * last removed linfo.  prog is already modified, so prog->len == off
10817          * means no live instructions after (tail of the program was removed).
10818          */
10819         if (prog->len != off && l_cnt &&
10820             (i == nr_linfo || linfo[i].insn_off != off + cnt)) {
10821                 l_cnt--;
10822                 linfo[--i].insn_off = off + cnt;
10823         }
10824
10825         /* remove the line info which refer to the removed instructions */
10826         if (l_cnt) {
10827                 memmove(linfo + l_off, linfo + i,
10828                         sizeof(*linfo) * (nr_linfo - i));
10829
10830                 prog->aux->nr_linfo -= l_cnt;
10831                 nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
10832         }
10833
10834         /* pull all linfo[i].insn_off >= off + cnt in by cnt */
10835         for (i = l_off; i < nr_linfo; i++)
10836                 linfo[i].insn_off -= cnt;
10837
10838         /* fix up all subprogs (incl. 'exit') which start >= off */
10839         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++)
10840                 if (env->subprog_info[i].linfo_idx > l_off) {
10841                         /* program may have started in the removed region but
10842                          * may not be fully removed
10843                          */
10844                         if (env->subprog_info[i].linfo_idx >= l_off + l_cnt)
10845                                 env->subprog_info[i].linfo_idx -= l_cnt;
10846                         else
10847                                 env->subprog_info[i].linfo_idx = l_off;
10848                 }
10849
10850         return 0;
10851 }
10852
10853 static int verifier_remove_insns(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 cnt)
10854 {
10855         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
10856         unsigned int orig_prog_len = env->prog->len;
10857         int err;
10858
10859         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
10860                 bpf_prog_offload_remove_insns(env, off, cnt);
10861
10862         err = bpf_remove_insns(env->prog, off, cnt);
10863         if (err)
10864                 return err;
10865
10866         err = adjust_subprog_starts_after_remove(env, off, cnt);
10867         if (err)
10868                 return err;
10869
10870         err = bpf_adj_linfo_after_remove(env, off, cnt);
10871         if (err)
10872                 return err;
10873
10874         memmove(aux_data + off, aux_data + off + cnt,
10875                 sizeof(*aux_data) * (orig_prog_len - off - cnt));
10876
10877         return 0;
10878 }
10879
10880 /* The verifier does more data flow analysis than llvm and will not
10881  * explore branches that are dead at run time. Malicious programs can
10882  * have dead code too. Therefore replace all dead at-run-time code
10883  * with 'ja -1'.
10884  *
10885  * Just nops are not optimal, e.g. if they would sit at the end of the
10886  * program and through another bug we would manage to jump there, then
10887  * we'd execute beyond program memory otherwise. Returning exception
10888  * code also wouldn't work since we can have subprogs where the dead
10889  * code could be located.
10890  */
10891 static void sanitize_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
10892 {
10893         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
10894         struct bpf_insn trap = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, -1);
10895         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
10896         const int insn_cnt = env->prog->len;
10897         int i;
10898
10899         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
10900                 if (aux_data[i].seen)
10901                         continue;
10902                 memcpy(insn + i, &trap, sizeof(trap));
10903         }
10904 }
10905
10906 static bool insn_is_cond_jump(u8 code)
10907 {
10908         u8 op;
10909
10910         if (BPF_CLASS(code) == BPF_JMP32)
10911                 return true;
10912
10913         if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP)
10914                 return false;
10915
10916         op = BPF_OP(code);
10917         return op != BPF_JA && op != BPF_EXIT && op != BPF_CALL;
10918 }
10919
10920 static void opt_hard_wire_dead_code_branches(struct bpf_verifier_env *env)
10921 {
10922         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
10923         struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
10924         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
10925         const int insn_cnt = env->prog->len;
10926         int i;
10927
10928         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
10929                 if (!insn_is_cond_jump(insn->code))
10930                         continue;
10931
10932                 if (!aux_data[i + 1].seen)
10933                         ja.off = insn->off;
10934                 else if (!aux_data[i + 1 + insn->off].seen)
10935                         ja.off = 0;
10936                 else
10937                         continue;
10938
10939                 if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
10940                         bpf_prog_offload_replace_insn(env, i, &ja);
10941
10942                 memcpy(insn, &ja, sizeof(ja));
10943         }
10944 }
10945
10946 static int opt_remove_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
10947 {
10948         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
10949         int insn_cnt = env->prog->len;
10950         int i, err;
10951
10952         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
10953                 int j;
10954
10955                 j = 0;
10956                 while (i + j < insn_cnt && !aux_data[i + j].seen)
10957                         j++;
10958                 if (!j)
10959                         continue;
10960
10961                 err = verifier_remove_insns(env, i, j);
10962                 if (err)
10963                         return err;
10964                 insn_cnt = env->prog->len;
10965         }
10966
10967         return 0;
10968 }
10969
10970 static int opt_remove_nops(struct bpf_verifier_env *env)
10971 {
10972         const struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
10973         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
10974         int insn_cnt = env->prog->len;
10975         int i, err;
10976
10977         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
10978                 if (memcmp(&insn[i], &ja, sizeof(ja)))
10979                         continue;
10980
10981                 err = verifier_remove_insns(env, i, 1);
10982                 if (err)
10983                         return err;
10984                 insn_cnt--;
10985                 i--;
10986         }
10987
10988         return 0;
10989 }
10990
10991 static int opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(struct bpf_verifier_env *env,
10992                                          const union bpf_attr *attr)
10993 {
10994         struct bpf_insn *patch, zext_patch[2], rnd_hi32_patch[4];
10995         struct bpf_insn_aux_data *aux = env->insn_aux_data;
10996         int i, patch_len, delta = 0, len = env->prog->len;
10997         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
10998         struct bpf_prog *new_prog;
10999         bool rnd_hi32;
11000
11001         rnd_hi32 = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_RND_HI32;
11002         zext_patch[1] = BPF_ZEXT_REG(0);
11003         rnd_hi32_patch[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, 0);
11004         rnd_hi32_patch[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_AX, 32);
11005         rnd_hi32_patch[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, 0, BPF_REG_AX);
11006         for (i = 0; i < len; i++) {
11007                 int adj_idx = i + delta;
11008                 struct bpf_insn insn;
11009                 u8 load_reg;
11010
11011                 insn = insns[adj_idx];
11012                 if (!aux[adj_idx].zext_dst) {
11013                         u8 code, class;
11014                         u32 imm_rnd;
11015
11016                         if (!rnd_hi32)
11017                                 continue;
11018
11019                         code = insn.code;
11020                         class = BPF_CLASS(code);
11021                         if (insn_no_def(&insn))
11022                                 continue;
11023
11024                         /* NOTE: arg "reg" (the fourth one) is only used for
11025                          *       BPF_STX which has been ruled out in above
11026                          *       check, it is safe to pass NULL here.
11027                          */
11028                         if (is_reg64(env, &insn, insn.dst_reg, NULL, DST_OP)) {
11029                                 if (class == BPF_LD &&
11030                                     BPF_MODE(code) == BPF_IMM)
11031                                         i++;
11032                                 continue;
11033                         }
11034
11035                         /* ctx load could be transformed into wider load. */
11036                         if (class == BPF_LDX &&
11037                             aux[adj_idx].ptr_type == PTR_TO_CTX)
11038                                 continue;
11039
11040                         imm_rnd = get_random_int();
11041                         rnd_hi32_patch[0] = insn;
11042                         rnd_hi32_patch[1].imm = imm_rnd;
11043                         rnd_hi32_patch[3].dst_reg = insn.dst_reg;
11044                         patch = rnd_hi32_patch;
11045                         patch_len = 4;
11046                         goto apply_patch_buffer;
11047                 }
11048
11049                 if (!bpf_jit_needs_zext())
11050                         continue;
11051
11052                 /* zext_dst means that we want to zero-extend whatever register
11053                  * the insn defines, which is dst_reg most of the time, with
11054                  * the notable exception of BPF_STX + BPF_ATOMIC + BPF_FETCH.
11055                  */
11056                 if (BPF_CLASS(insn.code) == BPF_STX &&
11057                     BPF_MODE(insn.code) == BPF_ATOMIC) {
11058                         /* BPF_STX + BPF_ATOMIC insns without BPF_FETCH do not
11059                          * define any registers, therefore zext_dst cannot be
11060                          * set.
11061                          */
11062                         if (WARN_ON(!(insn.imm & BPF_FETCH)))
11063                                 return -EINVAL;
11064                         load_reg = insn.imm == BPF_CMPXCHG ? BPF_REG_0
11065                                                            : insn.src_reg;
11066                 } else {
11067                         load_reg = insn.dst_reg;
11068                 }
11069
11070                 zext_patch[0] = insn;
11071                 zext_patch[1].dst_reg = load_reg;
11072                 zext_patch[1].src_reg = load_reg;
11073                 patch = zext_patch;
11074                 patch_len = 2;
11075 apply_patch_buffer:
11076                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, adj_idx, patch, patch_len);
11077                 if (!new_prog)
11078                         return -ENOMEM;
11079                 env->prog = new_prog;
11080                 insns = new_prog->insnsi;
11081                 aux = env->insn_aux_data;
11082                 delta += patch_len - 1;
11083         }
11084
11085         return 0;
11086 }
11087
11088 /* convert load instructions that access fields of a context type into a
11089  * sequence of instructions that access fields of the underlying structure:
11090  *     struct __sk_buff    -> struct sk_buff
11091  *     struct bpf_sock_ops -> struct sock
11092  */
11093 static int convert_ctx_accesses(struct bpf_verifier_env *env)
11094 {
11095         const struct bpf_verifier_ops *ops = env->ops;
11096         int i, cnt, size, ctx_field_size, delta = 0;
11097         const int insn_cnt = env->prog->len;
11098         struct bpf_insn insn_buf[16], *insn;
11099         u32 target_size, size_default, off;
11100         struct bpf_prog *new_prog;
11101         enum bpf_access_type type;
11102         bool is_narrower_load;
11103
11104         if (ops->gen_prologue || env->seen_direct_write) {
11105                 if (!ops->gen_prologue) {
11106                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
11107                         return -EINVAL;
11108                 }
11109                 cnt = ops->gen_prologue(insn_buf, env->seen_direct_write,
11110                                         env->prog);
11111                 if (cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
11112                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
11113                         return -EINVAL;
11114                 } else if (cnt) {
11115                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, 0, insn_buf, cnt);
11116                         if (!new_prog)
11117                                 return -ENOMEM;
11118
11119                         env->prog = new_prog;
11120                         delta += cnt - 1;
11121                 }
11122         }
11123
11124         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
11125                 return 0;
11126
11127         insn = env->prog->insnsi + delta;
11128
11129         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
11130                 bpf_convert_ctx_access_t convert_ctx_access;
11131
11132                 if (insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B) ||
11133                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H) ||
11134                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W) ||
11135                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW))
11136                         type = BPF_READ;
11137                 else if (insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B) ||
11138                          insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H) ||
11139                          insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W) ||
11140                          insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW))
11141                         type = BPF_WRITE;
11142                 else
11143                         continue;
11144
11145                 if (type == BPF_WRITE &&
11146                     env->insn_aux_data[i + delta].sanitize_stack_off) {
11147                         struct bpf_insn patch[] = {
11148                                 /* Sanitize suspicious stack slot with zero.
11149                                  * There are no memory dependencies for this store,
11150                                  * since it's only using frame pointer and immediate
11151                                  * constant of zero
11152                                  */
11153                                 BPF_ST_MEM(BPF_DW, BPF_REG_FP,
11154                                            env->insn_aux_data[i + delta].sanitize_stack_off,
11155                                            0),
11156                                 /* the original STX instruction will immediately
11157                                  * overwrite the same stack slot with appropriate value
11158                                  */
11159                                 *insn,
11160                         };
11161
11162                         cnt = ARRAY_SIZE(patch);
11163                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patch, cnt);
11164                         if (!new_prog)
11165                                 return -ENOMEM;
11166
11167                         delta    += cnt - 1;
11168                         env->prog = new_prog;
11169                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
11170                         continue;
11171                 }
11172
11173                 switch (env->insn_aux_data[i + delta].ptr_type) {
11174                 case PTR_TO_CTX:
11175                         if (!ops->convert_ctx_access)
11176                                 continue;
11177                         convert_ctx_access = ops->convert_ctx_access;
11178                         break;
11179                 case PTR_TO_SOCKET:
11180                 case PTR_TO_SOCK_COMMON:
11181                         convert_ctx_access = bpf_sock_convert_ctx_access;
11182                         break;
11183                 case PTR_TO_TCP_SOCK:
11184                         convert_ctx_access = bpf_tcp_sock_convert_ctx_access;
11185                         break;
11186                 case PTR_TO_XDP_SOCK:
11187                         convert_ctx_access = bpf_xdp_sock_convert_ctx_access;
11188                         break;
11189                 case PTR_TO_BTF_ID:
11190                         if (type == BPF_READ) {
11191                                 insn->code = BPF_LDX | BPF_PROBE_MEM |
11192                                         BPF_SIZE((insn)->code);
11193                                 env->prog->aux->num_exentries++;
11194                         } else if (resolve_prog_type(env->prog) != BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS) {
11195                                 verbose(env, "Writes through BTF pointers are not allowed\n");
11196                                 return -EINVAL;
11197                         }
11198                         continue;
11199                 default:
11200                         continue;
11201                 }
11202
11203                 ctx_field_size = env->insn_aux_data[i + delta].ctx_field_size;
11204                 size = BPF_LDST_BYTES(insn);
11205
11206                 /* If the read access is a narrower load of the field,
11207                  * convert to a 4/8-byte load, to minimum program type specific
11208                  * convert_ctx_access changes. If conversion is successful,
11209                  * we will apply proper mask to the result.
11210                  */
11211                 is_narrower_load = size < ctx_field_size;
11212                 size_default = bpf_ctx_off_adjust_machine(ctx_field_size);
11213                 off = insn->off;
11214                 if (is_narrower_load) {
11215                         u8 size_code;
11216
11217                         if (type == BPF_WRITE) {
11218                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx access misconfigured\n");
11219                                 return -EINVAL;
11220                         }
11221
11222                         size_code = BPF_H;
11223                         if (ctx_field_size == 4)
11224                                 size_code = BPF_W;
11225                         else if (ctx_field_size == 8)
11226                                 size_code = BPF_DW;
11227
11228                         insn->off = off & ~(size_default - 1);
11229                         insn->code = BPF_LDX | BPF_MEM | size_code;
11230                 }
11231
11232                 target_size = 0;
11233                 cnt = convert_ctx_access(type, insn, insn_buf, env->prog,
11234                                          &target_size);
11235                 if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf) ||
11236                     (ctx_field_size && !target_size)) {
11237                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
11238                         return -EINVAL;
11239                 }
11240
11241                 if (is_narrower_load && size < target_size) {
11242                         u8 shift = bpf_ctx_narrow_access_offset(
11243                                 off, size, size_default) * 8;
11244                         if (ctx_field_size <= 4) {
11245                                 if (shift)
11246                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_RSH,
11247                                                                         insn->dst_reg,
11248                                                                         shift);
11249                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
11250                                                                 (1 << size * 8) - 1);
11251                         } else {
11252                                 if (shift)
11253                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_RSH,
11254                                                                         insn->dst_reg,
11255                                                                         shift);
11256                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
11257                                                                 (1ULL << size * 8) - 1);
11258                         }
11259                 }
11260
11261                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
11262                 if (!new_prog)
11263                         return -ENOMEM;
11264
11265                 delta += cnt - 1;
11266
11267                 /* keep walking new program and skip insns we just inserted */
11268                 env->prog = new_prog;
11269                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
11270         }
11271
11272         return 0;
11273 }
11274
11275 static int jit_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
11276 {
11277         struct bpf_prog *prog = env->prog, **func, *tmp;
11278         int i, j, subprog_start, subprog_end = 0, len, subprog;
11279         struct bpf_map *map_ptr;
11280         struct bpf_insn *insn;
11281         void *old_bpf_func;
11282         int err, num_exentries;
11283
11284         if (env->subprog_cnt <= 1)
11285                 return 0;
11286
11287         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
11288                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
11289                         continue;
11290                 /* Upon error here we cannot fall back to interpreter but
11291                  * need a hard reject of the program. Thus -EFAULT is
11292                  * propagated in any case.
11293                  */
11294                 subprog = find_subprog(env, i + insn->imm + 1);
11295                 if (subprog < 0) {
11296                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
11297                                   i + insn->imm + 1);
11298                         return -EFAULT;
11299                 }
11300                 /* temporarily remember subprog id inside insn instead of
11301                  * aux_data, since next loop will split up all insns into funcs
11302                  */
11303                 insn->off = subprog;
11304                 /* remember original imm in case JIT fails and fallback
11305                  * to interpreter will be needed
11306                  */
11307                 env->insn_aux_data[i].call_imm = insn->imm;
11308                 /* point imm to __bpf_call_base+1 from JITs point of view */
11309                 insn->imm = 1;
11310         }
11311
11312         err = bpf_prog_alloc_jited_linfo(prog);
11313         if (err)
11314                 goto out_undo_insn;
11315
11316         err = -ENOMEM;
11317         func = kcalloc(env->subprog_cnt, sizeof(prog), GFP_KERNEL);
11318         if (!func)
11319                 goto out_undo_insn;
11320
11321         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
11322                 subprog_start = subprog_end;
11323                 subprog_end = env->subprog_info[i + 1].start;
11324
11325                 len = subprog_end - subprog_start;
11326                 /* BPF_PROG_RUN doesn't call subprogs directly,
11327                  * hence main prog stats include the runtime of subprogs.
11328                  * subprogs don't have IDs and not reachable via prog_get_next_id
11329                  * func[i]->stats will never be accessed and stays NULL
11330                  */
11331                 func[i] = bpf_prog_alloc_no_stats(bpf_prog_size(len), GFP_USER);
11332                 if (!func[i])
11333                         goto out_free;
11334                 memcpy(func[i]->insnsi, &prog->insnsi[subprog_start],
11335                        len * sizeof(struct bpf_insn));
11336                 func[i]->type = prog->type;
11337                 func[i]->len = len;
11338                 if (bpf_prog_calc_tag(func[i]))
11339                         goto out_free;
11340                 func[i]->is_func = 1;
11341                 func[i]->aux->func_idx = i;
11342                 /* the btf and func_info will be freed only at prog->aux */
11343                 func[i]->aux->btf = prog->aux->btf;
11344                 func[i]->aux->func_info = prog->aux->func_info;
11345
11346                 for (j = 0; j < prog->aux->size_poke_tab; j++) {
11347                         u32 insn_idx = prog->aux->poke_tab[j].insn_idx;
11348                         int ret;
11349
11350                         if (!(insn_idx >= subprog_start &&
11351                               insn_idx <= subprog_end))
11352                                 continue;
11353
11354                         ret = bpf_jit_add_poke_descriptor(func[i],
11355                                                           &prog->aux->poke_tab[j]);
11356                         if (ret < 0) {
11357                                 verbose(env, "adding tail call poke descriptor failed\n");
11358                                 goto out_free;
11359                         }
11360
11361                         func[i]->insnsi[insn_idx - subprog_start].imm = ret + 1;
11362
11363                         map_ptr = func[i]->aux->poke_tab[ret].tail_call.map;
11364                         ret = map_ptr->ops->map_poke_track(map_ptr, func[i]->aux);
11365                         if (ret < 0) {
11366                                 verbose(env, "tracking tail call prog failed\n");
11367                                 goto out_free;
11368                         }
11369                 }
11370
11371                 /* Use bpf_prog_F_tag to indicate functions in stack traces.
11372                  * Long term would need debug info to populate names
11373                  */
11374                 func[i]->aux->name[0] = 'F';
11375                 func[i]->aux->stack_depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
11376                 func[i]->jit_requested = 1;
11377                 func[i]->aux->linfo = prog->aux->linfo;
11378                 func[i]->aux->nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
11379                 func[i]->aux->jited_linfo = prog->aux->jited_linfo;
11380                 func[i]->aux->linfo_idx = env->subprog_info[i].linfo_idx;
11381                 num_exentries = 0;
11382                 insn = func[i]->insnsi;
11383                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
11384                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
11385                             BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEM)
11386                                 num_exentries++;
11387                 }
11388                 func[i]->aux->num_exentries = num_exentries;
11389                 func[i]->aux->tail_call_reachable = env->subprog_info[i].tail_call_reachable;
11390                 func[i] = bpf_int_jit_compile(func[i]);
11391                 if (!func[i]->jited) {
11392                         err = -ENOTSUPP;
11393                         goto out_free;
11394                 }
11395                 cond_resched();
11396         }
11397
11398         /* Untrack main program's aux structs so that during map_poke_run()
11399          * we will not stumble upon the unfilled poke descriptors; each
11400          * of the main program's poke descs got distributed across subprogs
11401          * and got tracked onto map, so we are sure that none of them will
11402          * be missed after the operation below
11403          */
11404         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
11405                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
11406
11407                 map_ptr->ops->map_poke_untrack(map_ptr, prog->aux);
11408         }
11409
11410         /* at this point all bpf functions were successfully JITed
11411          * now populate all bpf_calls with correct addresses and
11412          * run last pass of JIT
11413          */
11414         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
11415                 insn = func[i]->insnsi;
11416                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
11417                         if (!bpf_pseudo_call(insn))
11418                                 continue;
11419                         subprog = insn->off;
11420                         insn->imm = BPF_CAST_CALL(func[subprog]->bpf_func) -
11421                                     __bpf_call_base;
11422                 }
11423
11424                 /* we use the aux data to keep a list of the start addresses
11425                  * of the JITed images for each function in the program
11426                  *
11427                  * for some architectures, such as powerpc64, the imm field
11428                  * might not be large enough to hold the offset of the start
11429                  * address of the callee's JITed image from __bpf_call_base
11430                  *
11431                  * in such cases, we can lookup the start address of a callee
11432                  * by using its subprog id, available from the off field of
11433                  * the call instruction, as an index for this list
11434                  */
11435                 func[i]->aux->func = func;
11436                 func[i]->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
11437         }
11438         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
11439                 old_bpf_func = func[i]->bpf_func;
11440                 tmp = bpf_int_jit_compile(func[i]);
11441                 if (tmp != func[i] || func[i]->bpf_func != old_bpf_func) {
11442                         verbose(env, "JIT doesn't support bpf-to-bpf calls\n");
11443                         err = -ENOTSUPP;
11444                         goto out_free;
11445                 }
11446                 cond_resched();
11447         }
11448
11449         /* finally lock prog and jit images for all functions and
11450          * populate kallsysm
11451          */
11452         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
11453                 bpf_prog_lock_ro(func[i]);
11454                 bpf_prog_kallsyms_add(func[i]);
11455         }
11456
11457         /* Last step: make now unused interpreter insns from main
11458          * prog consistent for later dump requests, so they can
11459          * later look the same as if they were interpreted only.
11460          */
11461         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
11462                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
11463                         continue;
11464                 insn->off = env->insn_aux_data[i].call_imm;
11465                 subprog = find_subprog(env, i + insn->off + 1);
11466                 insn->imm = subprog;
11467         }
11468
11469         prog->jited = 1;
11470         prog->bpf_func = func[0]->bpf_func;
11471         prog->aux->func = func;
11472         prog->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
11473         bpf_prog_free_unused_jited_linfo(prog);
11474         return 0;
11475 out_free:
11476         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
11477                 if (!func[i])
11478                         continue;
11479
11480                 for (j = 0; j < func[i]->aux->size_poke_tab; j++) {
11481                         map_ptr = func[i]->aux->poke_tab[j].tail_call.map;
11482                         map_ptr->ops->map_poke_untrack(map_ptr, func[i]->aux);
11483                 }
11484                 bpf_jit_free(func[i]);
11485         }
11486         kfree(func);
11487 out_undo_insn:
11488         /* cleanup main prog to be interpreted */
11489         prog->jit_requested = 0;
11490         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
11491                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
11492                         continue;
11493                 insn->off = 0;
11494                 insn->imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
11495         }
11496         bpf_prog_free_jited_linfo(prog);
11497         return err;
11498 }
11499
11500 static int fixup_call_args(struct bpf_verifier_env *env)
11501 {
11502 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
11503         struct bpf_prog *prog = env->prog;
11504         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
11505         int i, depth;
11506 #endif
11507         int err = 0;
11508
11509         if (env->prog->jit_requested &&
11510             !bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
11511                 err = jit_subprogs(env);
11512                 if (err == 0)
11513                         return 0;
11514                 if (err == -EFAULT)
11515                         return err;
11516         }
11517 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
11518         if (env->subprog_cnt > 1 && env->prog->aux->tail_call_reachable) {
11519                 /* When JIT fails the progs with bpf2bpf calls and tail_calls
11520                  * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
11521                  */
11522                 verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
11523                 return -EINVAL;
11524         }
11525         for (i = 0; i < prog->len; i++, insn++) {
11526                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
11527                         continue;
11528                 depth = get_callee_stack_depth(env, insn, i);
11529                 if (depth < 0)
11530                         return depth;
11531                 bpf_patch_call_args(insn, depth);
11532         }
11533         err = 0;
11534 #endif
11535         return err;
11536 }
11537
11538 /* fixup insn->imm field of bpf_call instructions
11539  * and inline eligible helpers as explicit sequence of BPF instructions
11540  *
11541  * this function is called after eBPF program passed verification
11542  */
11543 static int fixup_bpf_calls(struct bpf_verifier_env *env)
11544 {
11545         struct bpf_prog *prog = env->prog;
11546         bool expect_blinding = bpf_jit_blinding_enabled(prog);
11547         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
11548         const struct bpf_func_proto *fn;
11549         const int insn_cnt = prog->len;
11550         const struct bpf_map_ops *ops;
11551         struct bpf_insn_aux_data *aux;
11552         struct bpf_insn insn_buf[16];
11553         struct bpf_prog *new_prog;
11554         struct bpf_map *map_ptr;
11555         int i, ret, cnt, delta = 0;
11556
11557         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
11558                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X) ||
11559                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
11560                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X) ||
11561                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
11562                         bool is64 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64;
11563                         bool isdiv = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV;
11564                         struct bpf_insn *patchlet;
11565                         struct bpf_insn chk_and_div[] = {
11566                                 /* [R,W]x div 0 -> 0 */
11567                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
11568                                              BPF_JNE | BPF_K, insn->src_reg,
11569                                              0, 2, 0),
11570                                 BPF_ALU32_REG(BPF_XOR, insn->dst_reg, insn->dst_reg),
11571                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
11572                                 *insn,
11573                         };
11574                         struct bpf_insn chk_and_mod[] = {
11575                                 /* [R,W]x mod 0 -> [R,W]x */
11576                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
11577                                              BPF_JEQ | BPF_K, insn->src_reg,
11578                                              0, 1 + (is64 ? 0 : 1), 0),
11579                                 *insn,
11580                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
11581                                 BPF_MOV32_REG(insn->dst_reg, insn->dst_reg),
11582                         };
11583
11584                         patchlet = isdiv ? chk_and_div : chk_and_mod;
11585                         cnt = isdiv ? ARRAY_SIZE(chk_and_div) :
11586                                       ARRAY_SIZE(chk_and_mod) - (is64 ? 2 : 0);
11587
11588                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patchlet, cnt);
11589                         if (!new_prog)
11590                                 return -ENOMEM;
11591
11592                         delta    += cnt - 1;
11593                         env->prog = prog = new_prog;
11594                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
11595                         continue;
11596                 }
11597
11598                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LD &&
11599                     (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS ||
11600                      BPF_MODE(insn->code) == BPF_IND)) {
11601                         cnt = env->ops->gen_ld_abs(insn, insn_buf);
11602                         if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
11603                                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
11604                                 return -EINVAL;
11605                         }
11606
11607                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
11608                         if (!new_prog)
11609                                 return -ENOMEM;
11610
11611                         delta    += cnt - 1;
11612                         env->prog = prog = new_prog;
11613                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
11614                         continue;
11615                 }
11616
11617                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X) ||
11618                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X)) {
11619                         const u8 code_add = BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X;
11620                         const u8 code_sub = BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X;
11621                         struct bpf_insn insn_buf[16];
11622                         struct bpf_insn *patch = &insn_buf[0];
11623                         bool issrc, isneg;
11624                         u32 off_reg;
11625
11626                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
11627                         if (!aux->alu_state ||
11628                             aux->alu_state == BPF_ALU_NON_POINTER)
11629                                 continue;
11630
11631                         isneg = aux->alu_state & BPF_ALU_NEG_VALUE;
11632                         issrc = (aux->alu_state & BPF_ALU_SANITIZE) ==
11633                                 BPF_ALU_SANITIZE_SRC;
11634
11635                         off_reg = issrc ? insn->src_reg : insn->dst_reg;
11636                         if (isneg)
11637                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
11638                         *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit - 1);
11639                         *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_SUB, BPF_REG_AX, off_reg);
11640                         *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, BPF_REG_AX, off_reg);
11641                         *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_NEG, BPF_REG_AX, 0);
11642                         *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ARSH, BPF_REG_AX, 63);
11643                         if (issrc) {
11644                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_AND, BPF_REG_AX,
11645                                                          off_reg);
11646                                 insn->src_reg = BPF_REG_AX;
11647                         } else {
11648                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_AND, off_reg,
11649                                                          BPF_REG_AX);
11650                         }
11651                         if (isneg)
11652                                 insn->code = insn->code == code_add ?
11653                                              code_sub : code_add;
11654                         *patch++ = *insn;
11655                         if (issrc && isneg)
11656                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
11657                         cnt = patch - insn_buf;
11658
11659                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
11660                         if (!new_prog)
11661                                 return -ENOMEM;
11662
11663                         delta    += cnt - 1;
11664                         env->prog = prog = new_prog;
11665                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
11666                         continue;
11667                 }
11668
11669                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
11670                         continue;
11671                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
11672                         continue;
11673
11674                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_route_realm)
11675                         prog->dst_needed = 1;
11676                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_prandom_u32)
11677                         bpf_user_rnd_init_once();
11678                 if (insn->imm == BPF_FUNC_override_return)
11679                         prog->kprobe_override = 1;
11680                 if (insn->imm == BPF_FUNC_tail_call) {
11681                         /* If we tail call into other programs, we
11682                          * cannot make any assumptions since they can
11683                          * be replaced dynamically during runtime in
11684                          * the program array.
11685                          */
11686                         prog->cb_access = 1;
11687                         if (!allow_tail_call_in_subprogs(env))
11688                                 prog->aux->stack_depth = MAX_BPF_STACK;
11689                         prog->aux->max_pkt_offset = MAX_PACKET_OFF;
11690
11691                         /* mark bpf_tail_call as different opcode to avoid
11692                          * conditional branch in the interpeter for every normal
11693                          * call and to prevent accidental JITing by JIT compiler
11694                          * that doesn't support bpf_tail_call yet
11695                          */
11696                         insn->imm = 0;
11697                         insn->code = BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL;
11698
11699                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
11700                         if (env->bpf_capable && !expect_blinding &&
11701                             prog->jit_requested &&
11702                             !bpf_map_key_poisoned(aux) &&
11703                             !bpf_map_ptr_poisoned(aux) &&
11704                             !bpf_map_ptr_unpriv(aux)) {
11705                                 struct bpf_jit_poke_descriptor desc = {
11706                                         .reason = BPF_POKE_REASON_TAIL_CALL,
11707                                         .tail_call.map = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state),
11708                                         .tail_call.key = bpf_map_key_immediate(aux),
11709                                         .insn_idx = i + delta,
11710                                 };
11711
11712                                 ret = bpf_jit_add_poke_descriptor(prog, &desc);
11713                                 if (ret < 0) {
11714                                         verbose(env, "adding tail call poke descriptor failed\n");
11715                                         return ret;
11716                                 }
11717
11718                                 insn->imm = ret + 1;
11719                                 continue;
11720                         }
11721
11722                         if (!bpf_map_ptr_unpriv(aux))
11723                                 continue;
11724
11725                         /* instead of changing every JIT dealing with tail_call
11726                          * emit two extra insns:
11727                          * if (index >= max_entries) goto out;
11728                          * index &= array->index_mask;
11729                          * to avoid out-of-bounds cpu speculation
11730                          */
11731                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux)) {
11732                                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
11733                                 return -EINVAL;
11734                         }
11735
11736                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
11737                         insn_buf[0] = BPF_JMP_IMM(BPF_JGE, BPF_REG_3,
11738                                                   map_ptr->max_entries, 2);
11739                         insn_buf[1] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, BPF_REG_3,
11740                                                     container_of(map_ptr,
11741                                                                  struct bpf_array,
11742                                                                  map)->index_mask);
11743                         insn_buf[2] = *insn;
11744                         cnt = 3;
11745                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
11746                         if (!new_prog)
11747                                 return -ENOMEM;
11748
11749                         delta    += cnt - 1;
11750                         env->prog = prog = new_prog;
11751                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
11752                         continue;
11753                 }
11754
11755                 /* BPF_EMIT_CALL() assumptions in some of the map_gen_lookup
11756                  * and other inlining handlers are currently limited to 64 bit
11757                  * only.
11758                  */
11759                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
11760                     (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem ||
11761                      insn->imm == BPF_FUNC_map_update_elem ||
11762                      insn->imm == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
11763                      insn->imm == BPF_FUNC_map_push_elem   ||
11764                      insn->imm == BPF_FUNC_map_pop_elem    ||
11765                      insn->imm == BPF_FUNC_map_peek_elem)) {
11766                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
11767                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux))
11768                                 goto patch_call_imm;
11769
11770                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
11771                         ops = map_ptr->ops;
11772                         if (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
11773                             ops->map_gen_lookup) {
11774                                 cnt = ops->map_gen_lookup(map_ptr, insn_buf);
11775                                 if (cnt == -EOPNOTSUPP)
11776                                         goto patch_map_ops_generic;
11777                                 if (cnt <= 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
11778                                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
11779                                         return -EINVAL;
11780                                 }
11781
11782                                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta,
11783                                                                insn_buf, cnt);
11784                                 if (!new_prog)
11785                                         return -ENOMEM;
11786
11787                                 delta    += cnt - 1;
11788                                 env->prog = prog = new_prog;
11789                                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
11790                                 continue;
11791                         }
11792
11793                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_elem,
11794                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
11795                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_delete_elem,
11796                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
11797                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_update_elem,
11798                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
11799                                               u64 flags))NULL));
11800                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_push_elem,
11801                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value,
11802                                               u64 flags))NULL));
11803                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_pop_elem,
11804                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
11805                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_peek_elem,
11806                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
11807 patch_map_ops_generic:
11808                         switch (insn->imm) {
11809                         case BPF_FUNC_map_lookup_elem:
11810                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_lookup_elem) -
11811                                             __bpf_call_base;
11812                                 continue;
11813                         case BPF_FUNC_map_update_elem:
11814                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_update_elem) -
11815                                             __bpf_call_base;
11816                                 continue;
11817                         case BPF_FUNC_map_delete_elem:
11818                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_delete_elem) -
11819                                             __bpf_call_base;
11820                                 continue;
11821                         case BPF_FUNC_map_push_elem:
11822                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_push_elem) -
11823                                             __bpf_call_base;
11824                                 continue;
11825                         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
11826                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_pop_elem) -
11827                                             __bpf_call_base;
11828                                 continue;
11829                         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
11830                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_peek_elem) -
11831                                             __bpf_call_base;
11832                                 continue;
11833                         }
11834
11835                         goto patch_call_imm;
11836                 }
11837
11838                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
11839                     insn->imm == BPF_FUNC_jiffies64) {
11840                         struct bpf_insn ld_jiffies_addr[2] = {
11841                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_0,
11842                                              (unsigned long)&jiffies),
11843                         };
11844
11845                         insn_buf[0] = ld_jiffies_addr[0];
11846                         insn_buf[1] = ld_jiffies_addr[1];
11847                         insn_buf[2] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0,
11848                                                   BPF_REG_0, 0);
11849                         cnt = 3;
11850
11851                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf,
11852                                                        cnt);
11853                         if (!new_prog)
11854                                 return -ENOMEM;
11855
11856                         delta    += cnt - 1;
11857                         env->prog = prog = new_prog;
11858                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
11859                         continue;
11860                 }
11861
11862 patch_call_imm:
11863                 fn = env->ops->get_func_proto(insn->imm, env->prog);
11864                 /* all functions that have prototype and verifier allowed
11865                  * programs to call them, must be real in-kernel functions
11866                  */
11867                 if (!fn->func) {
11868                         verbose(env,
11869                                 "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
11870                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
11871                         return -EFAULT;
11872                 }
11873                 insn->imm = fn->func - __bpf_call_base;
11874         }
11875
11876         /* Since poke tab is now finalized, publish aux to tracker. */
11877         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
11878                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
11879                 if (!map_ptr->ops->map_poke_track ||
11880                     !map_ptr->ops->map_poke_untrack ||
11881                     !map_ptr->ops->map_poke_run) {
11882                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
11883                         return -EINVAL;
11884                 }
11885
11886                 ret = map_ptr->ops->map_poke_track(map_ptr, prog->aux);
11887                 if (ret < 0) {
11888                         verbose(env, "tracking tail call prog failed\n");
11889                         return ret;
11890                 }
11891         }
11892
11893         return 0;
11894 }
11895
11896 static void free_states(struct bpf_verifier_env *env)
11897 {
11898         struct bpf_verifier_state_list *sl, *sln;
11899         int i;
11900
11901         sl = env->free_list;
11902         while (sl) {
11903                 sln = sl->next;
11904                 free_verifier_state(&sl->state, false);
11905                 kfree(sl);
11906                 sl = sln;
11907         }
11908         env->free_list = NULL;
11909
11910         if (!env->explored_states)
11911                 return;
11912
11913         for (i = 0; i < state_htab_size(env); i++) {
11914                 sl = env->explored_states[i];
11915
11916                 while (sl) {
11917                         sln = sl->next;
11918                         free_verifier_state(&sl->state, false);
11919                         kfree(sl);
11920                         sl = sln;
11921                 }
11922                 env->explored_states[i] = NULL;
11923         }
11924 }
11925
11926 /* The verifier is using insn_aux_data[] to store temporary data during
11927  * verification and to store information for passes that run after the
11928  * verification like dead code sanitization. do_check_common() for subprogram N
11929  * may analyze many other subprograms. sanitize_insn_aux_data() clears all
11930  * temporary data after do_check_common() finds that subprogram N cannot be
11931  * verified independently. pass_cnt counts the number of times
11932  * do_check_common() was run and insn->aux->seen tells the pass number
11933  * insn_aux_data was touched. These variables are compared to clear temporary
11934  * data from failed pass. For testing and experiments do_check_common() can be
11935  * run multiple times even when prior attempt to verify is unsuccessful.
11936  */
11937 static void sanitize_insn_aux_data(struct bpf_verifier_env *env)
11938 {
11939         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
11940         struct bpf_insn_aux_data *aux;
11941         int i, class;
11942
11943         for (i = 0; i < env->prog->len; i++) {
11944                 class = BPF_CLASS(insn[i].code);
11945                 if (class != BPF_LDX && class != BPF_STX)
11946                         continue;
11947                 aux = &env->insn_aux_data[i];
11948                 if (aux->seen != env->pass_cnt)
11949                         continue;
11950                 memset(aux, 0, offsetof(typeof(*aux), orig_idx));
11951         }
11952 }
11953
11954 static int do_check_common(struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
11955 {
11956         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
11957         struct bpf_verifier_state *state;
11958         struct bpf_reg_state *regs;
11959         int ret, i;
11960
11961         env->prev_linfo = NULL;
11962         env->pass_cnt++;
11963
11964         state = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state), GFP_KERNEL);
11965         if (!state)
11966                 return -ENOMEM;
11967         state->curframe = 0;
11968         state->speculative = false;
11969         state->branches = 1;
11970         state->frame[0] = kzalloc(sizeof(struct bpf_func_state), GFP_KERNEL);
11971         if (!state->frame[0]) {
11972                 kfree(state);
11973                 return -ENOMEM;
11974         }
11975         env->cur_state = state;
11976         init_func_state(env, state->frame[0],
11977                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
11978                         0 /* frameno */,
11979                         subprog);
11980
11981         regs = state->frame[state->curframe]->regs;
11982         if (subprog || env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
11983                 ret = btf_prepare_func_args(env, subprog, regs);
11984                 if (ret)
11985                         goto out;
11986                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++) {
11987                         if (regs[i].type == PTR_TO_CTX)
11988                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
11989                         else if (regs[i].type == SCALAR_VALUE)
11990                                 mark_reg_unknown(env, regs, i);
11991                         else if (regs[i].type == PTR_TO_MEM_OR_NULL) {
11992                                 const u32 mem_size = regs[i].mem_size;
11993
11994                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
11995                                 regs[i].mem_size = mem_size;
11996                                 regs[i].id = ++env->id_gen;
11997                         }
11998                 }
11999         } else {
12000                 /* 1st arg to a function */
12001                 regs[BPF_REG_1].type = PTR_TO_CTX;
12002                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_1);
12003                 ret = btf_check_func_arg_match(env, subprog, regs);
12004                 if (ret == -EFAULT)
12005                         /* unlikely verifier bug. abort.
12006                          * ret == 0 and ret < 0 are sadly acceptable for
12007                          * main() function due to backward compatibility.
12008                          * Like socket filter program may be written as:
12009                          * int bpf_prog(struct pt_regs *ctx)
12010                          * and never dereference that ctx in the program.
12011                          * 'struct pt_regs' is a type mismatch for socket
12012                          * filter that should be using 'struct __sk_buff'.
12013                          */
12014                         goto out;
12015         }
12016
12017         ret = do_check(env);
12018 out:
12019         /* check for NULL is necessary, since cur_state can be freed inside
12020          * do_check() under memory pressure.
12021          */
12022         if (env->cur_state) {
12023                 free_verifier_state(env->cur_state, true);
12024                 env->cur_state = NULL;
12025         }
12026         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
12027         if (!ret && pop_log)
12028                 bpf_vlog_reset(&env->log, 0);
12029         free_states(env);
12030         if (ret)
12031                 /* clean aux data in case subprog was rejected */
12032                 sanitize_insn_aux_data(env);
12033         return ret;
12034 }
12035
12036 /* Verify all global functions in a BPF program one by one based on their BTF.
12037  * All global functions must pass verification. Otherwise the whole program is rejected.
12038  * Consider:
12039  * int bar(int);
12040  * int foo(int f)
12041  * {
12042  *    return bar(f);
12043  * }
12044  * int bar(int b)
12045  * {
12046  *    ...
12047  * }
12048  * foo() will be verified first for R1=any_scalar_value. During verification it
12049  * will be assumed that bar() already verified successfully and call to bar()
12050  * from foo() will be checked for type match only. Later bar() will be verified
12051  * independently to check that it's safe for R1=any_scalar_value.
12052  */
12053 static int do_check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
12054 {
12055         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
12056         int i, ret;
12057
12058         if (!aux->func_info)
12059                 return 0;
12060
12061         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
12062                 if (aux->func_info_aux[i].linkage != BTF_FUNC_GLOBAL)
12063                         continue;
12064                 env->insn_idx = env->subprog_info[i].start;
12065                 WARN_ON_ONCE(env->insn_idx == 0);
12066                 ret = do_check_common(env, i);
12067                 if (ret) {
12068                         return ret;
12069                 } else if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
12070                         verbose(env,
12071                                 "Func#%d is safe for any args that match its prototype\n",
12072                                 i);
12073                 }
12074         }
12075         return 0;
12076 }
12077
12078 static int do_check_main(struct bpf_verifier_env *env)
12079 {
12080         int ret;
12081
12082         env->insn_idx = 0;
12083         ret = do_check_common(env, 0);
12084         if (!ret)
12085                 env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
12086         return ret;
12087 }
12088
12089
12090 static void print_verification_stats(struct bpf_verifier_env *env)
12091 {
12092         int i;
12093
12094         if (env->log.level & BPF_LOG_STATS) {
12095                 verbose(env, "verification time %lld usec\n",
12096                         div_u64(env->verification_time, 1000));
12097                 verbose(env, "stack depth ");
12098                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
12099                         u32 depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
12100
12101                         verbose(env, "%d", depth);
12102                         if (i + 1 < env->subprog_cnt)
12103                                 verbose(env, "+");
12104                 }
12105                 verbose(env, "\n");
12106         }
12107         verbose(env, "processed %d insns (limit %d) max_states_per_insn %d "
12108                 "total_states %d peak_states %d mark_read %d\n",
12109                 env->insn_processed, BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS,
12110                 env->max_states_per_insn, env->total_states,
12111                 env->peak_states, env->longest_mark_read_walk);
12112 }
12113
12114 static int check_struct_ops_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
12115 {
12116         const struct btf_type *t, *func_proto;
12117         const struct bpf_struct_ops *st_ops;
12118         const struct btf_member *member;
12119         struct bpf_prog *prog = env->prog;
12120         u32 btf_id, member_idx;
12121         const char *mname;
12122
12123         btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
12124         st_ops = bpf_struct_ops_find(btf_id);
12125         if (!st_ops) {
12126                 verbose(env, "attach_btf_id %u is not a supported struct\n",
12127                         btf_id);
12128                 return -ENOTSUPP;
12129         }
12130
12131         t = st_ops->type;
12132         member_idx = prog->expected_attach_type;
12133         if (member_idx >= btf_type_vlen(t)) {
12134                 verbose(env, "attach to invalid member idx %u of struct %s\n",
12135                         member_idx, st_ops->name);
12136                 return -EINVAL;
12137         }
12138
12139         member = &btf_type_member(t)[member_idx];
12140         mname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, member->name_off);
12141         func_proto = btf_type_resolve_func_ptr(btf_vmlinux, member->type,
12142                                                NULL);
12143         if (!func_proto) {
12144                 verbose(env, "attach to invalid member %s(@idx %u) of struct %s\n",
12145                         mname, member_idx, st_ops->name);
12146                 return -EINVAL;
12147         }
12148
12149         if (st_ops->check_member) {
12150                 int err = st_ops->check_member(t, member);
12151
12152                 if (err) {
12153                         verbose(env, "attach to unsupported member %s of struct %s\n",
12154                                 mname, st_ops->name);
12155                         return err;
12156                 }
12157         }
12158
12159         prog->aux->attach_func_proto = func_proto;
12160         prog->aux->attach_func_name = mname;
12161         env->ops = st_ops->verifier_ops;
12162
12163         return 0;
12164 }
12165 #define SECURITY_PREFIX "security_"
12166
12167 static int check_attach_modify_return(unsigned long addr, const char *func_name)
12168 {
12169         if (within_error_injection_list(addr) ||
12170             !strncmp(SECURITY_PREFIX, func_name, sizeof(SECURITY_PREFIX) - 1))
12171                 return 0;
12172
12173         return -EINVAL;
12174 }
12175
12176 /* list of non-sleepable functions that are otherwise on
12177  * ALLOW_ERROR_INJECTION list
12178  */
12179 BTF_SET_START(btf_non_sleepable_error_inject)
12180 /* Three functions below can be called from sleepable and non-sleepable context.
12181  * Assume non-sleepable from bpf safety point of view.
12182  */
12183 BTF_ID(func, __add_to_page_cache_locked)
12184 BTF_ID(func, should_fail_alloc_page)
12185 BTF_ID(func, should_failslab)
12186 BTF_SET_END(btf_non_sleepable_error_inject)
12187
12188 static int check_non_sleepable_error_inject(u32 btf_id)
12189 {
12190         return btf_id_set_contains(&btf_non_sleepable_error_inject, btf_id);
12191 }
12192
12193 int bpf_check_attach_target(struct bpf_verifier_log *log,
12194                             const struct bpf_prog *prog,
12195                             const struct bpf_prog *tgt_prog,
12196                             u32 btf_id,
12197                             struct bpf_attach_target_info *tgt_info)
12198 {
12199         bool prog_extension = prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT;
12200         const char prefix[] = "btf_trace_";
12201         int ret = 0, subprog = -1, i;
12202         const struct btf_type *t;
12203         bool conservative = true;
12204         const char *tname;
12205         struct btf *btf;
12206         long addr = 0;
12207
12208         if (!btf_id) {
12209                 bpf_log(log, "Tracing programs must provide btf_id\n");
12210                 return -EINVAL;
12211         }
12212         btf = tgt_prog ? tgt_prog->aux->btf : prog->aux->attach_btf;
12213         if (!btf) {
12214                 bpf_log(log,
12215                         "FENTRY/FEXIT program can only be attached to another program annotated with BTF\n");
12216                 return -EINVAL;
12217         }
12218         t = btf_type_by_id(btf, btf_id);
12219         if (!t) {
12220                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u is invalid\n", btf_id);
12221                 return -EINVAL;
12222         }
12223         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
12224         if (!tname) {
12225                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u doesn't have a name\n", btf_id);
12226                 return -EINVAL;
12227         }
12228         if (tgt_prog) {
12229                 struct bpf_prog_aux *aux = tgt_prog->aux;
12230
12231                 for (i = 0; i < aux->func_info_cnt; i++)
12232                         if (aux->func_info[i].type_id == btf_id) {
12233                                 subprog = i;
12234                                 break;
12235                         }
12236                 if (subprog == -1) {
12237                         bpf_log(log, "Subprog %s doesn't exist\n", tname);
12238                         return -EINVAL;
12239                 }
12240                 conservative = aux->func_info_aux[subprog].unreliable;
12241                 if (prog_extension) {
12242                         if (conservative) {
12243                                 bpf_log(log,
12244                                         "Cannot replace static functions\n");
12245                                 return -EINVAL;
12246                         }
12247                         if (!prog->jit_requested) {
12248                                 bpf_log(log,
12249                                         "Extension programs should be JITed\n");
12250                                 return -EINVAL;
12251                         }
12252                 }
12253                 if (!tgt_prog->jited) {
12254                         bpf_log(log, "Can attach to only JITed progs\n");
12255                         return -EINVAL;
12256                 }
12257                 if (tgt_prog->type == prog->type) {
12258                         /* Cannot fentry/fexit another fentry/fexit program.
12259                          * Cannot attach program extension to another extension.
12260                          * It's ok to attach fentry/fexit to extension program.
12261                          */
12262                         bpf_log(log, "Cannot recursively attach\n");
12263                         return -EINVAL;
12264                 }
12265                 if (tgt_prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
12266                     prog_extension &&
12267                     (tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FENTRY ||
12268                      tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FEXIT)) {
12269                         /* Program extensions can extend all program types
12270                          * except fentry/fexit. The reason is the following.
12271                          * The fentry/fexit programs are used for performance
12272                          * analysis, stats and can be attached to any program
12273                          * type except themselves. When extension program is
12274                          * replacing XDP function it is necessary to allow
12275                          * performance analysis of all functions. Both original
12276                          * XDP program and its program extension. Hence
12277                          * attaching fentry/fexit to BPF_PROG_TYPE_EXT is
12278                          * allowed. If extending of fentry/fexit was allowed it
12279                          * would be possible to create long call chain
12280                          * fentry->extension->fentry->extension beyond
12281                          * reasonable stack size. Hence extending fentry is not
12282                          * allowed.
12283                          */
12284                         bpf_log(log, "Cannot extend fentry/fexit\n");
12285                         return -EINVAL;
12286                 }
12287         } else {
12288                 if (prog_extension) {
12289                         bpf_log(log, "Cannot replace kernel functions\n");
12290                         return -EINVAL;
12291                 }
12292         }
12293
12294         switch (prog->expected_attach_type) {
12295         case BPF_TRACE_RAW_TP:
12296                 if (tgt_prog) {
12297                         bpf_log(log,
12298                                 "Only FENTRY/FEXIT progs are attachable to another BPF prog\n");
12299                         return -EINVAL;
12300                 }
12301                 if (!btf_type_is_typedef(t)) {
12302                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a typedef\n",
12303                                 btf_id);
12304                         return -EINVAL;
12305                 }
12306                 if (strncmp(prefix, tname, sizeof(prefix) - 1)) {
12307                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u points to wrong type name %s\n",
12308                                 btf_id, tname);
12309                         return -EINVAL;
12310                 }
12311                 tname += sizeof(prefix) - 1;
12312                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
12313                 if (!btf_type_is_ptr(t))
12314                         /* should never happen in valid vmlinux build */
12315                         return -EINVAL;
12316                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
12317                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
12318                         /* should never happen in valid vmlinux build */
12319                         return -EINVAL;
12320
12321                 break;
12322         case BPF_TRACE_ITER:
12323                 if (!btf_type_is_func(t)) {
12324                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
12325                                 btf_id);
12326                         return -EINVAL;
12327                 }
12328                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
12329                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
12330                         return -EINVAL;
12331                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
12332                 if (ret)
12333                         return ret;
12334                 break;
12335         default:
12336                 if (!prog_extension)
12337                         return -EINVAL;
12338                 fallthrough;
12339         case BPF_MODIFY_RETURN:
12340         case BPF_LSM_MAC:
12341         case BPF_TRACE_FENTRY:
12342         case BPF_TRACE_FEXIT:
12343                 if (!btf_type_is_func(t)) {
12344                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
12345                                 btf_id);
12346                         return -EINVAL;
12347                 }
12348                 if (prog_extension &&
12349                     btf_check_type_match(log, prog, btf, t))
12350                         return -EINVAL;
12351                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
12352                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
12353                         return -EINVAL;
12354
12355                 if ((prog->aux->saved_dst_prog_type || prog->aux->saved_dst_attach_type) &&
12356                     (!tgt_prog || prog->aux->saved_dst_prog_type != tgt_prog->type ||
12357                      prog->aux->saved_dst_attach_type != tgt_prog->expected_attach_type))
12358                         return -EINVAL;
12359
12360                 if (tgt_prog && conservative)
12361                         t = NULL;
12362
12363                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
12364                 if (ret < 0)
12365                         return ret;
12366
12367                 if (tgt_prog) {
12368                         if (subprog == 0)
12369                                 addr = (long) tgt_prog->bpf_func;
12370                         else
12371                                 addr = (long) tgt_prog->aux->func[subprog]->bpf_func;
12372                 } else {
12373                         addr = kallsyms_lookup_name(tname);
12374                         if (!addr) {
12375                                 bpf_log(log,
12376                                         "The address of function %s cannot be found\n",
12377                                         tname);
12378                                 return -ENOENT;
12379                         }
12380                 }
12381
12382                 if (prog->aux->sleepable) {
12383                         ret = -EINVAL;
12384                         switch (prog->type) {
12385                         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
12386                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can be sleepable only if they are
12387                                  * attached to ALLOW_ERROR_INJECTION and are not in denylist.
12388                                  */
12389                                 if (!check_non_sleepable_error_inject(btf_id) &&
12390                                     within_error_injection_list(addr))
12391                                         ret = 0;
12392                                 break;
12393                         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
12394                                 /* LSM progs check that they are attached to bpf_lsm_*() funcs.
12395                                  * Only some of them are sleepable.
12396                                  */
12397                                 if (bpf_lsm_is_sleepable_hook(btf_id))
12398                                         ret = 0;
12399                                 break;
12400                         default:
12401                                 break;
12402                         }
12403                         if (ret) {
12404                                 bpf_log(log, "%s is not sleepable\n", tname);
12405                                 return ret;
12406                         }
12407                 } else if (prog->expected_attach_type == BPF_MODIFY_RETURN) {
12408                         if (tgt_prog) {
12409                                 bpf_log(log, "can't modify return codes of BPF programs\n");
12410                                 return -EINVAL;
12411                         }
12412                         ret = check_attach_modify_return(addr, tname);
12413                         if (ret) {
12414                                 bpf_log(log, "%s() is not modifiable\n", tname);
12415                                 return ret;
12416                         }
12417                 }
12418
12419                 break;
12420         }
12421         tgt_info->tgt_addr = addr;
12422         tgt_info->tgt_name = tname;
12423         tgt_info->tgt_type = t;
12424         return 0;
12425 }
12426
12427 static int check_attach_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
12428 {
12429         struct bpf_prog *prog = env->prog;
12430         struct bpf_prog *tgt_prog = prog->aux->dst_prog;
12431         struct bpf_attach_target_info tgt_info = {};
12432         u32 btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
12433         struct bpf_trampoline *tr;
12434         int ret;
12435         u64 key;
12436
12437         if (prog->aux->sleepable && prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
12438             prog->type != BPF_PROG_TYPE_LSM) {
12439                 verbose(env, "Only fentry/fexit/fmod_ret and lsm programs can be sleepable\n");
12440                 return -EINVAL;
12441         }
12442
12443         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS)
12444                 return check_struct_ops_btf_id(env);
12445
12446         if (prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
12447             prog->type != BPF_PROG_TYPE_LSM &&
12448             prog->type != BPF_PROG_TYPE_EXT)
12449                 return 0;
12450
12451         ret = bpf_check_attach_target(&env->log, prog, tgt_prog, btf_id, &tgt_info);
12452         if (ret)
12453                 return ret;
12454
12455         if (tgt_prog && prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
12456                 /* to make freplace equivalent to their targets, they need to
12457                  * inherit env->ops and expected_attach_type for the rest of the
12458                  * verification
12459                  */
12460                 env->ops = bpf_verifier_ops[tgt_prog->type];
12461                 prog->expected_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
12462         }
12463
12464         /* store info about the attachment target that will be used later */
12465         prog->aux->attach_func_proto = tgt_info.tgt_type;
12466         prog->aux->attach_func_name = tgt_info.tgt_name;
12467
12468         if (tgt_prog) {
12469                 prog->aux->saved_dst_prog_type = tgt_prog->type;
12470                 prog->aux->saved_dst_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
12471         }
12472
12473         if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_RAW_TP) {
12474                 prog->aux->attach_btf_trace = true;
12475                 return 0;
12476         } else if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_ITER) {
12477                 if (!bpf_iter_prog_supported(prog))
12478                         return -EINVAL;
12479                 return 0;
12480         }
12481
12482         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM) {
12483                 ret = bpf_lsm_verify_prog(&env->log, prog);
12484                 if (ret < 0)
12485                         return ret;
12486         }
12487
12488         key = bpf_trampoline_compute_key(tgt_prog, prog->aux->attach_btf, btf_id);
12489         tr = bpf_trampoline_get(key, &tgt_info);
12490         if (!tr)
12491                 return -ENOMEM;
12492
12493         prog->aux->dst_trampoline = tr;
12494         return 0;
12495 }
12496
12497 struct btf *bpf_get_btf_vmlinux(void)
12498 {
12499         if (!btf_vmlinux && IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_INFO_BTF)) {
12500                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
12501                 if (!btf_vmlinux)
12502                         btf_vmlinux = btf_parse_vmlinux();
12503                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
12504         }
12505         return btf_vmlinux;
12506 }
12507
12508 int bpf_check(struct bpf_prog **prog, union bpf_attr *attr,
12509               union bpf_attr __user *uattr)
12510 {
12511         u64 start_time = ktime_get_ns();
12512         struct bpf_verifier_env *env;
12513         struct bpf_verifier_log *log;
12514         int i, len, ret = -EINVAL;
12515         bool is_priv;
12516
12517         /* no program is valid */
12518         if (ARRAY_SIZE(bpf_verifier_ops) == 0)
12519                 return -EINVAL;
12520
12521         /* 'struct bpf_verifier_env' can be global, but since it's not small,
12522          * allocate/free it every time bpf_check() is called
12523          */
12524         env = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_env), GFP_KERNEL);
12525         if (!env)
12526                 return -ENOMEM;
12527         log = &env->log;
12528
12529         len = (*prog)->len;
12530         env->insn_aux_data =
12531                 vzalloc(array_size(sizeof(struct bpf_insn_aux_data), len));
12532         ret = -ENOMEM;
12533         if (!env->insn_aux_data)
12534                 goto err_free_env;
12535         for (i = 0; i < len; i++)
12536                 env->insn_aux_data[i].orig_idx = i;
12537         env->prog = *prog;
12538         env->ops = bpf_verifier_ops[env->prog->type];
12539         is_priv = bpf_capable();
12540
12541         bpf_get_btf_vmlinux();
12542
12543         /* grab the mutex to protect few globals used by verifier */
12544         if (!is_priv)
12545                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
12546
12547         if (attr->log_level || attr->log_buf || attr->log_size) {
12548                 /* user requested verbose verifier output
12549                  * and supplied buffer to store the verification trace
12550                  */
12551                 log->level = attr->log_level;
12552                 log->ubuf = (char __user *) (unsigned long) attr->log_buf;
12553                 log->len_total = attr->log_size;
12554
12555                 ret = -EINVAL;
12556                 /* log attributes have to be sane */
12557                 if (log->len_total < 128 || log->len_total > UINT_MAX >> 2 ||
12558                     !log->level || !log->ubuf || log->level & ~BPF_LOG_MASK)
12559                         goto err_unlock;
12560         }
12561
12562         if (IS_ERR(btf_vmlinux)) {
12563                 /* Either gcc or pahole or kernel are broken. */
12564                 verbose(env, "in-kernel BTF is malformed\n");
12565                 ret = PTR_ERR(btf_vmlinux);
12566                 goto skip_full_check;
12567         }
12568
12569         env->strict_alignment = !!(attr->prog_flags & BPF_F_STRICT_ALIGNMENT);
12570         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS))
12571                 env->strict_alignment = true;
12572         if (attr->prog_flags & BPF_F_ANY_ALIGNMENT)
12573                 env->strict_alignment = false;
12574
12575         env->allow_ptr_leaks = bpf_allow_ptr_leaks();
12576         env->allow_uninit_stack = bpf_allow_uninit_stack();
12577         env->allow_ptr_to_map_access = bpf_allow_ptr_to_map_access();
12578         env->bypass_spec_v1 = bpf_bypass_spec_v1();
12579         env->bypass_spec_v4 = bpf_bypass_spec_v4();
12580         env->bpf_capable = bpf_capable();
12581
12582         if (is_priv)
12583                 env->test_state_freq = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_STATE_FREQ;
12584
12585         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
12586                 ret = bpf_prog_offload_verifier_prep(env->prog);
12587                 if (ret)
12588                         goto skip_full_check;
12589         }
12590
12591         env->explored_states = kvcalloc(state_htab_size(env),
12592                                        sizeof(struct bpf_verifier_state_list *),
12593                                        GFP_USER);
12594         ret = -ENOMEM;
12595         if (!env->explored_states)
12596                 goto skip_full_check;
12597
12598         ret = check_subprogs(env);
12599         if (ret < 0)
12600                 goto skip_full_check;
12601
12602         ret = check_btf_info(env, attr, uattr);
12603         if (ret < 0)
12604                 goto skip_full_check;
12605
12606         ret = check_attach_btf_id(env);
12607         if (ret)
12608                 goto skip_full_check;
12609
12610         ret = resolve_pseudo_ldimm64(env);
12611         if (ret < 0)
12612                 goto skip_full_check;
12613
12614         ret = check_cfg(env);
12615         if (ret < 0)
12616                 goto skip_full_check;
12617
12618         ret = do_check_subprogs(env);
12619         ret = ret ?: do_check_main(env);
12620
12621         if (ret == 0 && bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
12622                 ret = bpf_prog_offload_finalize(env);
12623
12624 skip_full_check:
12625         kvfree(env->explored_states);
12626
12627         if (ret == 0)
12628                 ret = check_max_stack_depth(env);
12629
12630         /* instruction rewrites happen after this point */
12631         if (is_priv) {
12632                 if (ret == 0)
12633                         opt_hard_wire_dead_code_branches(env);
12634                 if (ret == 0)
12635                         ret = opt_remove_dead_code(env);
12636                 if (ret == 0)
12637                         ret = opt_remove_nops(env);
12638         } else {
12639                 if (ret == 0)
12640                         sanitize_dead_code(env);
12641         }
12642
12643         if (ret == 0)
12644                 /* program is valid, convert *(u32*)(ctx + off) accesses */
12645                 ret = convert_ctx_accesses(env);
12646
12647         if (ret == 0)
12648                 ret = fixup_bpf_calls(env);
12649
12650         /* do 32-bit optimization after insn patching has done so those patched
12651          * insns could be handled correctly.
12652          */
12653         if (ret == 0 && !bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
12654                 ret = opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(env, attr);
12655                 env->prog->aux->verifier_zext = bpf_jit_needs_zext() ? !ret
12656                                                                      : false;
12657         }
12658
12659         if (ret == 0)
12660                 ret = fixup_call_args(env);
12661
12662         env->verification_time = ktime_get_ns() - start_time;
12663         print_verification_stats(env);
12664
12665         if (log->level && bpf_verifier_log_full(log))
12666                 ret = -ENOSPC;
12667         if (log->level && !log->ubuf) {
12668                 ret = -EFAULT;
12669                 goto err_release_maps;
12670         }
12671
12672         if (ret)
12673                 goto err_release_maps;
12674
12675         if (env->used_map_cnt) {
12676                 /* if program passed verifier, update used_maps in bpf_prog_info */
12677                 env->prog->aux->used_maps = kmalloc_array(env->used_map_cnt,
12678                                                           sizeof(env->used_maps[0]),
12679                                                           GFP_KERNEL);
12680
12681                 if (!env->prog->aux->used_maps) {
12682                         ret = -ENOMEM;
12683                         goto err_release_maps;
12684                 }
12685
12686                 memcpy(env->prog->aux->used_maps, env->used_maps,
12687                        sizeof(env->used_maps[0]) * env->used_map_cnt);
12688                 env->prog->aux->used_map_cnt = env->used_map_cnt;
12689         }
12690         if (env->used_btf_cnt) {
12691                 /* if program passed verifier, update used_btfs in bpf_prog_aux */
12692                 env->prog->aux->used_btfs = kmalloc_array(env->used_btf_cnt,
12693                                                           sizeof(env->used_btfs[0]),
12694                                                           GFP_KERNEL);
12695                 if (!env->prog->aux->used_btfs) {
12696                         ret = -ENOMEM;
12697                         goto err_release_maps;
12698                 }
12699
12700                 memcpy(env->prog->aux->used_btfs, env->used_btfs,
12701                        sizeof(env->used_btfs[0]) * env->used_btf_cnt);
12702                 env->prog->aux->used_btf_cnt = env->used_btf_cnt;
12703         }
12704         if (env->used_map_cnt || env->used_btf_cnt) {
12705                 /* program is valid. Convert pseudo bpf_ld_imm64 into generic
12706                  * bpf_ld_imm64 instructions
12707                  */
12708                 convert_pseudo_ld_imm64(env);
12709         }
12710
12711         adjust_btf_func(env);
12712
12713 err_release_maps:
12714         if (!env->prog->aux->used_maps)
12715                 /* if we didn't copy map pointers into bpf_prog_info, release
12716                  * them now. Otherwise free_used_maps() will release them.
12717                  */
12718                 release_maps(env);
12719         if (!env->prog->aux->used_btfs)
12720                 release_btfs(env);
12721
12722         /* extension progs temporarily inherit the attach_type of their targets
12723            for verification purposes, so set it back to zero before returning
12724          */
12725         if (env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT)
12726                 env->prog->expected_attach_type = 0;
12727
12728         *prog = env->prog;
12729 err_unlock:
12730         if (!is_priv)
12731                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
12732         vfree(env->insn_aux_data);
12733 err_free_env:
12734         kfree(env);
12735         return ret;
12736 }