Merge tag 'powerpc-6.5-3' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/powerpc...
[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/bpf-cgroup.h>
8 #include <linux/kernel.h>
9 #include <linux/types.h>
10 #include <linux/slab.h>
11 #include <linux/bpf.h>
12 #include <linux/btf.h>
13 #include <linux/bpf_verifier.h>
14 #include <linux/filter.h>
15 #include <net/netlink.h>
16 #include <linux/file.h>
17 #include <linux/vmalloc.h>
18 #include <linux/stringify.h>
19 #include <linux/bsearch.h>
20 #include <linux/sort.h>
21 #include <linux/perf_event.h>
22 #include <linux/ctype.h>
23 #include <linux/error-injection.h>
24 #include <linux/bpf_lsm.h>
25 #include <linux/btf_ids.h>
26 #include <linux/poison.h>
27 #include <linux/module.h>
28
29 #include "disasm.h"
30
31 static const struct bpf_verifier_ops * const bpf_verifier_ops[] = {
32 #define BPF_PROG_TYPE(_id, _name, prog_ctx_type, kern_ctx_type) \
33         [_id] = & _name ## _verifier_ops,
34 #define BPF_MAP_TYPE(_id, _ops)
35 #define BPF_LINK_TYPE(_id, _name)
36 #include <linux/bpf_types.h>
37 #undef BPF_PROG_TYPE
38 #undef BPF_MAP_TYPE
39 #undef BPF_LINK_TYPE
40 };
41
42 /* bpf_check() is a static code analyzer that walks eBPF program
43  * instruction by instruction and updates register/stack state.
44  * All paths of conditional branches are analyzed until 'bpf_exit' insn.
45  *
46  * The first pass is depth-first-search to check that the program is a DAG.
47  * It rejects the following programs:
48  * - larger than BPF_MAXINSNS insns
49  * - if loop is present (detected via back-edge)
50  * - unreachable insns exist (shouldn't be a forest. program = one function)
51  * - out of bounds or malformed jumps
52  * The second pass is all possible path descent from the 1st insn.
53  * Since it's analyzing all paths through the program, the length of the
54  * analysis is limited to 64k insn, which may be hit even if total number of
55  * insn is less then 4K, but there are too many branches that change stack/regs.
56  * Number of 'branches to be analyzed' is limited to 1k
57  *
58  * On entry to each instruction, each register has a type, and the instruction
59  * changes the types of the registers depending on instruction semantics.
60  * If instruction is BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_5), then type of R5 is
61  * copied to R1.
62  *
63  * All registers are 64-bit.
64  * R0 - return register
65  * R1-R5 argument passing registers
66  * R6-R9 callee saved registers
67  * R10 - frame pointer read-only
68  *
69  * At the start of BPF program the register R1 contains a pointer to bpf_context
70  * and has type PTR_TO_CTX.
71  *
72  * Verifier tracks arithmetic operations on pointers in case:
73  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_10),
74  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_1, -20),
75  * 1st insn copies R10 (which has FRAME_PTR) type into R1
76  * and 2nd arithmetic instruction is pattern matched to recognize
77  * that it wants to construct a pointer to some element within stack.
78  * So after 2nd insn, the register R1 has type PTR_TO_STACK
79  * (and -20 constant is saved for further stack bounds checking).
80  * Meaning that this reg is a pointer to stack plus known immediate constant.
81  *
82  * Most of the time the registers have SCALAR_VALUE type, which
83  * means the register has some value, but it's not a valid pointer.
84  * (like pointer plus pointer becomes SCALAR_VALUE type)
85  *
86  * When verifier sees load or store instructions the type of base register
87  * can be: PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_CTX, PTR_TO_STACK, PTR_TO_SOCKET. These are
88  * four pointer types recognized by check_mem_access() function.
89  *
90  * PTR_TO_MAP_VALUE means that this register is pointing to 'map element value'
91  * and the range of [ptr, ptr + map's value_size) is accessible.
92  *
93  * registers used to pass values to function calls are checked against
94  * function argument constraints.
95  *
96  * ARG_PTR_TO_MAP_KEY is one of such argument constraints.
97  * It means that the register type passed to this function must be
98  * PTR_TO_STACK and it will be used inside the function as
99  * 'pointer to map element key'
100  *
101  * For example the argument constraints for bpf_map_lookup_elem():
102  *   .ret_type = RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL,
103  *   .arg1_type = ARG_CONST_MAP_PTR,
104  *   .arg2_type = ARG_PTR_TO_MAP_KEY,
105  *
106  * ret_type says that this function returns 'pointer to map elem value or null'
107  * function expects 1st argument to be a const pointer to 'struct bpf_map' and
108  * 2nd argument should be a pointer to stack, which will be used inside
109  * the helper function as a pointer to map element key.
110  *
111  * On the kernel side the helper function looks like:
112  * u64 bpf_map_lookup_elem(u64 r1, u64 r2, u64 r3, u64 r4, u64 r5)
113  * {
114  *    struct bpf_map *map = (struct bpf_map *) (unsigned long) r1;
115  *    void *key = (void *) (unsigned long) r2;
116  *    void *value;
117  *
118  *    here kernel can access 'key' and 'map' pointers safely, knowing that
119  *    [key, key + map->key_size) bytes are valid and were initialized on
120  *    the stack of eBPF program.
121  * }
122  *
123  * Corresponding eBPF program may look like:
124  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, BPF_REG_10),  // after this insn R2 type is FRAME_PTR
125  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_2, -4), // after this insn R2 type is PTR_TO_STACK
126  *    BPF_LD_MAP_FD(BPF_REG_1, map_fd),      // after this insn R1 type is CONST_PTR_TO_MAP
127  *    BPF_RAW_INSN(BPF_JMP | BPF_CALL, 0, 0, 0, BPF_FUNC_map_lookup_elem),
128  * here verifier looks at prototype of map_lookup_elem() and sees:
129  * .arg1_type == ARG_CONST_MAP_PTR and R1->type == CONST_PTR_TO_MAP, which is ok,
130  * Now verifier knows that this map has key of R1->map_ptr->key_size bytes
131  *
132  * Then .arg2_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY and R2->type == PTR_TO_STACK, ok so far,
133  * Now verifier checks that [R2, R2 + map's key_size) are within stack limits
134  * and were initialized prior to this call.
135  * If it's ok, then verifier allows this BPF_CALL insn and looks at
136  * .ret_type which is RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, so it sets
137  * R0->type = PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL which means bpf_map_lookup_elem() function
138  * returns either pointer to map value or NULL.
139  *
140  * When type PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL passes through 'if (reg != 0) goto +off'
141  * insn, the register holding that pointer in the true branch changes state to
142  * PTR_TO_MAP_VALUE and the same register changes state to CONST_IMM in the false
143  * branch. See check_cond_jmp_op().
144  *
145  * After the call R0 is set to return type of the function and registers R1-R5
146  * are set to NOT_INIT to indicate that they are no longer readable.
147  *
148  * The following reference types represent a potential reference to a kernel
149  * resource which, after first being allocated, must be checked and freed by
150  * the BPF program:
151  * - PTR_TO_SOCKET_OR_NULL, PTR_TO_SOCKET
152  *
153  * When the verifier sees a helper call return a reference type, it allocates a
154  * pointer id for the reference and stores it in the current function state.
155  * Similar to the way that PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL is converted into
156  * PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_SOCKET_OR_NULL becomes PTR_TO_SOCKET when the type
157  * passes through a NULL-check conditional. For the branch wherein the state is
158  * changed to CONST_IMM, the verifier releases the reference.
159  *
160  * For each helper function that allocates a reference, such as
161  * bpf_sk_lookup_tcp(), there is a corresponding release function, such as
162  * bpf_sk_release(). When a reference type passes into the release function,
163  * the verifier also releases the reference. If any unchecked or unreleased
164  * reference remains at the end of the program, the verifier rejects it.
165  */
166
167 /* verifier_state + insn_idx are pushed to stack when branch is encountered */
168 struct bpf_verifier_stack_elem {
169         /* verifer state is 'st'
170          * before processing instruction 'insn_idx'
171          * and after processing instruction 'prev_insn_idx'
172          */
173         struct bpf_verifier_state st;
174         int insn_idx;
175         int prev_insn_idx;
176         struct bpf_verifier_stack_elem *next;
177         /* length of verifier log at the time this state was pushed on stack */
178         u32 log_pos;
179 };
180
181 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ    8192
182 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES     64
183
184 #define BPF_MAP_KEY_POISON      (1ULL << 63)
185 #define BPF_MAP_KEY_SEEN        (1ULL << 62)
186
187 #define BPF_MAP_PTR_UNPRIV      1UL
188 #define BPF_MAP_PTR_POISON      ((void *)((0xeB9FUL << 1) +     \
189                                           POISON_POINTER_DELTA))
190 #define BPF_MAP_PTR(X)          ((struct bpf_map *)((X) & ~BPF_MAP_PTR_UNPRIV))
191
192 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx);
193 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env, int ref_obj_id);
194 static void invalidate_non_owning_refs(struct bpf_verifier_env *env);
195 static bool in_rbtree_lock_required_cb(struct bpf_verifier_env *env);
196 static int ref_set_non_owning(struct bpf_verifier_env *env,
197                               struct bpf_reg_state *reg);
198 static void specialize_kfunc(struct bpf_verifier_env *env,
199                              u32 func_id, u16 offset, unsigned long *addr);
200 static bool is_trusted_reg(const struct bpf_reg_state *reg);
201
202 static bool bpf_map_ptr_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
203 {
204         return BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) == BPF_MAP_PTR_POISON;
205 }
206
207 static bool bpf_map_ptr_unpriv(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
208 {
209         return aux->map_ptr_state & BPF_MAP_PTR_UNPRIV;
210 }
211
212 static void bpf_map_ptr_store(struct bpf_insn_aux_data *aux,
213                               const struct bpf_map *map, bool unpriv)
214 {
215         BUILD_BUG_ON((unsigned long)BPF_MAP_PTR_POISON & BPF_MAP_PTR_UNPRIV);
216         unpriv |= bpf_map_ptr_unpriv(aux);
217         aux->map_ptr_state = (unsigned long)map |
218                              (unpriv ? BPF_MAP_PTR_UNPRIV : 0UL);
219 }
220
221 static bool bpf_map_key_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
222 {
223         return aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_POISON;
224 }
225
226 static bool bpf_map_key_unseen(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
227 {
228         return !(aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_SEEN);
229 }
230
231 static u64 bpf_map_key_immediate(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
232 {
233         return aux->map_key_state & ~(BPF_MAP_KEY_SEEN | BPF_MAP_KEY_POISON);
234 }
235
236 static void bpf_map_key_store(struct bpf_insn_aux_data *aux, u64 state)
237 {
238         bool poisoned = bpf_map_key_poisoned(aux);
239
240         aux->map_key_state = state | BPF_MAP_KEY_SEEN |
241                              (poisoned ? BPF_MAP_KEY_POISON : 0ULL);
242 }
243
244 static bool bpf_helper_call(const struct bpf_insn *insn)
245 {
246         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
247                insn->src_reg == 0;
248 }
249
250 static bool bpf_pseudo_call(const struct bpf_insn *insn)
251 {
252         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
253                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL;
254 }
255
256 static bool bpf_pseudo_kfunc_call(const struct bpf_insn *insn)
257 {
258         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
259                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL;
260 }
261
262 struct bpf_call_arg_meta {
263         struct bpf_map *map_ptr;
264         bool raw_mode;
265         bool pkt_access;
266         u8 release_regno;
267         int regno;
268         int access_size;
269         int mem_size;
270         u64 msize_max_value;
271         int ref_obj_id;
272         int dynptr_id;
273         int map_uid;
274         int func_id;
275         struct btf *btf;
276         u32 btf_id;
277         struct btf *ret_btf;
278         u32 ret_btf_id;
279         u32 subprogno;
280         struct btf_field *kptr_field;
281 };
282
283 struct bpf_kfunc_call_arg_meta {
284         /* In parameters */
285         struct btf *btf;
286         u32 func_id;
287         u32 kfunc_flags;
288         const struct btf_type *func_proto;
289         const char *func_name;
290         /* Out parameters */
291         u32 ref_obj_id;
292         u8 release_regno;
293         bool r0_rdonly;
294         u32 ret_btf_id;
295         u64 r0_size;
296         u32 subprogno;
297         struct {
298                 u64 value;
299                 bool found;
300         } arg_constant;
301
302         /* arg_{btf,btf_id,owning_ref} are used by kfunc-specific handling,
303          * generally to pass info about user-defined local kptr types to later
304          * verification logic
305          *   bpf_obj_drop
306          *     Record the local kptr type to be drop'd
307          *   bpf_refcount_acquire (via KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR arg type)
308          *     Record the local kptr type to be refcount_incr'd and use
309          *     arg_owning_ref to determine whether refcount_acquire should be
310          *     fallible
311          */
312         struct btf *arg_btf;
313         u32 arg_btf_id;
314         bool arg_owning_ref;
315
316         struct {
317                 struct btf_field *field;
318         } arg_list_head;
319         struct {
320                 struct btf_field *field;
321         } arg_rbtree_root;
322         struct {
323                 enum bpf_dynptr_type type;
324                 u32 id;
325                 u32 ref_obj_id;
326         } initialized_dynptr;
327         struct {
328                 u8 spi;
329                 u8 frameno;
330         } iter;
331         u64 mem_size;
332 };
333
334 struct btf *btf_vmlinux;
335
336 static DEFINE_MUTEX(bpf_verifier_lock);
337
338 static const struct bpf_line_info *
339 find_linfo(const struct bpf_verifier_env *env, u32 insn_off)
340 {
341         const struct bpf_line_info *linfo;
342         const struct bpf_prog *prog;
343         u32 i, nr_linfo;
344
345         prog = env->prog;
346         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
347
348         if (!nr_linfo || insn_off >= prog->len)
349                 return NULL;
350
351         linfo = prog->aux->linfo;
352         for (i = 1; i < nr_linfo; i++)
353                 if (insn_off < linfo[i].insn_off)
354                         break;
355
356         return &linfo[i - 1];
357 }
358
359 __printf(2, 3) static void verbose(void *private_data, const char *fmt, ...)
360 {
361         struct bpf_verifier_env *env = private_data;
362         va_list args;
363
364         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
365                 return;
366
367         va_start(args, fmt);
368         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
369         va_end(args);
370 }
371
372 static const char *ltrim(const char *s)
373 {
374         while (isspace(*s))
375                 s++;
376
377         return s;
378 }
379
380 __printf(3, 4) static void verbose_linfo(struct bpf_verifier_env *env,
381                                          u32 insn_off,
382                                          const char *prefix_fmt, ...)
383 {
384         const struct bpf_line_info *linfo;
385
386         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
387                 return;
388
389         linfo = find_linfo(env, insn_off);
390         if (!linfo || linfo == env->prev_linfo)
391                 return;
392
393         if (prefix_fmt) {
394                 va_list args;
395
396                 va_start(args, prefix_fmt);
397                 bpf_verifier_vlog(&env->log, prefix_fmt, args);
398                 va_end(args);
399         }
400
401         verbose(env, "%s\n",
402                 ltrim(btf_name_by_offset(env->prog->aux->btf,
403                                          linfo->line_off)));
404
405         env->prev_linfo = linfo;
406 }
407
408 static void verbose_invalid_scalar(struct bpf_verifier_env *env,
409                                    struct bpf_reg_state *reg,
410                                    struct tnum *range, const char *ctx,
411                                    const char *reg_name)
412 {
413         char tn_buf[48];
414
415         verbose(env, "At %s the register %s ", ctx, reg_name);
416         if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
417                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
418                 verbose(env, "has value %s", tn_buf);
419         } else {
420                 verbose(env, "has unknown scalar value");
421         }
422         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), *range);
423         verbose(env, " should have been in %s\n", tn_buf);
424 }
425
426 static bool type_is_pkt_pointer(enum bpf_reg_type type)
427 {
428         type = base_type(type);
429         return type == PTR_TO_PACKET ||
430                type == PTR_TO_PACKET_META;
431 }
432
433 static bool type_is_sk_pointer(enum bpf_reg_type type)
434 {
435         return type == PTR_TO_SOCKET ||
436                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON ||
437                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
438                 type == PTR_TO_XDP_SOCK;
439 }
440
441 static bool type_may_be_null(u32 type)
442 {
443         return type & PTR_MAYBE_NULL;
444 }
445
446 static bool reg_not_null(const struct bpf_reg_state *reg)
447 {
448         enum bpf_reg_type type;
449
450         type = reg->type;
451         if (type_may_be_null(type))
452                 return false;
453
454         type = base_type(type);
455         return type == PTR_TO_SOCKET ||
456                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
457                 type == PTR_TO_MAP_VALUE ||
458                 type == PTR_TO_MAP_KEY ||
459                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON ||
460                 (type == PTR_TO_BTF_ID && is_trusted_reg(reg)) ||
461                 type == PTR_TO_MEM;
462 }
463
464 static bool type_is_ptr_alloc_obj(u32 type)
465 {
466         return base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID && type_flag(type) & MEM_ALLOC;
467 }
468
469 static bool type_is_non_owning_ref(u32 type)
470 {
471         return type_is_ptr_alloc_obj(type) && type_flag(type) & NON_OWN_REF;
472 }
473
474 static struct btf_record *reg_btf_record(const struct bpf_reg_state *reg)
475 {
476         struct btf_record *rec = NULL;
477         struct btf_struct_meta *meta;
478
479         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
480                 rec = reg->map_ptr->record;
481         } else if (type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
482                 meta = btf_find_struct_meta(reg->btf, reg->btf_id);
483                 if (meta)
484                         rec = meta->record;
485         }
486         return rec;
487 }
488
489 static bool subprog_is_global(const struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
490 {
491         struct bpf_func_info_aux *aux = env->prog->aux->func_info_aux;
492
493         return aux && aux[subprog].linkage == BTF_FUNC_GLOBAL;
494 }
495
496 static bool reg_may_point_to_spin_lock(const struct bpf_reg_state *reg)
497 {
498         return btf_record_has_field(reg_btf_record(reg), BPF_SPIN_LOCK);
499 }
500
501 static bool type_is_rdonly_mem(u32 type)
502 {
503         return type & MEM_RDONLY;
504 }
505
506 static bool is_acquire_function(enum bpf_func_id func_id,
507                                 const struct bpf_map *map)
508 {
509         enum bpf_map_type map_type = map ? map->map_type : BPF_MAP_TYPE_UNSPEC;
510
511         if (func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_tcp ||
512             func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_udp ||
513             func_id == BPF_FUNC_skc_lookup_tcp ||
514             func_id == BPF_FUNC_ringbuf_reserve ||
515             func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg)
516                 return true;
517
518         if (func_id == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
519             (map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
520              map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH))
521                 return true;
522
523         return false;
524 }
525
526 static bool is_ptr_cast_function(enum bpf_func_id func_id)
527 {
528         return func_id == BPF_FUNC_tcp_sock ||
529                 func_id == BPF_FUNC_sk_fullsock ||
530                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_sock ||
531                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp6_sock ||
532                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_udp6_sock ||
533                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_mptcp_sock ||
534                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_timewait_sock ||
535                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_request_sock;
536 }
537
538 static bool is_dynptr_ref_function(enum bpf_func_id func_id)
539 {
540         return func_id == BPF_FUNC_dynptr_data;
541 }
542
543 static bool is_callback_calling_kfunc(u32 btf_id);
544
545 static bool is_callback_calling_function(enum bpf_func_id func_id)
546 {
547         return func_id == BPF_FUNC_for_each_map_elem ||
548                func_id == BPF_FUNC_timer_set_callback ||
549                func_id == BPF_FUNC_find_vma ||
550                func_id == BPF_FUNC_loop ||
551                func_id == BPF_FUNC_user_ringbuf_drain;
552 }
553
554 static bool is_async_callback_calling_function(enum bpf_func_id func_id)
555 {
556         return func_id == BPF_FUNC_timer_set_callback;
557 }
558
559 static bool is_storage_get_function(enum bpf_func_id func_id)
560 {
561         return func_id == BPF_FUNC_sk_storage_get ||
562                func_id == BPF_FUNC_inode_storage_get ||
563                func_id == BPF_FUNC_task_storage_get ||
564                func_id == BPF_FUNC_cgrp_storage_get;
565 }
566
567 static bool helper_multiple_ref_obj_use(enum bpf_func_id func_id,
568                                         const struct bpf_map *map)
569 {
570         int ref_obj_uses = 0;
571
572         if (is_ptr_cast_function(func_id))
573                 ref_obj_uses++;
574         if (is_acquire_function(func_id, map))
575                 ref_obj_uses++;
576         if (is_dynptr_ref_function(func_id))
577                 ref_obj_uses++;
578
579         return ref_obj_uses > 1;
580 }
581
582 static bool is_cmpxchg_insn(const struct bpf_insn *insn)
583 {
584         return BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX &&
585                BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
586                insn->imm == BPF_CMPXCHG;
587 }
588
589 /* string representation of 'enum bpf_reg_type'
590  *
591  * Note that reg_type_str() can not appear more than once in a single verbose()
592  * statement.
593  */
594 static const char *reg_type_str(struct bpf_verifier_env *env,
595                                 enum bpf_reg_type type)
596 {
597         char postfix[16] = {0}, prefix[64] = {0};
598         static const char * const str[] = {
599                 [NOT_INIT]              = "?",
600                 [SCALAR_VALUE]          = "scalar",
601                 [PTR_TO_CTX]            = "ctx",
602                 [CONST_PTR_TO_MAP]      = "map_ptr",
603                 [PTR_TO_MAP_VALUE]      = "map_value",
604                 [PTR_TO_STACK]          = "fp",
605                 [PTR_TO_PACKET]         = "pkt",
606                 [PTR_TO_PACKET_META]    = "pkt_meta",
607                 [PTR_TO_PACKET_END]     = "pkt_end",
608                 [PTR_TO_FLOW_KEYS]      = "flow_keys",
609                 [PTR_TO_SOCKET]         = "sock",
610                 [PTR_TO_SOCK_COMMON]    = "sock_common",
611                 [PTR_TO_TCP_SOCK]       = "tcp_sock",
612                 [PTR_TO_TP_BUFFER]      = "tp_buffer",
613                 [PTR_TO_XDP_SOCK]       = "xdp_sock",
614                 [PTR_TO_BTF_ID]         = "ptr_",
615                 [PTR_TO_MEM]            = "mem",
616                 [PTR_TO_BUF]            = "buf",
617                 [PTR_TO_FUNC]           = "func",
618                 [PTR_TO_MAP_KEY]        = "map_key",
619                 [CONST_PTR_TO_DYNPTR]   = "dynptr_ptr",
620         };
621
622         if (type & PTR_MAYBE_NULL) {
623                 if (base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID)
624                         strncpy(postfix, "or_null_", 16);
625                 else
626                         strncpy(postfix, "_or_null", 16);
627         }
628
629         snprintf(prefix, sizeof(prefix), "%s%s%s%s%s%s%s",
630                  type & MEM_RDONLY ? "rdonly_" : "",
631                  type & MEM_RINGBUF ? "ringbuf_" : "",
632                  type & MEM_USER ? "user_" : "",
633                  type & MEM_PERCPU ? "percpu_" : "",
634                  type & MEM_RCU ? "rcu_" : "",
635                  type & PTR_UNTRUSTED ? "untrusted_" : "",
636                  type & PTR_TRUSTED ? "trusted_" : ""
637         );
638
639         snprintf(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN, "%s%s%s",
640                  prefix, str[base_type(type)], postfix);
641         return env->tmp_str_buf;
642 }
643
644 static char slot_type_char[] = {
645         [STACK_INVALID] = '?',
646         [STACK_SPILL]   = 'r',
647         [STACK_MISC]    = 'm',
648         [STACK_ZERO]    = '0',
649         [STACK_DYNPTR]  = 'd',
650         [STACK_ITER]    = 'i',
651 };
652
653 static void print_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
654                            enum bpf_reg_liveness live)
655 {
656         if (live & (REG_LIVE_READ | REG_LIVE_WRITTEN | REG_LIVE_DONE))
657             verbose(env, "_");
658         if (live & REG_LIVE_READ)
659                 verbose(env, "r");
660         if (live & REG_LIVE_WRITTEN)
661                 verbose(env, "w");
662         if (live & REG_LIVE_DONE)
663                 verbose(env, "D");
664 }
665
666 static int __get_spi(s32 off)
667 {
668         return (-off - 1) / BPF_REG_SIZE;
669 }
670
671 static struct bpf_func_state *func(struct bpf_verifier_env *env,
672                                    const struct bpf_reg_state *reg)
673 {
674         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
675
676         return cur->frame[reg->frameno];
677 }
678
679 static bool is_spi_bounds_valid(struct bpf_func_state *state, int spi, int nr_slots)
680 {
681        int allocated_slots = state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE;
682
683        /* We need to check that slots between [spi - nr_slots + 1, spi] are
684         * within [0, allocated_stack).
685         *
686         * Please note that the spi grows downwards. For example, a dynptr
687         * takes the size of two stack slots; the first slot will be at
688         * spi and the second slot will be at spi - 1.
689         */
690        return spi - nr_slots + 1 >= 0 && spi < allocated_slots;
691 }
692
693 static int stack_slot_obj_get_spi(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
694                                   const char *obj_kind, int nr_slots)
695 {
696         int off, spi;
697
698         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
699                 verbose(env, "%s has to be at a constant offset\n", obj_kind);
700                 return -EINVAL;
701         }
702
703         off = reg->off + reg->var_off.value;
704         if (off % BPF_REG_SIZE) {
705                 verbose(env, "cannot pass in %s at an offset=%d\n", obj_kind, off);
706                 return -EINVAL;
707         }
708
709         spi = __get_spi(off);
710         if (spi + 1 < nr_slots) {
711                 verbose(env, "cannot pass in %s at an offset=%d\n", obj_kind, off);
712                 return -EINVAL;
713         }
714
715         if (!is_spi_bounds_valid(func(env, reg), spi, nr_slots))
716                 return -ERANGE;
717         return spi;
718 }
719
720 static int dynptr_get_spi(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
721 {
722         return stack_slot_obj_get_spi(env, reg, "dynptr", BPF_DYNPTR_NR_SLOTS);
723 }
724
725 static int iter_get_spi(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg, int nr_slots)
726 {
727         return stack_slot_obj_get_spi(env, reg, "iter", nr_slots);
728 }
729
730 static const char *btf_type_name(const struct btf *btf, u32 id)
731 {
732         return btf_name_by_offset(btf, btf_type_by_id(btf, id)->name_off);
733 }
734
735 static const char *dynptr_type_str(enum bpf_dynptr_type type)
736 {
737         switch (type) {
738         case BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL:
739                 return "local";
740         case BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
741                 return "ringbuf";
742         case BPF_DYNPTR_TYPE_SKB:
743                 return "skb";
744         case BPF_DYNPTR_TYPE_XDP:
745                 return "xdp";
746         case BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID:
747                 return "<invalid>";
748         default:
749                 WARN_ONCE(1, "unknown dynptr type %d\n", type);
750                 return "<unknown>";
751         }
752 }
753
754 static const char *iter_type_str(const struct btf *btf, u32 btf_id)
755 {
756         if (!btf || btf_id == 0)
757                 return "<invalid>";
758
759         /* we already validated that type is valid and has conforming name */
760         return btf_type_name(btf, btf_id) + sizeof(ITER_PREFIX) - 1;
761 }
762
763 static const char *iter_state_str(enum bpf_iter_state state)
764 {
765         switch (state) {
766         case BPF_ITER_STATE_ACTIVE:
767                 return "active";
768         case BPF_ITER_STATE_DRAINED:
769                 return "drained";
770         case BPF_ITER_STATE_INVALID:
771                 return "<invalid>";
772         default:
773                 WARN_ONCE(1, "unknown iter state %d\n", state);
774                 return "<unknown>";
775         }
776 }
777
778 static void mark_reg_scratched(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno)
779 {
780         env->scratched_regs |= 1U << regno;
781 }
782
783 static void mark_stack_slot_scratched(struct bpf_verifier_env *env, u32 spi)
784 {
785         env->scratched_stack_slots |= 1ULL << spi;
786 }
787
788 static bool reg_scratched(const struct bpf_verifier_env *env, u32 regno)
789 {
790         return (env->scratched_regs >> regno) & 1;
791 }
792
793 static bool stack_slot_scratched(const struct bpf_verifier_env *env, u64 regno)
794 {
795         return (env->scratched_stack_slots >> regno) & 1;
796 }
797
798 static bool verifier_state_scratched(const struct bpf_verifier_env *env)
799 {
800         return env->scratched_regs || env->scratched_stack_slots;
801 }
802
803 static void mark_verifier_state_clean(struct bpf_verifier_env *env)
804 {
805         env->scratched_regs = 0U;
806         env->scratched_stack_slots = 0ULL;
807 }
808
809 /* Used for printing the entire verifier state. */
810 static void mark_verifier_state_scratched(struct bpf_verifier_env *env)
811 {
812         env->scratched_regs = ~0U;
813         env->scratched_stack_slots = ~0ULL;
814 }
815
816 static enum bpf_dynptr_type arg_to_dynptr_type(enum bpf_arg_type arg_type)
817 {
818         switch (arg_type & DYNPTR_TYPE_FLAG_MASK) {
819         case DYNPTR_TYPE_LOCAL:
820                 return BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL;
821         case DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
822                 return BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
823         case DYNPTR_TYPE_SKB:
824                 return BPF_DYNPTR_TYPE_SKB;
825         case DYNPTR_TYPE_XDP:
826                 return BPF_DYNPTR_TYPE_XDP;
827         default:
828                 return BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID;
829         }
830 }
831
832 static enum bpf_type_flag get_dynptr_type_flag(enum bpf_dynptr_type type)
833 {
834         switch (type) {
835         case BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL:
836                 return DYNPTR_TYPE_LOCAL;
837         case BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
838                 return DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
839         case BPF_DYNPTR_TYPE_SKB:
840                 return DYNPTR_TYPE_SKB;
841         case BPF_DYNPTR_TYPE_XDP:
842                 return DYNPTR_TYPE_XDP;
843         default:
844                 return 0;
845         }
846 }
847
848 static bool dynptr_type_refcounted(enum bpf_dynptr_type type)
849 {
850         return type == BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
851 }
852
853 static void __mark_dynptr_reg(struct bpf_reg_state *reg,
854                               enum bpf_dynptr_type type,
855                               bool first_slot, int dynptr_id);
856
857 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
858                                 struct bpf_reg_state *reg);
859
860 static void mark_dynptr_stack_regs(struct bpf_verifier_env *env,
861                                    struct bpf_reg_state *sreg1,
862                                    struct bpf_reg_state *sreg2,
863                                    enum bpf_dynptr_type type)
864 {
865         int id = ++env->id_gen;
866
867         __mark_dynptr_reg(sreg1, type, true, id);
868         __mark_dynptr_reg(sreg2, type, false, id);
869 }
870
871 static void mark_dynptr_cb_reg(struct bpf_verifier_env *env,
872                                struct bpf_reg_state *reg,
873                                enum bpf_dynptr_type type)
874 {
875         __mark_dynptr_reg(reg, type, true, ++env->id_gen);
876 }
877
878 static int destroy_if_dynptr_stack_slot(struct bpf_verifier_env *env,
879                                         struct bpf_func_state *state, int spi);
880
881 static int mark_stack_slots_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
882                                    enum bpf_arg_type arg_type, int insn_idx, int clone_ref_obj_id)
883 {
884         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
885         enum bpf_dynptr_type type;
886         int spi, i, err;
887
888         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
889         if (spi < 0)
890                 return spi;
891
892         /* We cannot assume both spi and spi - 1 belong to the same dynptr,
893          * hence we need to call destroy_if_dynptr_stack_slot twice for both,
894          * to ensure that for the following example:
895          *      [d1][d1][d2][d2]
896          * spi    3   2   1   0
897          * So marking spi = 2 should lead to destruction of both d1 and d2. In
898          * case they do belong to same dynptr, second call won't see slot_type
899          * as STACK_DYNPTR and will simply skip destruction.
900          */
901         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
902         if (err)
903                 return err;
904         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi - 1);
905         if (err)
906                 return err;
907
908         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
909                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_DYNPTR;
910                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_DYNPTR;
911         }
912
913         type = arg_to_dynptr_type(arg_type);
914         if (type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID)
915                 return -EINVAL;
916
917         mark_dynptr_stack_regs(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
918                                &state->stack[spi - 1].spilled_ptr, type);
919
920         if (dynptr_type_refcounted(type)) {
921                 /* The id is used to track proper releasing */
922                 int id;
923
924                 if (clone_ref_obj_id)
925                         id = clone_ref_obj_id;
926                 else
927                         id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
928
929                 if (id < 0)
930                         return id;
931
932                 state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id = id;
933                 state->stack[spi - 1].spilled_ptr.ref_obj_id = id;
934         }
935
936         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
937         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
938
939         return 0;
940 }
941
942 static void invalidate_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *state, int spi)
943 {
944         int i;
945
946         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
947                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_INVALID;
948                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_INVALID;
949         }
950
951         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
952         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr);
953
954         /* Why do we need to set REG_LIVE_WRITTEN for STACK_INVALID slot?
955          *
956          * While we don't allow reading STACK_INVALID, it is still possible to
957          * do <8 byte writes marking some but not all slots as STACK_MISC. Then,
958          * helpers or insns can do partial read of that part without failing,
959          * but check_stack_range_initialized, check_stack_read_var_off, and
960          * check_stack_read_fixed_off will do mark_reg_read for all 8-bytes of
961          * the slot conservatively. Hence we need to prevent those liveness
962          * marking walks.
963          *
964          * This was not a problem before because STACK_INVALID is only set by
965          * default (where the default reg state has its reg->parent as NULL), or
966          * in clean_live_states after REG_LIVE_DONE (at which point
967          * mark_reg_read won't walk reg->parent chain), but not randomly during
968          * verifier state exploration (like we did above). Hence, for our case
969          * parentage chain will still be live (i.e. reg->parent may be
970          * non-NULL), while earlier reg->parent was NULL, so we need
971          * REG_LIVE_WRITTEN to screen off read marker propagation when it is
972          * done later on reads or by mark_dynptr_read as well to unnecessary
973          * mark registers in verifier state.
974          */
975         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
976         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
977 }
978
979 static int unmark_stack_slots_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
980 {
981         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
982         int spi, ref_obj_id, i;
983
984         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
985         if (spi < 0)
986                 return spi;
987
988         if (!dynptr_type_refcounted(state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type)) {
989                 invalidate_dynptr(env, state, spi);
990                 return 0;
991         }
992
993         ref_obj_id = state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
994
995         /* If the dynptr has a ref_obj_id, then we need to invalidate
996          * two things:
997          *
998          * 1) Any dynptrs with a matching ref_obj_id (clones)
999          * 2) Any slices derived from this dynptr.
1000          */
1001
1002         /* Invalidate any slices associated with this dynptr */
1003         WARN_ON_ONCE(release_reference(env, ref_obj_id));
1004
1005         /* Invalidate any dynptr clones */
1006         for (i = 1; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
1007                 if (state->stack[i].spilled_ptr.ref_obj_id != ref_obj_id)
1008                         continue;
1009
1010                 /* it should always be the case that if the ref obj id
1011                  * matches then the stack slot also belongs to a
1012                  * dynptr
1013                  */
1014                 if (state->stack[i].slot_type[0] != STACK_DYNPTR) {
1015                         verbose(env, "verifier internal error: misconfigured ref_obj_id\n");
1016                         return -EFAULT;
1017                 }
1018                 if (state->stack[i].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
1019                         invalidate_dynptr(env, state, i);
1020         }
1021
1022         return 0;
1023 }
1024
1025 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
1026                                struct bpf_reg_state *reg);
1027
1028 static void mark_reg_invalid(const struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
1029 {
1030         if (!env->allow_ptr_leaks)
1031                 __mark_reg_not_init(env, reg);
1032         else
1033                 __mark_reg_unknown(env, reg);
1034 }
1035
1036 static int destroy_if_dynptr_stack_slot(struct bpf_verifier_env *env,
1037                                         struct bpf_func_state *state, int spi)
1038 {
1039         struct bpf_func_state *fstate;
1040         struct bpf_reg_state *dreg;
1041         int i, dynptr_id;
1042
1043         /* We always ensure that STACK_DYNPTR is never set partially,
1044          * hence just checking for slot_type[0] is enough. This is
1045          * different for STACK_SPILL, where it may be only set for
1046          * 1 byte, so code has to use is_spilled_reg.
1047          */
1048         if (state->stack[spi].slot_type[0] != STACK_DYNPTR)
1049                 return 0;
1050
1051         /* Reposition spi to first slot */
1052         if (!state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
1053                 spi = spi + 1;
1054
1055         if (dynptr_type_refcounted(state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type)) {
1056                 verbose(env, "cannot overwrite referenced dynptr\n");
1057                 return -EINVAL;
1058         }
1059
1060         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
1061         mark_stack_slot_scratched(env, spi - 1);
1062
1063         /* Writing partially to one dynptr stack slot destroys both. */
1064         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
1065                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_INVALID;
1066                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_INVALID;
1067         }
1068
1069         dynptr_id = state->stack[spi].spilled_ptr.id;
1070         /* Invalidate any slices associated with this dynptr */
1071         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, fstate, dreg, ({
1072                 /* Dynptr slices are only PTR_TO_MEM_OR_NULL and PTR_TO_MEM */
1073                 if (dreg->type != (PTR_TO_MEM | PTR_MAYBE_NULL) && dreg->type != PTR_TO_MEM)
1074                         continue;
1075                 if (dreg->dynptr_id == dynptr_id)
1076                         mark_reg_invalid(env, dreg);
1077         }));
1078
1079         /* Do not release reference state, we are destroying dynptr on stack,
1080          * not using some helper to release it. Just reset register.
1081          */
1082         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
1083         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr);
1084
1085         /* Same reason as unmark_stack_slots_dynptr above */
1086         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1087         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1088
1089         return 0;
1090 }
1091
1092 static bool is_dynptr_reg_valid_uninit(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
1093 {
1094         int spi;
1095
1096         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
1097                 return false;
1098
1099         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
1100
1101         /* -ERANGE (i.e. spi not falling into allocated stack slots) isn't an
1102          * error because this just means the stack state hasn't been updated yet.
1103          * We will do check_mem_access to check and update stack bounds later.
1104          */
1105         if (spi < 0 && spi != -ERANGE)
1106                 return false;
1107
1108         /* We don't need to check if the stack slots are marked by previous
1109          * dynptr initializations because we allow overwriting existing unreferenced
1110          * STACK_DYNPTR slots, see mark_stack_slots_dynptr which calls
1111          * destroy_if_dynptr_stack_slot to ensure dynptr objects at the slots we are
1112          * touching are completely destructed before we reinitialize them for a new
1113          * one. For referenced ones, destroy_if_dynptr_stack_slot returns an error early
1114          * instead of delaying it until the end where the user will get "Unreleased
1115          * reference" error.
1116          */
1117         return true;
1118 }
1119
1120 static bool is_dynptr_reg_valid_init(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
1121 {
1122         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1123         int i, spi;
1124
1125         /* This already represents first slot of initialized bpf_dynptr.
1126          *
1127          * CONST_PTR_TO_DYNPTR already has fixed and var_off as 0 due to
1128          * check_func_arg_reg_off's logic, so we don't need to check its
1129          * offset and alignment.
1130          */
1131         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
1132                 return true;
1133
1134         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
1135         if (spi < 0)
1136                 return false;
1137         if (!state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
1138                 return false;
1139
1140         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
1141                 if (state->stack[spi].slot_type[i] != STACK_DYNPTR ||
1142                     state->stack[spi - 1].slot_type[i] != STACK_DYNPTR)
1143                         return false;
1144         }
1145
1146         return true;
1147 }
1148
1149 static bool is_dynptr_type_expected(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
1150                                     enum bpf_arg_type arg_type)
1151 {
1152         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1153         enum bpf_dynptr_type dynptr_type;
1154         int spi;
1155
1156         /* ARG_PTR_TO_DYNPTR takes any type of dynptr */
1157         if (arg_type == ARG_PTR_TO_DYNPTR)
1158                 return true;
1159
1160         dynptr_type = arg_to_dynptr_type(arg_type);
1161         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
1162                 return reg->dynptr.type == dynptr_type;
1163         } else {
1164                 spi = dynptr_get_spi(env, reg);
1165                 if (spi < 0)
1166                         return false;
1167                 return state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type == dynptr_type;
1168         }
1169 }
1170
1171 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg);
1172
1173 static int mark_stack_slots_iter(struct bpf_verifier_env *env,
1174                                  struct bpf_reg_state *reg, int insn_idx,
1175                                  struct btf *btf, u32 btf_id, int nr_slots)
1176 {
1177         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1178         int spi, i, j, id;
1179
1180         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1181         if (spi < 0)
1182                 return spi;
1183
1184         id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
1185         if (id < 0)
1186                 return id;
1187
1188         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1189                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1190                 struct bpf_reg_state *st = &slot->spilled_ptr;
1191
1192                 __mark_reg_known_zero(st);
1193                 st->type = PTR_TO_STACK; /* we don't have dedicated reg type */
1194                 st->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1195                 st->ref_obj_id = i == 0 ? id : 0;
1196                 st->iter.btf = btf;
1197                 st->iter.btf_id = btf_id;
1198                 st->iter.state = BPF_ITER_STATE_ACTIVE;
1199                 st->iter.depth = 0;
1200
1201                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1202                         slot->slot_type[j] = STACK_ITER;
1203
1204                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
1205         }
1206
1207         return 0;
1208 }
1209
1210 static int unmark_stack_slots_iter(struct bpf_verifier_env *env,
1211                                    struct bpf_reg_state *reg, int nr_slots)
1212 {
1213         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1214         int spi, i, j;
1215
1216         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1217         if (spi < 0)
1218                 return spi;
1219
1220         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1221                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1222                 struct bpf_reg_state *st = &slot->spilled_ptr;
1223
1224                 if (i == 0)
1225                         WARN_ON_ONCE(release_reference(env, st->ref_obj_id));
1226
1227                 __mark_reg_not_init(env, st);
1228
1229                 /* see unmark_stack_slots_dynptr() for why we need to set REG_LIVE_WRITTEN */
1230                 st->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1231
1232                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1233                         slot->slot_type[j] = STACK_INVALID;
1234
1235                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
1236         }
1237
1238         return 0;
1239 }
1240
1241 static bool is_iter_reg_valid_uninit(struct bpf_verifier_env *env,
1242                                      struct bpf_reg_state *reg, int nr_slots)
1243 {
1244         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1245         int spi, i, j;
1246
1247         /* For -ERANGE (i.e. spi not falling into allocated stack slots), we
1248          * will do check_mem_access to check and update stack bounds later, so
1249          * return true for that case.
1250          */
1251         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1252         if (spi == -ERANGE)
1253                 return true;
1254         if (spi < 0)
1255                 return false;
1256
1257         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1258                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1259
1260                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1261                         if (slot->slot_type[j] == STACK_ITER)
1262                                 return false;
1263         }
1264
1265         return true;
1266 }
1267
1268 static bool is_iter_reg_valid_init(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
1269                                    struct btf *btf, u32 btf_id, int nr_slots)
1270 {
1271         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1272         int spi, i, j;
1273
1274         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1275         if (spi < 0)
1276                 return false;
1277
1278         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1279                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1280                 struct bpf_reg_state *st = &slot->spilled_ptr;
1281
1282                 /* only main (first) slot has ref_obj_id set */
1283                 if (i == 0 && !st->ref_obj_id)
1284                         return false;
1285                 if (i != 0 && st->ref_obj_id)
1286                         return false;
1287                 if (st->iter.btf != btf || st->iter.btf_id != btf_id)
1288                         return false;
1289
1290                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1291                         if (slot->slot_type[j] != STACK_ITER)
1292                                 return false;
1293         }
1294
1295         return true;
1296 }
1297
1298 /* Check if given stack slot is "special":
1299  *   - spilled register state (STACK_SPILL);
1300  *   - dynptr state (STACK_DYNPTR);
1301  *   - iter state (STACK_ITER).
1302  */
1303 static bool is_stack_slot_special(const struct bpf_stack_state *stack)
1304 {
1305         enum bpf_stack_slot_type type = stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1];
1306
1307         switch (type) {
1308         case STACK_SPILL:
1309         case STACK_DYNPTR:
1310         case STACK_ITER:
1311                 return true;
1312         case STACK_INVALID:
1313         case STACK_MISC:
1314         case STACK_ZERO:
1315                 return false;
1316         default:
1317                 WARN_ONCE(1, "unknown stack slot type %d\n", type);
1318                 return true;
1319         }
1320 }
1321
1322 /* The reg state of a pointer or a bounded scalar was saved when
1323  * it was spilled to the stack.
1324  */
1325 static bool is_spilled_reg(const struct bpf_stack_state *stack)
1326 {
1327         return stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1] == STACK_SPILL;
1328 }
1329
1330 static bool is_spilled_scalar_reg(const struct bpf_stack_state *stack)
1331 {
1332         return stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1] == STACK_SPILL &&
1333                stack->spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE;
1334 }
1335
1336 static void scrub_spilled_slot(u8 *stype)
1337 {
1338         if (*stype != STACK_INVALID)
1339                 *stype = STACK_MISC;
1340 }
1341
1342 static void print_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
1343                                  const struct bpf_func_state *state,
1344                                  bool print_all)
1345 {
1346         const struct bpf_reg_state *reg;
1347         enum bpf_reg_type t;
1348         int i;
1349
1350         if (state->frameno)
1351                 verbose(env, " frame%d:", state->frameno);
1352         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
1353                 reg = &state->regs[i];
1354                 t = reg->type;
1355                 if (t == NOT_INIT)
1356                         continue;
1357                 if (!print_all && !reg_scratched(env, i))
1358                         continue;
1359                 verbose(env, " R%d", i);
1360                 print_liveness(env, reg->live);
1361                 verbose(env, "=");
1362                 if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
1363                         verbose(env, "P");
1364                 if ((t == SCALAR_VALUE || t == PTR_TO_STACK) &&
1365                     tnum_is_const(reg->var_off)) {
1366                         /* reg->off should be 0 for SCALAR_VALUE */
1367                         verbose(env, "%s", t == SCALAR_VALUE ? "" : reg_type_str(env, t));
1368                         verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
1369                 } else {
1370                         const char *sep = "";
1371
1372                         verbose(env, "%s", reg_type_str(env, t));
1373                         if (base_type(t) == PTR_TO_BTF_ID)
1374                                 verbose(env, "%s", btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id));
1375                         verbose(env, "(");
1376 /*
1377  * _a stands for append, was shortened to avoid multiline statements below.
1378  * This macro is used to output a comma separated list of attributes.
1379  */
1380 #define verbose_a(fmt, ...) ({ verbose(env, "%s" fmt, sep, __VA_ARGS__); sep = ","; })
1381
1382                         if (reg->id)
1383                                 verbose_a("id=%d", reg->id);
1384                         if (reg->ref_obj_id)
1385                                 verbose_a("ref_obj_id=%d", reg->ref_obj_id);
1386                         if (type_is_non_owning_ref(reg->type))
1387                                 verbose_a("%s", "non_own_ref");
1388                         if (t != SCALAR_VALUE)
1389                                 verbose_a("off=%d", reg->off);
1390                         if (type_is_pkt_pointer(t))
1391                                 verbose_a("r=%d", reg->range);
1392                         else if (base_type(t) == CONST_PTR_TO_MAP ||
1393                                  base_type(t) == PTR_TO_MAP_KEY ||
1394                                  base_type(t) == PTR_TO_MAP_VALUE)
1395                                 verbose_a("ks=%d,vs=%d",
1396                                           reg->map_ptr->key_size,
1397                                           reg->map_ptr->value_size);
1398                         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
1399                                 /* Typically an immediate SCALAR_VALUE, but
1400                                  * could be a pointer whose offset is too big
1401                                  * for reg->off
1402                                  */
1403                                 verbose_a("imm=%llx", reg->var_off.value);
1404                         } else {
1405                                 if (reg->smin_value != reg->umin_value &&
1406                                     reg->smin_value != S64_MIN)
1407                                         verbose_a("smin=%lld", (long long)reg->smin_value);
1408                                 if (reg->smax_value != reg->umax_value &&
1409                                     reg->smax_value != S64_MAX)
1410                                         verbose_a("smax=%lld", (long long)reg->smax_value);
1411                                 if (reg->umin_value != 0)
1412                                         verbose_a("umin=%llu", (unsigned long long)reg->umin_value);
1413                                 if (reg->umax_value != U64_MAX)
1414                                         verbose_a("umax=%llu", (unsigned long long)reg->umax_value);
1415                                 if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
1416                                         char tn_buf[48];
1417
1418                                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
1419                                         verbose_a("var_off=%s", tn_buf);
1420                                 }
1421                                 if (reg->s32_min_value != reg->smin_value &&
1422                                     reg->s32_min_value != S32_MIN)
1423                                         verbose_a("s32_min=%d", (int)(reg->s32_min_value));
1424                                 if (reg->s32_max_value != reg->smax_value &&
1425                                     reg->s32_max_value != S32_MAX)
1426                                         verbose_a("s32_max=%d", (int)(reg->s32_max_value));
1427                                 if (reg->u32_min_value != reg->umin_value &&
1428                                     reg->u32_min_value != U32_MIN)
1429                                         verbose_a("u32_min=%d", (int)(reg->u32_min_value));
1430                                 if (reg->u32_max_value != reg->umax_value &&
1431                                     reg->u32_max_value != U32_MAX)
1432                                         verbose_a("u32_max=%d", (int)(reg->u32_max_value));
1433                         }
1434 #undef verbose_a
1435
1436                         verbose(env, ")");
1437                 }
1438         }
1439         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
1440                 char types_buf[BPF_REG_SIZE + 1];
1441                 bool valid = false;
1442                 int j;
1443
1444                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++) {
1445                         if (state->stack[i].slot_type[j] != STACK_INVALID)
1446                                 valid = true;
1447                         types_buf[j] = slot_type_char[state->stack[i].slot_type[j]];
1448                 }
1449                 types_buf[BPF_REG_SIZE] = 0;
1450                 if (!valid)
1451                         continue;
1452                 if (!print_all && !stack_slot_scratched(env, i))
1453                         continue;
1454                 switch (state->stack[i].slot_type[BPF_REG_SIZE - 1]) {
1455                 case STACK_SPILL:
1456                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
1457                         t = reg->type;
1458
1459                         verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
1460                         print_liveness(env, reg->live);
1461                         verbose(env, "=%s", t == SCALAR_VALUE ? "" : reg_type_str(env, t));
1462                         if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
1463                                 verbose(env, "P");
1464                         if (t == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off))
1465                                 verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
1466                         break;
1467                 case STACK_DYNPTR:
1468                         i += BPF_DYNPTR_NR_SLOTS - 1;
1469                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
1470
1471                         verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
1472                         print_liveness(env, reg->live);
1473                         verbose(env, "=dynptr_%s", dynptr_type_str(reg->dynptr.type));
1474                         if (reg->ref_obj_id)
1475                                 verbose(env, "(ref_id=%d)", reg->ref_obj_id);
1476                         break;
1477                 case STACK_ITER:
1478                         /* only main slot has ref_obj_id set; skip others */
1479                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
1480                         if (!reg->ref_obj_id)
1481                                 continue;
1482
1483                         verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
1484                         print_liveness(env, reg->live);
1485                         verbose(env, "=iter_%s(ref_id=%d,state=%s,depth=%u)",
1486                                 iter_type_str(reg->iter.btf, reg->iter.btf_id),
1487                                 reg->ref_obj_id, iter_state_str(reg->iter.state),
1488                                 reg->iter.depth);
1489                         break;
1490                 case STACK_MISC:
1491                 case STACK_ZERO:
1492                 default:
1493                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
1494
1495                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1496                                 types_buf[j] = slot_type_char[state->stack[i].slot_type[j]];
1497                         types_buf[BPF_REG_SIZE] = 0;
1498
1499                         verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
1500                         print_liveness(env, reg->live);
1501                         verbose(env, "=%s", types_buf);
1502                         break;
1503                 }
1504         }
1505         if (state->acquired_refs && state->refs[0].id) {
1506                 verbose(env, " refs=%d", state->refs[0].id);
1507                 for (i = 1; i < state->acquired_refs; i++)
1508                         if (state->refs[i].id)
1509                                 verbose(env, ",%d", state->refs[i].id);
1510         }
1511         if (state->in_callback_fn)
1512                 verbose(env, " cb");
1513         if (state->in_async_callback_fn)
1514                 verbose(env, " async_cb");
1515         verbose(env, "\n");
1516         mark_verifier_state_clean(env);
1517 }
1518
1519 static inline u32 vlog_alignment(u32 pos)
1520 {
1521         return round_up(max(pos + BPF_LOG_MIN_ALIGNMENT / 2, BPF_LOG_ALIGNMENT),
1522                         BPF_LOG_MIN_ALIGNMENT) - pos - 1;
1523 }
1524
1525 static void print_insn_state(struct bpf_verifier_env *env,
1526                              const struct bpf_func_state *state)
1527 {
1528         if (env->prev_log_pos && env->prev_log_pos == env->log.end_pos) {
1529                 /* remove new line character */
1530                 bpf_vlog_reset(&env->log, env->prev_log_pos - 1);
1531                 verbose(env, "%*c;", vlog_alignment(env->prev_insn_print_pos), ' ');
1532         } else {
1533                 verbose(env, "%d:", env->insn_idx);
1534         }
1535         print_verifier_state(env, state, false);
1536 }
1537
1538 /* copy array src of length n * size bytes to dst. dst is reallocated if it's too
1539  * small to hold src. This is different from krealloc since we don't want to preserve
1540  * the contents of dst.
1541  *
1542  * Leaves dst untouched if src is NULL or length is zero. Returns NULL if memory could
1543  * not be allocated.
1544  */
1545 static void *copy_array(void *dst, const void *src, size_t n, size_t size, gfp_t flags)
1546 {
1547         size_t alloc_bytes;
1548         void *orig = dst;
1549         size_t bytes;
1550
1551         if (ZERO_OR_NULL_PTR(src))
1552                 goto out;
1553
1554         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
1555                 return NULL;
1556
1557         alloc_bytes = max(ksize(orig), kmalloc_size_roundup(bytes));
1558         dst = krealloc(orig, alloc_bytes, flags);
1559         if (!dst) {
1560                 kfree(orig);
1561                 return NULL;
1562         }
1563
1564         memcpy(dst, src, bytes);
1565 out:
1566         return dst ? dst : ZERO_SIZE_PTR;
1567 }
1568
1569 /* resize an array from old_n items to new_n items. the array is reallocated if it's too
1570  * small to hold new_n items. new items are zeroed out if the array grows.
1571  *
1572  * Contrary to krealloc_array, does not free arr if new_n is zero.
1573  */
1574 static void *realloc_array(void *arr, size_t old_n, size_t new_n, size_t size)
1575 {
1576         size_t alloc_size;
1577         void *new_arr;
1578
1579         if (!new_n || old_n == new_n)
1580                 goto out;
1581
1582         alloc_size = kmalloc_size_roundup(size_mul(new_n, size));
1583         new_arr = krealloc(arr, alloc_size, GFP_KERNEL);
1584         if (!new_arr) {
1585                 kfree(arr);
1586                 return NULL;
1587         }
1588         arr = new_arr;
1589
1590         if (new_n > old_n)
1591                 memset(arr + old_n * size, 0, (new_n - old_n) * size);
1592
1593 out:
1594         return arr ? arr : ZERO_SIZE_PTR;
1595 }
1596
1597 static int copy_reference_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
1598 {
1599         dst->refs = copy_array(dst->refs, src->refs, src->acquired_refs,
1600                                sizeof(struct bpf_reference_state), GFP_KERNEL);
1601         if (!dst->refs)
1602                 return -ENOMEM;
1603
1604         dst->acquired_refs = src->acquired_refs;
1605         return 0;
1606 }
1607
1608 static int copy_stack_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
1609 {
1610         size_t n = src->allocated_stack / BPF_REG_SIZE;
1611
1612         dst->stack = copy_array(dst->stack, src->stack, n, sizeof(struct bpf_stack_state),
1613                                 GFP_KERNEL);
1614         if (!dst->stack)
1615                 return -ENOMEM;
1616
1617         dst->allocated_stack = src->allocated_stack;
1618         return 0;
1619 }
1620
1621 static int resize_reference_state(struct bpf_func_state *state, size_t n)
1622 {
1623         state->refs = realloc_array(state->refs, state->acquired_refs, n,
1624                                     sizeof(struct bpf_reference_state));
1625         if (!state->refs)
1626                 return -ENOMEM;
1627
1628         state->acquired_refs = n;
1629         return 0;
1630 }
1631
1632 static int grow_stack_state(struct bpf_func_state *state, int size)
1633 {
1634         size_t old_n = state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE, n = size / BPF_REG_SIZE;
1635
1636         if (old_n >= n)
1637                 return 0;
1638
1639         state->stack = realloc_array(state->stack, old_n, n, sizeof(struct bpf_stack_state));
1640         if (!state->stack)
1641                 return -ENOMEM;
1642
1643         state->allocated_stack = size;
1644         return 0;
1645 }
1646
1647 /* Acquire a pointer id from the env and update the state->refs to include
1648  * this new pointer reference.
1649  * On success, returns a valid pointer id to associate with the register
1650  * On failure, returns a negative errno.
1651  */
1652 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
1653 {
1654         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
1655         int new_ofs = state->acquired_refs;
1656         int id, err;
1657
1658         err = resize_reference_state(state, state->acquired_refs + 1);
1659         if (err)
1660                 return err;
1661         id = ++env->id_gen;
1662         state->refs[new_ofs].id = id;
1663         state->refs[new_ofs].insn_idx = insn_idx;
1664         state->refs[new_ofs].callback_ref = state->in_callback_fn ? state->frameno : 0;
1665
1666         return id;
1667 }
1668
1669 /* release function corresponding to acquire_reference_state(). Idempotent. */
1670 static int release_reference_state(struct bpf_func_state *state, int ptr_id)
1671 {
1672         int i, last_idx;
1673
1674         last_idx = state->acquired_refs - 1;
1675         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
1676                 if (state->refs[i].id == ptr_id) {
1677                         /* Cannot release caller references in callbacks */
1678                         if (state->in_callback_fn && state->refs[i].callback_ref != state->frameno)
1679                                 return -EINVAL;
1680                         if (last_idx && i != last_idx)
1681                                 memcpy(&state->refs[i], &state->refs[last_idx],
1682                                        sizeof(*state->refs));
1683                         memset(&state->refs[last_idx], 0, sizeof(*state->refs));
1684                         state->acquired_refs--;
1685                         return 0;
1686                 }
1687         }
1688         return -EINVAL;
1689 }
1690
1691 static void free_func_state(struct bpf_func_state *state)
1692 {
1693         if (!state)
1694                 return;
1695         kfree(state->refs);
1696         kfree(state->stack);
1697         kfree(state);
1698 }
1699
1700 static void clear_jmp_history(struct bpf_verifier_state *state)
1701 {
1702         kfree(state->jmp_history);
1703         state->jmp_history = NULL;
1704         state->jmp_history_cnt = 0;
1705 }
1706
1707 static void free_verifier_state(struct bpf_verifier_state *state,
1708                                 bool free_self)
1709 {
1710         int i;
1711
1712         for (i = 0; i <= state->curframe; i++) {
1713                 free_func_state(state->frame[i]);
1714                 state->frame[i] = NULL;
1715         }
1716         clear_jmp_history(state);
1717         if (free_self)
1718                 kfree(state);
1719 }
1720
1721 /* copy verifier state from src to dst growing dst stack space
1722  * when necessary to accommodate larger src stack
1723  */
1724 static int copy_func_state(struct bpf_func_state *dst,
1725                            const struct bpf_func_state *src)
1726 {
1727         int err;
1728
1729         memcpy(dst, src, offsetof(struct bpf_func_state, acquired_refs));
1730         err = copy_reference_state(dst, src);
1731         if (err)
1732                 return err;
1733         return copy_stack_state(dst, src);
1734 }
1735
1736 static int copy_verifier_state(struct bpf_verifier_state *dst_state,
1737                                const struct bpf_verifier_state *src)
1738 {
1739         struct bpf_func_state *dst;
1740         int i, err;
1741
1742         dst_state->jmp_history = copy_array(dst_state->jmp_history, src->jmp_history,
1743                                             src->jmp_history_cnt, sizeof(struct bpf_idx_pair),
1744                                             GFP_USER);
1745         if (!dst_state->jmp_history)
1746                 return -ENOMEM;
1747         dst_state->jmp_history_cnt = src->jmp_history_cnt;
1748
1749         /* if dst has more stack frames then src frame, free them */
1750         for (i = src->curframe + 1; i <= dst_state->curframe; i++) {
1751                 free_func_state(dst_state->frame[i]);
1752                 dst_state->frame[i] = NULL;
1753         }
1754         dst_state->speculative = src->speculative;
1755         dst_state->active_rcu_lock = src->active_rcu_lock;
1756         dst_state->curframe = src->curframe;
1757         dst_state->active_lock.ptr = src->active_lock.ptr;
1758         dst_state->active_lock.id = src->active_lock.id;
1759         dst_state->branches = src->branches;
1760         dst_state->parent = src->parent;
1761         dst_state->first_insn_idx = src->first_insn_idx;
1762         dst_state->last_insn_idx = src->last_insn_idx;
1763         for (i = 0; i <= src->curframe; i++) {
1764                 dst = dst_state->frame[i];
1765                 if (!dst) {
1766                         dst = kzalloc(sizeof(*dst), GFP_KERNEL);
1767                         if (!dst)
1768                                 return -ENOMEM;
1769                         dst_state->frame[i] = dst;
1770                 }
1771                 err = copy_func_state(dst, src->frame[i]);
1772                 if (err)
1773                         return err;
1774         }
1775         return 0;
1776 }
1777
1778 static void update_branch_counts(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
1779 {
1780         while (st) {
1781                 u32 br = --st->branches;
1782
1783                 /* WARN_ON(br > 1) technically makes sense here,
1784                  * but see comment in push_stack(), hence:
1785                  */
1786                 WARN_ONCE((int)br < 0,
1787                           "BUG update_branch_counts:branches_to_explore=%d\n",
1788                           br);
1789                 if (br)
1790                         break;
1791                 st = st->parent;
1792         }
1793 }
1794
1795 static int pop_stack(struct bpf_verifier_env *env, int *prev_insn_idx,
1796                      int *insn_idx, bool pop_log)
1797 {
1798         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1799         struct bpf_verifier_stack_elem *elem, *head = env->head;
1800         int err;
1801
1802         if (env->head == NULL)
1803                 return -ENOENT;
1804
1805         if (cur) {
1806                 err = copy_verifier_state(cur, &head->st);
1807                 if (err)
1808                         return err;
1809         }
1810         if (pop_log)
1811                 bpf_vlog_reset(&env->log, head->log_pos);
1812         if (insn_idx)
1813                 *insn_idx = head->insn_idx;
1814         if (prev_insn_idx)
1815                 *prev_insn_idx = head->prev_insn_idx;
1816         elem = head->next;
1817         free_verifier_state(&head->st, false);
1818         kfree(head);
1819         env->head = elem;
1820         env->stack_size--;
1821         return 0;
1822 }
1823
1824 static struct bpf_verifier_state *push_stack(struct bpf_verifier_env *env,
1825                                              int insn_idx, int prev_insn_idx,
1826                                              bool speculative)
1827 {
1828         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1829         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
1830         int err;
1831
1832         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
1833         if (!elem)
1834                 goto err;
1835
1836         elem->insn_idx = insn_idx;
1837         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
1838         elem->next = env->head;
1839         elem->log_pos = env->log.end_pos;
1840         env->head = elem;
1841         env->stack_size++;
1842         err = copy_verifier_state(&elem->st, cur);
1843         if (err)
1844                 goto err;
1845         elem->st.speculative |= speculative;
1846         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
1847                 verbose(env, "The sequence of %d jumps is too complex.\n",
1848                         env->stack_size);
1849                 goto err;
1850         }
1851         if (elem->st.parent) {
1852                 ++elem->st.parent->branches;
1853                 /* WARN_ON(branches > 2) technically makes sense here,
1854                  * but
1855                  * 1. speculative states will bump 'branches' for non-branch
1856                  * instructions
1857                  * 2. is_state_visited() heuristics may decide not to create
1858                  * a new state for a sequence of branches and all such current
1859                  * and cloned states will be pointing to a single parent state
1860                  * which might have large 'branches' count.
1861                  */
1862         }
1863         return &elem->st;
1864 err:
1865         free_verifier_state(env->cur_state, true);
1866         env->cur_state = NULL;
1867         /* pop all elements and return */
1868         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
1869         return NULL;
1870 }
1871
1872 #define CALLER_SAVED_REGS 6
1873 static const int caller_saved[CALLER_SAVED_REGS] = {
1874         BPF_REG_0, BPF_REG_1, BPF_REG_2, BPF_REG_3, BPF_REG_4, BPF_REG_5
1875 };
1876
1877 /* This helper doesn't clear reg->id */
1878 static void ___mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1879 {
1880         reg->var_off = tnum_const(imm);
1881         reg->smin_value = (s64)imm;
1882         reg->smax_value = (s64)imm;
1883         reg->umin_value = imm;
1884         reg->umax_value = imm;
1885
1886         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1887         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1888         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1889         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1890 }
1891
1892 /* Mark the unknown part of a register (variable offset or scalar value) as
1893  * known to have the value @imm.
1894  */
1895 static void __mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1896 {
1897         /* Clear off and union(map_ptr, range) */
1898         memset(((u8 *)reg) + sizeof(reg->type), 0,
1899                offsetof(struct bpf_reg_state, var_off) - sizeof(reg->type));
1900         reg->id = 0;
1901         reg->ref_obj_id = 0;
1902         ___mark_reg_known(reg, imm);
1903 }
1904
1905 static void __mark_reg32_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1906 {
1907         reg->var_off = tnum_const_subreg(reg->var_off, imm);
1908         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1909         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1910         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1911         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1912 }
1913
1914 /* Mark the 'variable offset' part of a register as zero.  This should be
1915  * used only on registers holding a pointer type.
1916  */
1917 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1918 {
1919         __mark_reg_known(reg, 0);
1920 }
1921
1922 static void __mark_reg_const_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1923 {
1924         __mark_reg_known(reg, 0);
1925         reg->type = SCALAR_VALUE;
1926 }
1927
1928 static void mark_reg_known_zero(struct bpf_verifier_env *env,
1929                                 struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1930 {
1931         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1932                 verbose(env, "mark_reg_known_zero(regs, %u)\n", regno);
1933                 /* Something bad happened, let's kill all regs */
1934                 for (regno = 0; regno < MAX_BPF_REG; regno++)
1935                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1936                 return;
1937         }
1938         __mark_reg_known_zero(regs + regno);
1939 }
1940
1941 static void __mark_dynptr_reg(struct bpf_reg_state *reg, enum bpf_dynptr_type type,
1942                               bool first_slot, int dynptr_id)
1943 {
1944         /* reg->type has no meaning for STACK_DYNPTR, but when we set reg for
1945          * callback arguments, it does need to be CONST_PTR_TO_DYNPTR, so simply
1946          * set it unconditionally as it is ignored for STACK_DYNPTR anyway.
1947          */
1948         __mark_reg_known_zero(reg);
1949         reg->type = CONST_PTR_TO_DYNPTR;
1950         /* Give each dynptr a unique id to uniquely associate slices to it. */
1951         reg->id = dynptr_id;
1952         reg->dynptr.type = type;
1953         reg->dynptr.first_slot = first_slot;
1954 }
1955
1956 static void mark_ptr_not_null_reg(struct bpf_reg_state *reg)
1957 {
1958         if (base_type(reg->type) == PTR_TO_MAP_VALUE) {
1959                 const struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
1960
1961                 if (map->inner_map_meta) {
1962                         reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
1963                         reg->map_ptr = map->inner_map_meta;
1964                         /* transfer reg's id which is unique for every map_lookup_elem
1965                          * as UID of the inner map.
1966                          */
1967                         if (btf_record_has_field(map->inner_map_meta->record, BPF_TIMER))
1968                                 reg->map_uid = reg->id;
1969                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_XSKMAP) {
1970                         reg->type = PTR_TO_XDP_SOCK;
1971                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
1972                            map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH) {
1973                         reg->type = PTR_TO_SOCKET;
1974                 } else {
1975                         reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
1976                 }
1977                 return;
1978         }
1979
1980         reg->type &= ~PTR_MAYBE_NULL;
1981 }
1982
1983 static void mark_reg_graph_node(struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
1984                                 struct btf_field_graph_root *ds_head)
1985 {
1986         __mark_reg_known_zero(&regs[regno]);
1987         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
1988         regs[regno].btf = ds_head->btf;
1989         regs[regno].btf_id = ds_head->value_btf_id;
1990         regs[regno].off = ds_head->node_offset;
1991 }
1992
1993 static bool reg_is_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg)
1994 {
1995         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
1996 }
1997
1998 static bool reg_is_pkt_pointer_any(const struct bpf_reg_state *reg)
1999 {
2000         return reg_is_pkt_pointer(reg) ||
2001                reg->type == PTR_TO_PACKET_END;
2002 }
2003
2004 static bool reg_is_dynptr_slice_pkt(const struct bpf_reg_state *reg)
2005 {
2006         return base_type(reg->type) == PTR_TO_MEM &&
2007                 (reg->type & DYNPTR_TYPE_SKB || reg->type & DYNPTR_TYPE_XDP);
2008 }
2009
2010 /* Unmodified PTR_TO_PACKET[_META,_END] register from ctx access. */
2011 static bool reg_is_init_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg,
2012                                     enum bpf_reg_type which)
2013 {
2014         /* The register can already have a range from prior markings.
2015          * This is fine as long as it hasn't been advanced from its
2016          * origin.
2017          */
2018         return reg->type == which &&
2019                reg->id == 0 &&
2020                reg->off == 0 &&
2021                tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
2022 }
2023
2024 /* Reset the min/max bounds of a register */
2025 static void __mark_reg_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2026 {
2027         reg->smin_value = S64_MIN;
2028         reg->smax_value = S64_MAX;
2029         reg->umin_value = 0;
2030         reg->umax_value = U64_MAX;
2031
2032         reg->s32_min_value = S32_MIN;
2033         reg->s32_max_value = S32_MAX;
2034         reg->u32_min_value = 0;
2035         reg->u32_max_value = U32_MAX;
2036 }
2037
2038 static void __mark_reg64_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2039 {
2040         reg->smin_value = S64_MIN;
2041         reg->smax_value = S64_MAX;
2042         reg->umin_value = 0;
2043         reg->umax_value = U64_MAX;
2044 }
2045
2046 static void __mark_reg32_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2047 {
2048         reg->s32_min_value = S32_MIN;
2049         reg->s32_max_value = S32_MAX;
2050         reg->u32_min_value = 0;
2051         reg->u32_max_value = U32_MAX;
2052 }
2053
2054 static void __update_reg32_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2055 {
2056         struct tnum var32_off = tnum_subreg(reg->var_off);
2057
2058         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
2059         reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value,
2060                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MIN));
2061         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
2062         reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value,
2063                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MAX));
2064         reg->u32_min_value = max_t(u32, reg->u32_min_value, (u32)var32_off.value);
2065         reg->u32_max_value = min(reg->u32_max_value,
2066                                  (u32)(var32_off.value | var32_off.mask));
2067 }
2068
2069 static void __update_reg64_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2070 {
2071         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
2072         reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value,
2073                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MIN));
2074         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
2075         reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value,
2076                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MAX));
2077         reg->umin_value = max(reg->umin_value, reg->var_off.value);
2078         reg->umax_value = min(reg->umax_value,
2079                               reg->var_off.value | reg->var_off.mask);
2080 }
2081
2082 static void __update_reg_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2083 {
2084         __update_reg32_bounds(reg);
2085         __update_reg64_bounds(reg);
2086 }
2087
2088 /* Uses signed min/max values to inform unsigned, and vice-versa */
2089 static void __reg32_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2090 {
2091         /* Learn sign from signed bounds.
2092          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
2093          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
2094          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
2095          */
2096         if (reg->s32_min_value >= 0 || reg->s32_max_value < 0) {
2097                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
2098                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
2099                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
2100                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
2101                 return;
2102         }
2103         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
2104          * boundary, so we must be careful.
2105          */
2106         if ((s32)reg->u32_max_value >= 0) {
2107                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
2108                  * is positive, hence safe.
2109                  */
2110                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value;
2111                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
2112                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
2113         } else if ((s32)reg->u32_min_value < 0) {
2114                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
2115                  * is negative, hence safe.
2116                  */
2117                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
2118                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
2119                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value;
2120         }
2121 }
2122
2123 static void __reg64_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2124 {
2125         /* Learn sign from signed bounds.
2126          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
2127          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
2128          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
2129          */
2130         if (reg->smin_value >= 0 || reg->smax_value < 0) {
2131                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
2132                                                           reg->umin_value);
2133                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
2134                                                           reg->umax_value);
2135                 return;
2136         }
2137         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
2138          * boundary, so we must be careful.
2139          */
2140         if ((s64)reg->umax_value >= 0) {
2141                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
2142                  * is positive, hence safe.
2143                  */
2144                 reg->smin_value = reg->umin_value;
2145                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
2146                                                           reg->umax_value);
2147         } else if ((s64)reg->umin_value < 0) {
2148                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
2149                  * is negative, hence safe.
2150                  */
2151                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
2152                                                           reg->umin_value);
2153                 reg->smax_value = reg->umax_value;
2154         }
2155 }
2156
2157 static void __reg_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2158 {
2159         __reg32_deduce_bounds(reg);
2160         __reg64_deduce_bounds(reg);
2161 }
2162
2163 /* Attempts to improve var_off based on unsigned min/max information */
2164 static void __reg_bound_offset(struct bpf_reg_state *reg)
2165 {
2166         struct tnum var64_off = tnum_intersect(reg->var_off,
2167                                                tnum_range(reg->umin_value,
2168                                                           reg->umax_value));
2169         struct tnum var32_off = tnum_intersect(tnum_subreg(var64_off),
2170                                                tnum_range(reg->u32_min_value,
2171                                                           reg->u32_max_value));
2172
2173         reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(var64_off), var32_off);
2174 }
2175
2176 static void reg_bounds_sync(struct bpf_reg_state *reg)
2177 {
2178         /* We might have learned new bounds from the var_off. */
2179         __update_reg_bounds(reg);
2180         /* We might have learned something about the sign bit. */
2181         __reg_deduce_bounds(reg);
2182         /* We might have learned some bits from the bounds. */
2183         __reg_bound_offset(reg);
2184         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
2185          * slightly, e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
2186          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
2187          */
2188         __update_reg_bounds(reg);
2189 }
2190
2191 static bool __reg32_bound_s64(s32 a)
2192 {
2193         return a >= 0 && a <= S32_MAX;
2194 }
2195
2196 static void __reg_assign_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
2197 {
2198         reg->umin_value = reg->u32_min_value;
2199         reg->umax_value = reg->u32_max_value;
2200
2201         /* Attempt to pull 32-bit signed bounds into 64-bit bounds but must
2202          * be positive otherwise set to worse case bounds and refine later
2203          * from tnum.
2204          */
2205         if (__reg32_bound_s64(reg->s32_min_value) &&
2206             __reg32_bound_s64(reg->s32_max_value)) {
2207                 reg->smin_value = reg->s32_min_value;
2208                 reg->smax_value = reg->s32_max_value;
2209         } else {
2210                 reg->smin_value = 0;
2211                 reg->smax_value = U32_MAX;
2212         }
2213 }
2214
2215 static void __reg_combine_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
2216 {
2217         /* special case when 64-bit register has upper 32-bit register
2218          * zeroed. Typically happens after zext or <<32, >>32 sequence
2219          * allowing us to use 32-bit bounds directly,
2220          */
2221         if (tnum_equals_const(tnum_clear_subreg(reg->var_off), 0)) {
2222                 __reg_assign_32_into_64(reg);
2223         } else {
2224                 /* Otherwise the best we can do is push lower 32bit known and
2225                  * unknown bits into register (var_off set from jmp logic)
2226                  * then learn as much as possible from the 64-bit tnum
2227                  * known and unknown bits. The previous smin/smax bounds are
2228                  * invalid here because of jmp32 compare so mark them unknown
2229                  * so they do not impact tnum bounds calculation.
2230                  */
2231                 __mark_reg64_unbounded(reg);
2232         }
2233         reg_bounds_sync(reg);
2234 }
2235
2236 static bool __reg64_bound_s32(s64 a)
2237 {
2238         return a >= S32_MIN && a <= S32_MAX;
2239 }
2240
2241 static bool __reg64_bound_u32(u64 a)
2242 {
2243         return a >= U32_MIN && a <= U32_MAX;
2244 }
2245
2246 static void __reg_combine_64_into_32(struct bpf_reg_state *reg)
2247 {
2248         __mark_reg32_unbounded(reg);
2249         if (__reg64_bound_s32(reg->smin_value) && __reg64_bound_s32(reg->smax_value)) {
2250                 reg->s32_min_value = (s32)reg->smin_value;
2251                 reg->s32_max_value = (s32)reg->smax_value;
2252         }
2253         if (__reg64_bound_u32(reg->umin_value) && __reg64_bound_u32(reg->umax_value)) {
2254                 reg->u32_min_value = (u32)reg->umin_value;
2255                 reg->u32_max_value = (u32)reg->umax_value;
2256         }
2257         reg_bounds_sync(reg);
2258 }
2259
2260 /* Mark a register as having a completely unknown (scalar) value. */
2261 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
2262                                struct bpf_reg_state *reg)
2263 {
2264         /*
2265          * Clear type, off, and union(map_ptr, range) and
2266          * padding between 'type' and union
2267          */
2268         memset(reg, 0, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off));
2269         reg->type = SCALAR_VALUE;
2270         reg->id = 0;
2271         reg->ref_obj_id = 0;
2272         reg->var_off = tnum_unknown;
2273         reg->frameno = 0;
2274         reg->precise = !env->bpf_capable;
2275         __mark_reg_unbounded(reg);
2276 }
2277
2278 static void mark_reg_unknown(struct bpf_verifier_env *env,
2279                              struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
2280 {
2281         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
2282                 verbose(env, "mark_reg_unknown(regs, %u)\n", regno);
2283                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
2284                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
2285                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2286                 return;
2287         }
2288         __mark_reg_unknown(env, regs + regno);
2289 }
2290
2291 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
2292                                 struct bpf_reg_state *reg)
2293 {
2294         __mark_reg_unknown(env, reg);
2295         reg->type = NOT_INIT;
2296 }
2297
2298 static void mark_reg_not_init(struct bpf_verifier_env *env,
2299                               struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
2300 {
2301         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
2302                 verbose(env, "mark_reg_not_init(regs, %u)\n", regno);
2303                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
2304                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
2305                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2306                 return;
2307         }
2308         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2309 }
2310
2311 static void mark_btf_ld_reg(struct bpf_verifier_env *env,
2312                             struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
2313                             enum bpf_reg_type reg_type,
2314                             struct btf *btf, u32 btf_id,
2315                             enum bpf_type_flag flag)
2316 {
2317         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
2318                 mark_reg_unknown(env, regs, regno);
2319                 return;
2320         }
2321         mark_reg_known_zero(env, regs, regno);
2322         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID | flag;
2323         regs[regno].btf = btf;
2324         regs[regno].btf_id = btf_id;
2325 }
2326
2327 #define DEF_NOT_SUBREG  (0)
2328 static void init_reg_state(struct bpf_verifier_env *env,
2329                            struct bpf_func_state *state)
2330 {
2331         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
2332         int i;
2333
2334         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
2335                 mark_reg_not_init(env, regs, i);
2336                 regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
2337                 regs[i].parent = NULL;
2338                 regs[i].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
2339         }
2340
2341         /* frame pointer */
2342         regs[BPF_REG_FP].type = PTR_TO_STACK;
2343         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_FP);
2344         regs[BPF_REG_FP].frameno = state->frameno;
2345 }
2346
2347 #define BPF_MAIN_FUNC (-1)
2348 static void init_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
2349                             struct bpf_func_state *state,
2350                             int callsite, int frameno, int subprogno)
2351 {
2352         state->callsite = callsite;
2353         state->frameno = frameno;
2354         state->subprogno = subprogno;
2355         state->callback_ret_range = tnum_range(0, 0);
2356         init_reg_state(env, state);
2357         mark_verifier_state_scratched(env);
2358 }
2359
2360 /* Similar to push_stack(), but for async callbacks */
2361 static struct bpf_verifier_state *push_async_cb(struct bpf_verifier_env *env,
2362                                                 int insn_idx, int prev_insn_idx,
2363                                                 int subprog)
2364 {
2365         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
2366         struct bpf_func_state *frame;
2367
2368         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
2369         if (!elem)
2370                 goto err;
2371
2372         elem->insn_idx = insn_idx;
2373         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
2374         elem->next = env->head;
2375         elem->log_pos = env->log.end_pos;
2376         env->head = elem;
2377         env->stack_size++;
2378         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
2379                 verbose(env,
2380                         "The sequence of %d jumps is too complex for async cb.\n",
2381                         env->stack_size);
2382                 goto err;
2383         }
2384         /* Unlike push_stack() do not copy_verifier_state().
2385          * The caller state doesn't matter.
2386          * This is async callback. It starts in a fresh stack.
2387          * Initialize it similar to do_check_common().
2388          */
2389         elem->st.branches = 1;
2390         frame = kzalloc(sizeof(*frame), GFP_KERNEL);
2391         if (!frame)
2392                 goto err;
2393         init_func_state(env, frame,
2394                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
2395                         0 /* frameno within this callchain */,
2396                         subprog /* subprog number within this prog */);
2397         elem->st.frame[0] = frame;
2398         return &elem->st;
2399 err:
2400         free_verifier_state(env->cur_state, true);
2401         env->cur_state = NULL;
2402         /* pop all elements and return */
2403         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
2404         return NULL;
2405 }
2406
2407
2408 enum reg_arg_type {
2409         SRC_OP,         /* register is used as source operand */
2410         DST_OP,         /* register is used as destination operand */
2411         DST_OP_NO_MARK  /* same as above, check only, don't mark */
2412 };
2413
2414 static int cmp_subprogs(const void *a, const void *b)
2415 {
2416         return ((struct bpf_subprog_info *)a)->start -
2417                ((struct bpf_subprog_info *)b)->start;
2418 }
2419
2420 static int find_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
2421 {
2422         struct bpf_subprog_info *p;
2423
2424         p = bsearch(&off, env->subprog_info, env->subprog_cnt,
2425                     sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs);
2426         if (!p)
2427                 return -ENOENT;
2428         return p - env->subprog_info;
2429
2430 }
2431
2432 static int add_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
2433 {
2434         int insn_cnt = env->prog->len;
2435         int ret;
2436
2437         if (off >= insn_cnt || off < 0) {
2438                 verbose(env, "call to invalid destination\n");
2439                 return -EINVAL;
2440         }
2441         ret = find_subprog(env, off);
2442         if (ret >= 0)
2443                 return ret;
2444         if (env->subprog_cnt >= BPF_MAX_SUBPROGS) {
2445                 verbose(env, "too many subprograms\n");
2446                 return -E2BIG;
2447         }
2448         /* determine subprog starts. The end is one before the next starts */
2449         env->subprog_info[env->subprog_cnt++].start = off;
2450         sort(env->subprog_info, env->subprog_cnt,
2451              sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs, NULL);
2452         return env->subprog_cnt - 1;
2453 }
2454
2455 #define MAX_KFUNC_DESCS 256
2456 #define MAX_KFUNC_BTFS  256
2457
2458 struct bpf_kfunc_desc {
2459         struct btf_func_model func_model;
2460         u32 func_id;
2461         s32 imm;
2462         u16 offset;
2463         unsigned long addr;
2464 };
2465
2466 struct bpf_kfunc_btf {
2467         struct btf *btf;
2468         struct module *module;
2469         u16 offset;
2470 };
2471
2472 struct bpf_kfunc_desc_tab {
2473         /* Sorted by func_id (BTF ID) and offset (fd_array offset) during
2474          * verification. JITs do lookups by bpf_insn, where func_id may not be
2475          * available, therefore at the end of verification do_misc_fixups()
2476          * sorts this by imm and offset.
2477          */
2478         struct bpf_kfunc_desc descs[MAX_KFUNC_DESCS];
2479         u32 nr_descs;
2480 };
2481
2482 struct bpf_kfunc_btf_tab {
2483         struct bpf_kfunc_btf descs[MAX_KFUNC_BTFS];
2484         u32 nr_descs;
2485 };
2486
2487 static int kfunc_desc_cmp_by_id_off(const void *a, const void *b)
2488 {
2489         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
2490         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
2491
2492         /* func_id is not greater than BTF_MAX_TYPE */
2493         return d0->func_id - d1->func_id ?: d0->offset - d1->offset;
2494 }
2495
2496 static int kfunc_btf_cmp_by_off(const void *a, const void *b)
2497 {
2498         const struct bpf_kfunc_btf *d0 = a;
2499         const struct bpf_kfunc_btf *d1 = b;
2500
2501         return d0->offset - d1->offset;
2502 }
2503
2504 static const struct bpf_kfunc_desc *
2505 find_kfunc_desc(const struct bpf_prog *prog, u32 func_id, u16 offset)
2506 {
2507         struct bpf_kfunc_desc desc = {
2508                 .func_id = func_id,
2509                 .offset = offset,
2510         };
2511         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2512
2513         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2514         return bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
2515                        sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_id_off);
2516 }
2517
2518 int bpf_get_kfunc_addr(const struct bpf_prog *prog, u32 func_id,
2519                        u16 btf_fd_idx, u8 **func_addr)
2520 {
2521         const struct bpf_kfunc_desc *desc;
2522
2523         desc = find_kfunc_desc(prog, func_id, btf_fd_idx);
2524         if (!desc)
2525                 return -EFAULT;
2526
2527         *func_addr = (u8 *)desc->addr;
2528         return 0;
2529 }
2530
2531 static struct btf *__find_kfunc_desc_btf(struct bpf_verifier_env *env,
2532                                          s16 offset)
2533 {
2534         struct bpf_kfunc_btf kf_btf = { .offset = offset };
2535         struct bpf_kfunc_btf_tab *tab;
2536         struct bpf_kfunc_btf *b;
2537         struct module *mod;
2538         struct btf *btf;
2539         int btf_fd;
2540
2541         tab = env->prog->aux->kfunc_btf_tab;
2542         b = bsearch(&kf_btf, tab->descs, tab->nr_descs,
2543                     sizeof(tab->descs[0]), kfunc_btf_cmp_by_off);
2544         if (!b) {
2545                 if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_BTFS) {
2546                         verbose(env, "too many different module BTFs\n");
2547                         return ERR_PTR(-E2BIG);
2548                 }
2549
2550                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
2551                         verbose(env, "kfunc offset > 0 without fd_array is invalid\n");
2552                         return ERR_PTR(-EPROTO);
2553                 }
2554
2555                 if (copy_from_bpfptr_offset(&btf_fd, env->fd_array,
2556                                             offset * sizeof(btf_fd),
2557                                             sizeof(btf_fd)))
2558                         return ERR_PTR(-EFAULT);
2559
2560                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
2561                 if (IS_ERR(btf)) {
2562                         verbose(env, "invalid module BTF fd specified\n");
2563                         return btf;
2564                 }
2565
2566                 if (!btf_is_module(btf)) {
2567                         verbose(env, "BTF fd for kfunc is not a module BTF\n");
2568                         btf_put(btf);
2569                         return ERR_PTR(-EINVAL);
2570                 }
2571
2572                 mod = btf_try_get_module(btf);
2573                 if (!mod) {
2574                         btf_put(btf);
2575                         return ERR_PTR(-ENXIO);
2576                 }
2577
2578                 b = &tab->descs[tab->nr_descs++];
2579                 b->btf = btf;
2580                 b->module = mod;
2581                 b->offset = offset;
2582
2583                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2584                      kfunc_btf_cmp_by_off, NULL);
2585         }
2586         return b->btf;
2587 }
2588
2589 void bpf_free_kfunc_btf_tab(struct bpf_kfunc_btf_tab *tab)
2590 {
2591         if (!tab)
2592                 return;
2593
2594         while (tab->nr_descs--) {
2595                 module_put(tab->descs[tab->nr_descs].module);
2596                 btf_put(tab->descs[tab->nr_descs].btf);
2597         }
2598         kfree(tab);
2599 }
2600
2601 static struct btf *find_kfunc_desc_btf(struct bpf_verifier_env *env, s16 offset)
2602 {
2603         if (offset) {
2604                 if (offset < 0) {
2605                         /* In the future, this can be allowed to increase limit
2606                          * of fd index into fd_array, interpreted as u16.
2607                          */
2608                         verbose(env, "negative offset disallowed for kernel module function call\n");
2609                         return ERR_PTR(-EINVAL);
2610                 }
2611
2612                 return __find_kfunc_desc_btf(env, offset);
2613         }
2614         return btf_vmlinux ?: ERR_PTR(-ENOENT);
2615 }
2616
2617 static int add_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, u32 func_id, s16 offset)
2618 {
2619         const struct btf_type *func, *func_proto;
2620         struct bpf_kfunc_btf_tab *btf_tab;
2621         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2622         struct bpf_prog_aux *prog_aux;
2623         struct bpf_kfunc_desc *desc;
2624         const char *func_name;
2625         struct btf *desc_btf;
2626         unsigned long call_imm;
2627         unsigned long addr;
2628         int err;
2629
2630         prog_aux = env->prog->aux;
2631         tab = prog_aux->kfunc_tab;
2632         btf_tab = prog_aux->kfunc_btf_tab;
2633         if (!tab) {
2634                 if (!btf_vmlinux) {
2635                         verbose(env, "calling kernel function is not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
2636                         return -ENOTSUPP;
2637                 }
2638
2639                 if (!env->prog->jit_requested) {
2640                         verbose(env, "JIT is required for calling kernel function\n");
2641                         return -ENOTSUPP;
2642                 }
2643
2644                 if (!bpf_jit_supports_kfunc_call()) {
2645                         verbose(env, "JIT does not support calling kernel function\n");
2646                         return -ENOTSUPP;
2647                 }
2648
2649                 if (!env->prog->gpl_compatible) {
2650                         verbose(env, "cannot call kernel function from non-GPL compatible program\n");
2651                         return -EINVAL;
2652                 }
2653
2654                 tab = kzalloc(sizeof(*tab), GFP_KERNEL);
2655                 if (!tab)
2656                         return -ENOMEM;
2657                 prog_aux->kfunc_tab = tab;
2658         }
2659
2660         /* func_id == 0 is always invalid, but instead of returning an error, be
2661          * conservative and wait until the code elimination pass before returning
2662          * error, so that invalid calls that get pruned out can be in BPF programs
2663          * loaded from userspace.  It is also required that offset be untouched
2664          * for such calls.
2665          */
2666         if (!func_id && !offset)
2667                 return 0;
2668
2669         if (!btf_tab && offset) {
2670                 btf_tab = kzalloc(sizeof(*btf_tab), GFP_KERNEL);
2671                 if (!btf_tab)
2672                         return -ENOMEM;
2673                 prog_aux->kfunc_btf_tab = btf_tab;
2674         }
2675
2676         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, offset);
2677         if (IS_ERR(desc_btf)) {
2678                 verbose(env, "failed to find BTF for kernel function\n");
2679                 return PTR_ERR(desc_btf);
2680         }
2681
2682         if (find_kfunc_desc(env->prog, func_id, offset))
2683                 return 0;
2684
2685         if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_DESCS) {
2686                 verbose(env, "too many different kernel function calls\n");
2687                 return -E2BIG;
2688         }
2689
2690         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
2691         if (!func || !btf_type_is_func(func)) {
2692                 verbose(env, "kernel btf_id %u is not a function\n",
2693                         func_id);
2694                 return -EINVAL;
2695         }
2696         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
2697         if (!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)) {
2698                 verbose(env, "kernel function btf_id %u does not have a valid func_proto\n",
2699                         func_id);
2700                 return -EINVAL;
2701         }
2702
2703         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
2704         addr = kallsyms_lookup_name(func_name);
2705         if (!addr) {
2706                 verbose(env, "cannot find address for kernel function %s\n",
2707                         func_name);
2708                 return -EINVAL;
2709         }
2710         specialize_kfunc(env, func_id, offset, &addr);
2711
2712         if (bpf_jit_supports_far_kfunc_call()) {
2713                 call_imm = func_id;
2714         } else {
2715                 call_imm = BPF_CALL_IMM(addr);
2716                 /* Check whether the relative offset overflows desc->imm */
2717                 if ((unsigned long)(s32)call_imm != call_imm) {
2718                         verbose(env, "address of kernel function %s is out of range\n",
2719                                 func_name);
2720                         return -EINVAL;
2721                 }
2722         }
2723
2724         if (bpf_dev_bound_kfunc_id(func_id)) {
2725                 err = bpf_dev_bound_kfunc_check(&env->log, prog_aux);
2726                 if (err)
2727                         return err;
2728         }
2729
2730         desc = &tab->descs[tab->nr_descs++];
2731         desc->func_id = func_id;
2732         desc->imm = call_imm;
2733         desc->offset = offset;
2734         desc->addr = addr;
2735         err = btf_distill_func_proto(&env->log, desc_btf,
2736                                      func_proto, func_name,
2737                                      &desc->func_model);
2738         if (!err)
2739                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2740                      kfunc_desc_cmp_by_id_off, NULL);
2741         return err;
2742 }
2743
2744 static int kfunc_desc_cmp_by_imm_off(const void *a, const void *b)
2745 {
2746         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
2747         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
2748
2749         if (d0->imm != d1->imm)
2750                 return d0->imm < d1->imm ? -1 : 1;
2751         if (d0->offset != d1->offset)
2752                 return d0->offset < d1->offset ? -1 : 1;
2753         return 0;
2754 }
2755
2756 static void sort_kfunc_descs_by_imm_off(struct bpf_prog *prog)
2757 {
2758         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2759
2760         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2761         if (!tab)
2762                 return;
2763
2764         sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2765              kfunc_desc_cmp_by_imm_off, NULL);
2766 }
2767
2768 bool bpf_prog_has_kfunc_call(const struct bpf_prog *prog)
2769 {
2770         return !!prog->aux->kfunc_tab;
2771 }
2772
2773 const struct btf_func_model *
2774 bpf_jit_find_kfunc_model(const struct bpf_prog *prog,
2775                          const struct bpf_insn *insn)
2776 {
2777         const struct bpf_kfunc_desc desc = {
2778                 .imm = insn->imm,
2779                 .offset = insn->off,
2780         };
2781         const struct bpf_kfunc_desc *res;
2782         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2783
2784         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2785         res = bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
2786                       sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_imm_off);
2787
2788         return res ? &res->func_model : NULL;
2789 }
2790
2791 static int add_subprog_and_kfunc(struct bpf_verifier_env *env)
2792 {
2793         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
2794         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
2795         int i, ret, insn_cnt = env->prog->len;
2796
2797         /* Add entry function. */
2798         ret = add_subprog(env, 0);
2799         if (ret)
2800                 return ret;
2801
2802         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
2803                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn) &&
2804                     !bpf_pseudo_kfunc_call(insn))
2805                         continue;
2806
2807                 if (!env->bpf_capable) {
2808                         verbose(env, "loading/calling other bpf or kernel functions are allowed for CAP_BPF and CAP_SYS_ADMIN\n");
2809                         return -EPERM;
2810                 }
2811
2812                 if (bpf_pseudo_func(insn) || bpf_pseudo_call(insn))
2813                         ret = add_subprog(env, i + insn->imm + 1);
2814                 else
2815                         ret = add_kfunc_call(env, insn->imm, insn->off);
2816
2817                 if (ret < 0)
2818                         return ret;
2819         }
2820
2821         /* Add a fake 'exit' subprog which could simplify subprog iteration
2822          * logic. 'subprog_cnt' should not be increased.
2823          */
2824         subprog[env->subprog_cnt].start = insn_cnt;
2825
2826         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
2827                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
2828                         verbose(env, "func#%d @%d\n", i, subprog[i].start);
2829
2830         return 0;
2831 }
2832
2833 static int check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
2834 {
2835         int i, subprog_start, subprog_end, off, cur_subprog = 0;
2836         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
2837         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
2838         int insn_cnt = env->prog->len;
2839
2840         /* now check that all jumps are within the same subprog */
2841         subprog_start = subprog[cur_subprog].start;
2842         subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
2843         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
2844                 u8 code = insn[i].code;
2845
2846                 if (code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
2847                     insn[i].src_reg == 0 &&
2848                     insn[i].imm == BPF_FUNC_tail_call)
2849                         subprog[cur_subprog].has_tail_call = true;
2850                 if (BPF_CLASS(code) == BPF_LD &&
2851                     (BPF_MODE(code) == BPF_ABS || BPF_MODE(code) == BPF_IND))
2852                         subprog[cur_subprog].has_ld_abs = true;
2853                 if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP && BPF_CLASS(code) != BPF_JMP32)
2854                         goto next;
2855                 if (BPF_OP(code) == BPF_EXIT || BPF_OP(code) == BPF_CALL)
2856                         goto next;
2857                 off = i + insn[i].off + 1;
2858                 if (off < subprog_start || off >= subprog_end) {
2859                         verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", i, off);
2860                         return -EINVAL;
2861                 }
2862 next:
2863                 if (i == subprog_end - 1) {
2864                         /* to avoid fall-through from one subprog into another
2865                          * the last insn of the subprog should be either exit
2866                          * or unconditional jump back
2867                          */
2868                         if (code != (BPF_JMP | BPF_EXIT) &&
2869                             code != (BPF_JMP | BPF_JA)) {
2870                                 verbose(env, "last insn is not an exit or jmp\n");
2871                                 return -EINVAL;
2872                         }
2873                         subprog_start = subprog_end;
2874                         cur_subprog++;
2875                         if (cur_subprog < env->subprog_cnt)
2876                                 subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
2877                 }
2878         }
2879         return 0;
2880 }
2881
2882 /* Parentage chain of this register (or stack slot) should take care of all
2883  * issues like callee-saved registers, stack slot allocation time, etc.
2884  */
2885 static int mark_reg_read(struct bpf_verifier_env *env,
2886                          const struct bpf_reg_state *state,
2887                          struct bpf_reg_state *parent, u8 flag)
2888 {
2889         bool writes = parent == state->parent; /* Observe write marks */
2890         int cnt = 0;
2891
2892         while (parent) {
2893                 /* if read wasn't screened by an earlier write ... */
2894                 if (writes && state->live & REG_LIVE_WRITTEN)
2895                         break;
2896                 if (parent->live & REG_LIVE_DONE) {
2897                         verbose(env, "verifier BUG type %s var_off %lld off %d\n",
2898                                 reg_type_str(env, parent->type),
2899                                 parent->var_off.value, parent->off);
2900                         return -EFAULT;
2901                 }
2902                 /* The first condition is more likely to be true than the
2903                  * second, checked it first.
2904                  */
2905                 if ((parent->live & REG_LIVE_READ) == flag ||
2906                     parent->live & REG_LIVE_READ64)
2907                         /* The parentage chain never changes and
2908                          * this parent was already marked as LIVE_READ.
2909                          * There is no need to keep walking the chain again and
2910                          * keep re-marking all parents as LIVE_READ.
2911                          * This case happens when the same register is read
2912                          * multiple times without writes into it in-between.
2913                          * Also, if parent has the stronger REG_LIVE_READ64 set,
2914                          * then no need to set the weak REG_LIVE_READ32.
2915                          */
2916                         break;
2917                 /* ... then we depend on parent's value */
2918                 parent->live |= flag;
2919                 /* REG_LIVE_READ64 overrides REG_LIVE_READ32. */
2920                 if (flag == REG_LIVE_READ64)
2921                         parent->live &= ~REG_LIVE_READ32;
2922                 state = parent;
2923                 parent = state->parent;
2924                 writes = true;
2925                 cnt++;
2926         }
2927
2928         if (env->longest_mark_read_walk < cnt)
2929                 env->longest_mark_read_walk = cnt;
2930         return 0;
2931 }
2932
2933 static int mark_dynptr_read(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
2934 {
2935         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
2936         int spi, ret;
2937
2938         /* For CONST_PTR_TO_DYNPTR, it must have already been done by
2939          * check_reg_arg in check_helper_call and mark_btf_func_reg_size in
2940          * check_kfunc_call.
2941          */
2942         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
2943                 return 0;
2944         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
2945         if (spi < 0)
2946                 return spi;
2947         /* Caller ensures dynptr is valid and initialized, which means spi is in
2948          * bounds and spi is the first dynptr slot. Simply mark stack slot as
2949          * read.
2950          */
2951         ret = mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
2952                             state->stack[spi].spilled_ptr.parent, REG_LIVE_READ64);
2953         if (ret)
2954                 return ret;
2955         return mark_reg_read(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr,
2956                              state->stack[spi - 1].spilled_ptr.parent, REG_LIVE_READ64);
2957 }
2958
2959 static int mark_iter_read(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
2960                           int spi, int nr_slots)
2961 {
2962         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
2963         int err, i;
2964
2965         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
2966                 struct bpf_reg_state *st = &state->stack[spi - i].spilled_ptr;
2967
2968                 err = mark_reg_read(env, st, st->parent, REG_LIVE_READ64);
2969                 if (err)
2970                         return err;
2971
2972                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
2973         }
2974
2975         return 0;
2976 }
2977
2978 /* This function is supposed to be used by the following 32-bit optimization
2979  * code only. It returns TRUE if the source or destination register operates
2980  * on 64-bit, otherwise return FALSE.
2981  */
2982 static bool is_reg64(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
2983                      u32 regno, struct bpf_reg_state *reg, enum reg_arg_type t)
2984 {
2985         u8 code, class, op;
2986
2987         code = insn->code;
2988         class = BPF_CLASS(code);
2989         op = BPF_OP(code);
2990         if (class == BPF_JMP) {
2991                 /* BPF_EXIT for "main" will reach here. Return TRUE
2992                  * conservatively.
2993                  */
2994                 if (op == BPF_EXIT)
2995                         return true;
2996                 if (op == BPF_CALL) {
2997                         /* BPF to BPF call will reach here because of marking
2998                          * caller saved clobber with DST_OP_NO_MARK for which we
2999                          * don't care the register def because they are anyway
3000                          * marked as NOT_INIT already.
3001                          */
3002                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
3003                                 return false;
3004                         /* Helper call will reach here because of arg type
3005                          * check, conservatively return TRUE.
3006                          */
3007                         if (t == SRC_OP)
3008                                 return true;
3009
3010                         return false;
3011                 }
3012         }
3013
3014         if (class == BPF_ALU64 || class == BPF_JMP ||
3015             /* BPF_END always use BPF_ALU class. */
3016             (class == BPF_ALU && op == BPF_END && insn->imm == 64))
3017                 return true;
3018
3019         if (class == BPF_ALU || class == BPF_JMP32)
3020                 return false;
3021
3022         if (class == BPF_LDX) {
3023                 if (t != SRC_OP)
3024                         return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
3025                 /* LDX source must be ptr. */
3026                 return true;
3027         }
3028
3029         if (class == BPF_STX) {
3030                 /* BPF_STX (including atomic variants) has multiple source
3031                  * operands, one of which is a ptr. Check whether the caller is
3032                  * asking about it.
3033                  */
3034                 if (t == SRC_OP && reg->type != SCALAR_VALUE)
3035                         return true;
3036                 return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
3037         }
3038
3039         if (class == BPF_LD) {
3040                 u8 mode = BPF_MODE(code);
3041
3042                 /* LD_IMM64 */
3043                 if (mode == BPF_IMM)
3044                         return true;
3045
3046                 /* Both LD_IND and LD_ABS return 32-bit data. */
3047                 if (t != SRC_OP)
3048                         return  false;
3049
3050                 /* Implicit ctx ptr. */
3051                 if (regno == BPF_REG_6)
3052                         return true;
3053
3054                 /* Explicit source could be any width. */
3055                 return true;
3056         }
3057
3058         if (class == BPF_ST)
3059                 /* The only source register for BPF_ST is a ptr. */
3060                 return true;
3061
3062         /* Conservatively return true at default. */
3063         return true;
3064 }
3065
3066 /* Return the regno defined by the insn, or -1. */
3067 static int insn_def_regno(const struct bpf_insn *insn)
3068 {
3069         switch (BPF_CLASS(insn->code)) {
3070         case BPF_JMP:
3071         case BPF_JMP32:
3072         case BPF_ST:
3073                 return -1;
3074         case BPF_STX:
3075                 if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
3076                     (insn->imm & BPF_FETCH)) {
3077                         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
3078                                 return BPF_REG_0;
3079                         else
3080                                 return insn->src_reg;
3081                 } else {
3082                         return -1;
3083                 }
3084         default:
3085                 return insn->dst_reg;
3086         }
3087 }
3088
3089 /* Return TRUE if INSN has defined any 32-bit value explicitly. */
3090 static bool insn_has_def32(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
3091 {
3092         int dst_reg = insn_def_regno(insn);
3093
3094         if (dst_reg == -1)
3095                 return false;
3096
3097         return !is_reg64(env, insn, dst_reg, NULL, DST_OP);
3098 }
3099
3100 static void mark_insn_zext(struct bpf_verifier_env *env,
3101                            struct bpf_reg_state *reg)
3102 {
3103         s32 def_idx = reg->subreg_def;
3104
3105         if (def_idx == DEF_NOT_SUBREG)
3106                 return;
3107
3108         env->insn_aux_data[def_idx - 1].zext_dst = true;
3109         /* The dst will be zero extended, so won't be sub-register anymore. */
3110         reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
3111 }
3112
3113 static int check_reg_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3114                          enum reg_arg_type t)
3115 {
3116         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3117         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3118         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + env->insn_idx;
3119         struct bpf_reg_state *reg, *regs = state->regs;
3120         bool rw64;
3121
3122         if (regno >= MAX_BPF_REG) {
3123                 verbose(env, "R%d is invalid\n", regno);
3124                 return -EINVAL;
3125         }
3126
3127         mark_reg_scratched(env, regno);
3128
3129         reg = &regs[regno];
3130         rw64 = is_reg64(env, insn, regno, reg, t);
3131         if (t == SRC_OP) {
3132                 /* check whether register used as source operand can be read */
3133                 if (reg->type == NOT_INIT) {
3134                         verbose(env, "R%d !read_ok\n", regno);
3135                         return -EACCES;
3136                 }
3137                 /* We don't need to worry about FP liveness because it's read-only */
3138                 if (regno == BPF_REG_FP)
3139                         return 0;
3140
3141                 if (rw64)
3142                         mark_insn_zext(env, reg);
3143
3144                 return mark_reg_read(env, reg, reg->parent,
3145                                      rw64 ? REG_LIVE_READ64 : REG_LIVE_READ32);
3146         } else {
3147                 /* check whether register used as dest operand can be written to */
3148                 if (regno == BPF_REG_FP) {
3149                         verbose(env, "frame pointer is read only\n");
3150                         return -EACCES;
3151                 }
3152                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3153                 reg->subreg_def = rw64 ? DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
3154                 if (t == DST_OP)
3155                         mark_reg_unknown(env, regs, regno);
3156         }
3157         return 0;
3158 }
3159
3160 static void mark_jmp_point(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
3161 {
3162         env->insn_aux_data[idx].jmp_point = true;
3163 }
3164
3165 static bool is_jmp_point(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
3166 {
3167         return env->insn_aux_data[insn_idx].jmp_point;
3168 }
3169
3170 /* for any branch, call, exit record the history of jmps in the given state */
3171 static int push_jmp_history(struct bpf_verifier_env *env,
3172                             struct bpf_verifier_state *cur)
3173 {
3174         u32 cnt = cur->jmp_history_cnt;
3175         struct bpf_idx_pair *p;
3176         size_t alloc_size;
3177
3178         if (!is_jmp_point(env, env->insn_idx))
3179                 return 0;
3180
3181         cnt++;
3182         alloc_size = kmalloc_size_roundup(size_mul(cnt, sizeof(*p)));
3183         p = krealloc(cur->jmp_history, alloc_size, GFP_USER);
3184         if (!p)
3185                 return -ENOMEM;
3186         p[cnt - 1].idx = env->insn_idx;
3187         p[cnt - 1].prev_idx = env->prev_insn_idx;
3188         cur->jmp_history = p;
3189         cur->jmp_history_cnt = cnt;
3190         return 0;
3191 }
3192
3193 /* Backtrack one insn at a time. If idx is not at the top of recorded
3194  * history then previous instruction came from straight line execution.
3195  */
3196 static int get_prev_insn_idx(struct bpf_verifier_state *st, int i,
3197                              u32 *history)
3198 {
3199         u32 cnt = *history;
3200
3201         if (cnt && st->jmp_history[cnt - 1].idx == i) {
3202                 i = st->jmp_history[cnt - 1].prev_idx;
3203                 (*history)--;
3204         } else {
3205                 i--;
3206         }
3207         return i;
3208 }
3209
3210 static const char *disasm_kfunc_name(void *data, const struct bpf_insn *insn)
3211 {
3212         const struct btf_type *func;
3213         struct btf *desc_btf;
3214
3215         if (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL)
3216                 return NULL;
3217
3218         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(data, insn->off);
3219         if (IS_ERR(desc_btf))
3220                 return "<error>";
3221
3222         func = btf_type_by_id(desc_btf, insn->imm);
3223         return btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
3224 }
3225
3226 static inline void bt_init(struct backtrack_state *bt, u32 frame)
3227 {
3228         bt->frame = frame;
3229 }
3230
3231 static inline void bt_reset(struct backtrack_state *bt)
3232 {
3233         struct bpf_verifier_env *env = bt->env;
3234
3235         memset(bt, 0, sizeof(*bt));
3236         bt->env = env;
3237 }
3238
3239 static inline u32 bt_empty(struct backtrack_state *bt)
3240 {
3241         u64 mask = 0;
3242         int i;
3243
3244         for (i = 0; i <= bt->frame; i++)
3245                 mask |= bt->reg_masks[i] | bt->stack_masks[i];
3246
3247         return mask == 0;
3248 }
3249
3250 static inline int bt_subprog_enter(struct backtrack_state *bt)
3251 {
3252         if (bt->frame == MAX_CALL_FRAMES - 1) {
3253                 verbose(bt->env, "BUG subprog enter from frame %d\n", bt->frame);
3254                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3255                 return -EFAULT;
3256         }
3257         bt->frame++;
3258         return 0;
3259 }
3260
3261 static inline int bt_subprog_exit(struct backtrack_state *bt)
3262 {
3263         if (bt->frame == 0) {
3264                 verbose(bt->env, "BUG subprog exit from frame 0\n");
3265                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3266                 return -EFAULT;
3267         }
3268         bt->frame--;
3269         return 0;
3270 }
3271
3272 static inline void bt_set_frame_reg(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 reg)
3273 {
3274         bt->reg_masks[frame] |= 1 << reg;
3275 }
3276
3277 static inline void bt_clear_frame_reg(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 reg)
3278 {
3279         bt->reg_masks[frame] &= ~(1 << reg);
3280 }
3281
3282 static inline void bt_set_reg(struct backtrack_state *bt, u32 reg)
3283 {
3284         bt_set_frame_reg(bt, bt->frame, reg);
3285 }
3286
3287 static inline void bt_clear_reg(struct backtrack_state *bt, u32 reg)
3288 {
3289         bt_clear_frame_reg(bt, bt->frame, reg);
3290 }
3291
3292 static inline void bt_set_frame_slot(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 slot)
3293 {
3294         bt->stack_masks[frame] |= 1ull << slot;
3295 }
3296
3297 static inline void bt_clear_frame_slot(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 slot)
3298 {
3299         bt->stack_masks[frame] &= ~(1ull << slot);
3300 }
3301
3302 static inline void bt_set_slot(struct backtrack_state *bt, u32 slot)
3303 {
3304         bt_set_frame_slot(bt, bt->frame, slot);
3305 }
3306
3307 static inline void bt_clear_slot(struct backtrack_state *bt, u32 slot)
3308 {
3309         bt_clear_frame_slot(bt, bt->frame, slot);
3310 }
3311
3312 static inline u32 bt_frame_reg_mask(struct backtrack_state *bt, u32 frame)
3313 {
3314         return bt->reg_masks[frame];
3315 }
3316
3317 static inline u32 bt_reg_mask(struct backtrack_state *bt)
3318 {
3319         return bt->reg_masks[bt->frame];
3320 }
3321
3322 static inline u64 bt_frame_stack_mask(struct backtrack_state *bt, u32 frame)
3323 {
3324         return bt->stack_masks[frame];
3325 }
3326
3327 static inline u64 bt_stack_mask(struct backtrack_state *bt)
3328 {
3329         return bt->stack_masks[bt->frame];
3330 }
3331
3332 static inline bool bt_is_reg_set(struct backtrack_state *bt, u32 reg)
3333 {
3334         return bt->reg_masks[bt->frame] & (1 << reg);
3335 }
3336
3337 static inline bool bt_is_slot_set(struct backtrack_state *bt, u32 slot)
3338 {
3339         return bt->stack_masks[bt->frame] & (1ull << slot);
3340 }
3341
3342 /* format registers bitmask, e.g., "r0,r2,r4" for 0x15 mask */
3343 static void fmt_reg_mask(char *buf, ssize_t buf_sz, u32 reg_mask)
3344 {
3345         DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3346         bool first = true;
3347         int i, n;
3348
3349         buf[0] = '\0';
3350
3351         bitmap_from_u64(mask, reg_mask);
3352         for_each_set_bit(i, mask, 32) {
3353                 n = snprintf(buf, buf_sz, "%sr%d", first ? "" : ",", i);
3354                 first = false;
3355                 buf += n;
3356                 buf_sz -= n;
3357                 if (buf_sz < 0)
3358                         break;
3359         }
3360 }
3361 /* format stack slots bitmask, e.g., "-8,-24,-40" for 0x15 mask */
3362 static void fmt_stack_mask(char *buf, ssize_t buf_sz, u64 stack_mask)
3363 {
3364         DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3365         bool first = true;
3366         int i, n;
3367
3368         buf[0] = '\0';
3369
3370         bitmap_from_u64(mask, stack_mask);
3371         for_each_set_bit(i, mask, 64) {
3372                 n = snprintf(buf, buf_sz, "%s%d", first ? "" : ",", -(i + 1) * 8);
3373                 first = false;
3374                 buf += n;
3375                 buf_sz -= n;
3376                 if (buf_sz < 0)
3377                         break;
3378         }
3379 }
3380
3381 /* For given verifier state backtrack_insn() is called from the last insn to
3382  * the first insn. Its purpose is to compute a bitmask of registers and
3383  * stack slots that needs precision in the parent verifier state.
3384  *
3385  * @idx is an index of the instruction we are currently processing;
3386  * @subseq_idx is an index of the subsequent instruction that:
3387  *   - *would be* executed next, if jump history is viewed in forward order;
3388  *   - *was* processed previously during backtracking.
3389  */
3390 static int backtrack_insn(struct bpf_verifier_env *env, int idx, int subseq_idx,
3391                           struct backtrack_state *bt)
3392 {
3393         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
3394                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
3395                 .cb_print       = verbose,
3396                 .private_data   = env,
3397         };
3398         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + idx;
3399         u8 class = BPF_CLASS(insn->code);
3400         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
3401         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
3402         u32 dreg = insn->dst_reg;
3403         u32 sreg = insn->src_reg;
3404         u32 spi, i;
3405
3406         if (insn->code == 0)
3407                 return 0;
3408         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3409                 fmt_reg_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN, bt_reg_mask(bt));
3410                 verbose(env, "mark_precise: frame%d: regs=%s ",
3411                         bt->frame, env->tmp_str_buf);
3412                 fmt_stack_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN, bt_stack_mask(bt));
3413                 verbose(env, "stack=%s before ", env->tmp_str_buf);
3414                 verbose(env, "%d: ", idx);
3415                 print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
3416         }
3417
3418         if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
3419                 if (!bt_is_reg_set(bt, dreg))
3420                         return 0;
3421                 if (opcode == BPF_MOV) {
3422                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3423                                 /* dreg = sreg
3424                                  * dreg needs precision after this insn
3425                                  * sreg needs precision before this insn
3426                                  */
3427                                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3428                                 bt_set_reg(bt, sreg);
3429                         } else {
3430                                 /* dreg = K
3431                                  * dreg needs precision after this insn.
3432                                  * Corresponding register is already marked
3433                                  * as precise=true in this verifier state.
3434                                  * No further markings in parent are necessary
3435                                  */
3436                                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3437                         }
3438                 } else {
3439                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3440                                 /* dreg += sreg
3441                                  * both dreg and sreg need precision
3442                                  * before this insn
3443                                  */
3444                                 bt_set_reg(bt, sreg);
3445                         } /* else dreg += K
3446                            * dreg still needs precision before this insn
3447                            */
3448                 }
3449         } else if (class == BPF_LDX) {
3450                 if (!bt_is_reg_set(bt, dreg))
3451                         return 0;
3452                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3453
3454                 /* scalars can only be spilled into stack w/o losing precision.
3455                  * Load from any other memory can be zero extended.
3456                  * The desire to keep that precision is already indicated
3457                  * by 'precise' mark in corresponding register of this state.
3458                  * No further tracking necessary.
3459                  */
3460                 if (insn->src_reg != BPF_REG_FP)
3461                         return 0;
3462
3463                 /* dreg = *(u64 *)[fp - off] was a fill from the stack.
3464                  * that [fp - off] slot contains scalar that needs to be
3465                  * tracked with precision
3466                  */
3467                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
3468                 if (spi >= 64) {
3469                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
3470                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3471                         return -EFAULT;
3472                 }
3473                 bt_set_slot(bt, spi);
3474         } else if (class == BPF_STX || class == BPF_ST) {
3475                 if (bt_is_reg_set(bt, dreg))
3476                         /* stx & st shouldn't be using _scalar_ dst_reg
3477                          * to access memory. It means backtracking
3478                          * encountered a case of pointer subtraction.
3479                          */
3480                         return -ENOTSUPP;
3481                 /* scalars can only be spilled into stack */
3482                 if (insn->dst_reg != BPF_REG_FP)
3483                         return 0;
3484                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
3485                 if (spi >= 64) {
3486                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
3487                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3488                         return -EFAULT;
3489                 }
3490                 if (!bt_is_slot_set(bt, spi))
3491                         return 0;
3492                 bt_clear_slot(bt, spi);
3493                 if (class == BPF_STX)
3494                         bt_set_reg(bt, sreg);
3495         } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
3496                 if (bpf_pseudo_call(insn)) {
3497                         int subprog_insn_idx, subprog;
3498
3499                         subprog_insn_idx = idx + insn->imm + 1;
3500                         subprog = find_subprog(env, subprog_insn_idx);
3501                         if (subprog < 0)
3502                                 return -EFAULT;
3503
3504                         if (subprog_is_global(env, subprog)) {
3505                                 /* check that jump history doesn't have any
3506                                  * extra instructions from subprog; the next
3507                                  * instruction after call to global subprog
3508                                  * should be literally next instruction in
3509                                  * caller program
3510                                  */
3511                                 WARN_ONCE(idx + 1 != subseq_idx, "verifier backtracking bug");
3512                                 /* r1-r5 are invalidated after subprog call,
3513                                  * so for global func call it shouldn't be set
3514                                  * anymore
3515                                  */
3516                                 if (bt_reg_mask(bt) & BPF_REGMASK_ARGS) {
3517                                         verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3518                                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3519                                         return -EFAULT;
3520                                 }
3521                                 /* global subprog always sets R0 */
3522                                 bt_clear_reg(bt, BPF_REG_0);
3523                                 return 0;
3524                         } else {
3525                                 /* static subprog call instruction, which
3526                                  * means that we are exiting current subprog,
3527                                  * so only r1-r5 could be still requested as
3528                                  * precise, r0 and r6-r10 or any stack slot in
3529                                  * the current frame should be zero by now
3530                                  */
3531                                 if (bt_reg_mask(bt) & ~BPF_REGMASK_ARGS) {
3532                                         verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3533                                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3534                                         return -EFAULT;
3535                                 }
3536                                 /* we don't track register spills perfectly,
3537                                  * so fallback to force-precise instead of failing */
3538                                 if (bt_stack_mask(bt) != 0)
3539                                         return -ENOTSUPP;
3540                                 /* propagate r1-r5 to the caller */
3541                                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++) {
3542                                         if (bt_is_reg_set(bt, i)) {
3543                                                 bt_clear_reg(bt, i);
3544                                                 bt_set_frame_reg(bt, bt->frame - 1, i);
3545                                         }
3546                                 }
3547                                 if (bt_subprog_exit(bt))
3548                                         return -EFAULT;
3549                                 return 0;
3550                         }
3551                 } else if ((bpf_helper_call(insn) &&
3552                             is_callback_calling_function(insn->imm) &&
3553                             !is_async_callback_calling_function(insn->imm)) ||
3554                            (bpf_pseudo_kfunc_call(insn) && is_callback_calling_kfunc(insn->imm))) {
3555                         /* callback-calling helper or kfunc call, which means
3556                          * we are exiting from subprog, but unlike the subprog
3557                          * call handling above, we shouldn't propagate
3558                          * precision of r1-r5 (if any requested), as they are
3559                          * not actually arguments passed directly to callback
3560                          * subprogs
3561                          */
3562                         if (bt_reg_mask(bt) & ~BPF_REGMASK_ARGS) {
3563                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3564                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3565                                 return -EFAULT;
3566                         }
3567                         if (bt_stack_mask(bt) != 0)
3568                                 return -ENOTSUPP;
3569                         /* clear r1-r5 in callback subprog's mask */
3570                         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
3571                                 bt_clear_reg(bt, i);
3572                         if (bt_subprog_exit(bt))
3573                                 return -EFAULT;
3574                         return 0;
3575                 } else if (opcode == BPF_CALL) {
3576                         /* kfunc with imm==0 is invalid and fixup_kfunc_call will
3577                          * catch this error later. Make backtracking conservative
3578                          * with ENOTSUPP.
3579                          */
3580                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL && insn->imm == 0)
3581                                 return -ENOTSUPP;
3582                         /* regular helper call sets R0 */
3583                         bt_clear_reg(bt, BPF_REG_0);
3584                         if (bt_reg_mask(bt) & BPF_REGMASK_ARGS) {
3585                                 /* if backtracing was looking for registers R1-R5
3586                                  * they should have been found already.
3587                                  */
3588                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3589                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3590                                 return -EFAULT;
3591                         }
3592                 } else if (opcode == BPF_EXIT) {
3593                         bool r0_precise;
3594
3595                         if (bt_reg_mask(bt) & BPF_REGMASK_ARGS) {
3596                                 /* if backtracing was looking for registers R1-R5
3597                                  * they should have been found already.
3598                                  */
3599                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3600                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3601                                 return -EFAULT;
3602                         }
3603
3604                         /* BPF_EXIT in subprog or callback always returns
3605                          * right after the call instruction, so by checking
3606                          * whether the instruction at subseq_idx-1 is subprog
3607                          * call or not we can distinguish actual exit from
3608                          * *subprog* from exit from *callback*. In the former
3609                          * case, we need to propagate r0 precision, if
3610                          * necessary. In the former we never do that.
3611                          */
3612                         r0_precise = subseq_idx - 1 >= 0 &&
3613                                      bpf_pseudo_call(&env->prog->insnsi[subseq_idx - 1]) &&
3614                                      bt_is_reg_set(bt, BPF_REG_0);
3615
3616                         bt_clear_reg(bt, BPF_REG_0);
3617                         if (bt_subprog_enter(bt))
3618                                 return -EFAULT;
3619
3620                         if (r0_precise)
3621                                 bt_set_reg(bt, BPF_REG_0);
3622                         /* r6-r9 and stack slots will stay set in caller frame
3623                          * bitmasks until we return back from callee(s)
3624                          */
3625                         return 0;
3626                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3627                         if (!bt_is_reg_set(bt, dreg) && !bt_is_reg_set(bt, sreg))
3628                                 return 0;
3629                         /* dreg <cond> sreg
3630                          * Both dreg and sreg need precision before
3631                          * this insn. If only sreg was marked precise
3632                          * before it would be equally necessary to
3633                          * propagate it to dreg.
3634                          */
3635                         bt_set_reg(bt, dreg);
3636                         bt_set_reg(bt, sreg);
3637                          /* else dreg <cond> K
3638                           * Only dreg still needs precision before
3639                           * this insn, so for the K-based conditional
3640                           * there is nothing new to be marked.
3641                           */
3642                 }
3643         } else if (class == BPF_LD) {
3644                 if (!bt_is_reg_set(bt, dreg))
3645                         return 0;
3646                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3647                 /* It's ld_imm64 or ld_abs or ld_ind.
3648                  * For ld_imm64 no further tracking of precision
3649                  * into parent is necessary
3650                  */
3651                 if (mode == BPF_IND || mode == BPF_ABS)
3652                         /* to be analyzed */
3653                         return -ENOTSUPP;
3654         }
3655         return 0;
3656 }
3657
3658 /* the scalar precision tracking algorithm:
3659  * . at the start all registers have precise=false.
3660  * . scalar ranges are tracked as normal through alu and jmp insns.
3661  * . once precise value of the scalar register is used in:
3662  *   .  ptr + scalar alu
3663  *   . if (scalar cond K|scalar)
3664  *   .  helper_call(.., scalar, ...) where ARG_CONST is expected
3665  *   backtrack through the verifier states and mark all registers and
3666  *   stack slots with spilled constants that these scalar regisers
3667  *   should be precise.
3668  * . during state pruning two registers (or spilled stack slots)
3669  *   are equivalent if both are not precise.
3670  *
3671  * Note the verifier cannot simply walk register parentage chain,
3672  * since many different registers and stack slots could have been
3673  * used to compute single precise scalar.
3674  *
3675  * The approach of starting with precise=true for all registers and then
3676  * backtrack to mark a register as not precise when the verifier detects
3677  * that program doesn't care about specific value (e.g., when helper
3678  * takes register as ARG_ANYTHING parameter) is not safe.
3679  *
3680  * It's ok to walk single parentage chain of the verifier states.
3681  * It's possible that this backtracking will go all the way till 1st insn.
3682  * All other branches will be explored for needing precision later.
3683  *
3684  * The backtracking needs to deal with cases like:
3685  *   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)
3686  * r9 -= r8
3687  * r5 = r9
3688  * if r5 > 0x79f goto pc+7
3689  *    R5_w=inv(id=0,umax_value=1951,var_off=(0x0; 0x7ff))
3690  * r5 += 1
3691  * ...
3692  * call bpf_perf_event_output#25
3693  *   where .arg5_type = ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO
3694  *
3695  * and this case:
3696  * r6 = 1
3697  * call foo // uses callee's r6 inside to compute r0
3698  * r0 += r6
3699  * if r0 == 0 goto
3700  *
3701  * to track above reg_mask/stack_mask needs to be independent for each frame.
3702  *
3703  * Also if parent's curframe > frame where backtracking started,
3704  * the verifier need to mark registers in both frames, otherwise callees
3705  * may incorrectly prune callers. This is similar to
3706  * commit 7640ead93924 ("bpf: verifier: make sure callees don't prune with caller differences")
3707  *
3708  * For now backtracking falls back into conservative marking.
3709  */
3710 static void mark_all_scalars_precise(struct bpf_verifier_env *env,
3711                                      struct bpf_verifier_state *st)
3712 {
3713         struct bpf_func_state *func;
3714         struct bpf_reg_state *reg;
3715         int i, j;
3716
3717         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3718                 verbose(env, "mark_precise: frame%d: falling back to forcing all scalars precise\n",
3719                         st->curframe);
3720         }
3721
3722         /* big hammer: mark all scalars precise in this path.
3723          * pop_stack may still get !precise scalars.
3724          * We also skip current state and go straight to first parent state,
3725          * because precision markings in current non-checkpointed state are
3726          * not needed. See why in the comment in __mark_chain_precision below.
3727          */
3728         for (st = st->parent; st; st = st->parent) {
3729                 for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
3730                         func = st->frame[i];
3731                         for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
3732                                 reg = &func->regs[j];
3733                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE || reg->precise)
3734                                         continue;
3735                                 reg->precise = true;
3736                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3737                                         verbose(env, "force_precise: frame%d: forcing r%d to be precise\n",
3738                                                 i, j);
3739                                 }
3740                         }
3741                         for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
3742                                 if (!is_spilled_reg(&func->stack[j]))
3743                                         continue;
3744                                 reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
3745                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE || reg->precise)
3746                                         continue;
3747                                 reg->precise = true;
3748                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3749                                         verbose(env, "force_precise: frame%d: forcing fp%d to be precise\n",
3750                                                 i, -(j + 1) * 8);
3751                                 }
3752                         }
3753                 }
3754         }
3755 }
3756
3757 static void mark_all_scalars_imprecise(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
3758 {
3759         struct bpf_func_state *func;
3760         struct bpf_reg_state *reg;
3761         int i, j;
3762
3763         for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
3764                 func = st->frame[i];
3765                 for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
3766                         reg = &func->regs[j];
3767                         if (reg->type != SCALAR_VALUE)
3768                                 continue;
3769                         reg->precise = false;
3770                 }
3771                 for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
3772                         if (!is_spilled_reg(&func->stack[j]))
3773                                 continue;
3774                         reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
3775                         if (reg->type != SCALAR_VALUE)
3776                                 continue;
3777                         reg->precise = false;
3778                 }
3779         }
3780 }
3781
3782 static bool idset_contains(struct bpf_idset *s, u32 id)
3783 {
3784         u32 i;
3785
3786         for (i = 0; i < s->count; ++i)
3787                 if (s->ids[i] == id)
3788                         return true;
3789
3790         return false;
3791 }
3792
3793 static int idset_push(struct bpf_idset *s, u32 id)
3794 {
3795         if (WARN_ON_ONCE(s->count >= ARRAY_SIZE(s->ids)))
3796                 return -EFAULT;
3797         s->ids[s->count++] = id;
3798         return 0;
3799 }
3800
3801 static void idset_reset(struct bpf_idset *s)
3802 {
3803         s->count = 0;
3804 }
3805
3806 /* Collect a set of IDs for all registers currently marked as precise in env->bt.
3807  * Mark all registers with these IDs as precise.
3808  */
3809 static int mark_precise_scalar_ids(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
3810 {
3811         struct bpf_idset *precise_ids = &env->idset_scratch;
3812         struct backtrack_state *bt = &env->bt;
3813         struct bpf_func_state *func;
3814         struct bpf_reg_state *reg;
3815         DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3816         int i, fr;
3817
3818         idset_reset(precise_ids);
3819
3820         for (fr = bt->frame; fr >= 0; fr--) {
3821                 func = st->frame[fr];
3822
3823                 bitmap_from_u64(mask, bt_frame_reg_mask(bt, fr));
3824                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
3825                         reg = &func->regs[i];
3826                         if (!reg->id || reg->type != SCALAR_VALUE)
3827                                 continue;
3828                         if (idset_push(precise_ids, reg->id))
3829                                 return -EFAULT;
3830                 }
3831
3832                 bitmap_from_u64(mask, bt_frame_stack_mask(bt, fr));
3833                 for_each_set_bit(i, mask, 64) {
3834                         if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE)
3835                                 break;
3836                         if (!is_spilled_scalar_reg(&func->stack[i]))
3837                                 continue;
3838                         reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
3839                         if (!reg->id)
3840                                 continue;
3841                         if (idset_push(precise_ids, reg->id))
3842                                 return -EFAULT;
3843                 }
3844         }
3845
3846         for (fr = 0; fr <= st->curframe; ++fr) {
3847                 func = st->frame[fr];
3848
3849                 for (i = BPF_REG_0; i < BPF_REG_10; ++i) {
3850                         reg = &func->regs[i];
3851                         if (!reg->id)
3852                                 continue;
3853                         if (!idset_contains(precise_ids, reg->id))
3854                                 continue;
3855                         bt_set_frame_reg(bt, fr, i);
3856                 }
3857                 for (i = 0; i < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; ++i) {
3858                         if (!is_spilled_scalar_reg(&func->stack[i]))
3859                                 continue;
3860                         reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
3861                         if (!reg->id)
3862                                 continue;
3863                         if (!idset_contains(precise_ids, reg->id))
3864                                 continue;
3865                         bt_set_frame_slot(bt, fr, i);
3866                 }
3867         }
3868
3869         return 0;
3870 }
3871
3872 /*
3873  * __mark_chain_precision() backtracks BPF program instruction sequence and
3874  * chain of verifier states making sure that register *regno* (if regno >= 0)
3875  * and/or stack slot *spi* (if spi >= 0) are marked as precisely tracked
3876  * SCALARS, as well as any other registers and slots that contribute to
3877  * a tracked state of given registers/stack slots, depending on specific BPF
3878  * assembly instructions (see backtrack_insns() for exact instruction handling
3879  * logic). This backtracking relies on recorded jmp_history and is able to
3880  * traverse entire chain of parent states. This process ends only when all the
3881  * necessary registers/slots and their transitive dependencies are marked as
3882  * precise.
3883  *
3884  * One important and subtle aspect is that precise marks *do not matter* in
3885  * the currently verified state (current state). It is important to understand
3886  * why this is the case.
3887  *
3888  * First, note that current state is the state that is not yet "checkpointed",
3889  * i.e., it is not yet put into env->explored_states, and it has no children
3890  * states as well. It's ephemeral, and can end up either a) being discarded if
3891  * compatible explored state is found at some point or BPF_EXIT instruction is
3892  * reached or b) checkpointed and put into env->explored_states, branching out
3893  * into one or more children states.
3894  *
3895  * In the former case, precise markings in current state are completely
3896  * ignored by state comparison code (see regsafe() for details). Only
3897  * checkpointed ("old") state precise markings are important, and if old
3898  * state's register/slot is precise, regsafe() assumes current state's
3899  * register/slot as precise and checks value ranges exactly and precisely. If
3900  * states turn out to be compatible, current state's necessary precise
3901  * markings and any required parent states' precise markings are enforced
3902  * after the fact with propagate_precision() logic, after the fact. But it's
3903  * important to realize that in this case, even after marking current state
3904  * registers/slots as precise, we immediately discard current state. So what
3905  * actually matters is any of the precise markings propagated into current
3906  * state's parent states, which are always checkpointed (due to b) case above).
3907  * As such, for scenario a) it doesn't matter if current state has precise
3908  * markings set or not.
3909  *
3910  * Now, for the scenario b), checkpointing and forking into child(ren)
3911  * state(s). Note that before current state gets to checkpointing step, any
3912  * processed instruction always assumes precise SCALAR register/slot
3913  * knowledge: if precise value or range is useful to prune jump branch, BPF
3914  * verifier takes this opportunity enthusiastically. Similarly, when
3915  * register's value is used to calculate offset or memory address, exact
3916  * knowledge of SCALAR range is assumed, checked, and enforced. So, similar to
3917  * what we mentioned above about state comparison ignoring precise markings
3918  * during state comparison, BPF verifier ignores and also assumes precise
3919  * markings *at will* during instruction verification process. But as verifier
3920  * assumes precision, it also propagates any precision dependencies across
3921  * parent states, which are not yet finalized, so can be further restricted
3922  * based on new knowledge gained from restrictions enforced by their children
3923  * states. This is so that once those parent states are finalized, i.e., when
3924  * they have no more active children state, state comparison logic in
3925  * is_state_visited() would enforce strict and precise SCALAR ranges, if
3926  * required for correctness.
3927  *
3928  * To build a bit more intuition, note also that once a state is checkpointed,
3929  * the path we took to get to that state is not important. This is crucial
3930  * property for state pruning. When state is checkpointed and finalized at
3931  * some instruction index, it can be correctly and safely used to "short
3932  * circuit" any *compatible* state that reaches exactly the same instruction
3933  * index. I.e., if we jumped to that instruction from a completely different
3934  * code path than original finalized state was derived from, it doesn't
3935  * matter, current state can be discarded because from that instruction
3936  * forward having a compatible state will ensure we will safely reach the
3937  * exit. States describe preconditions for further exploration, but completely
3938  * forget the history of how we got here.
3939  *
3940  * This also means that even if we needed precise SCALAR range to get to
3941  * finalized state, but from that point forward *that same* SCALAR register is
3942  * never used in a precise context (i.e., it's precise value is not needed for
3943  * correctness), it's correct and safe to mark such register as "imprecise"
3944  * (i.e., precise marking set to false). This is what we rely on when we do
3945  * not set precise marking in current state. If no child state requires
3946  * precision for any given SCALAR register, it's safe to dictate that it can
3947  * be imprecise. If any child state does require this register to be precise,
3948  * we'll mark it precise later retroactively during precise markings
3949  * propagation from child state to parent states.
3950  *
3951  * Skipping precise marking setting in current state is a mild version of
3952  * relying on the above observation. But we can utilize this property even
3953  * more aggressively by proactively forgetting any precise marking in the
3954  * current state (which we inherited from the parent state), right before we
3955  * checkpoint it and branch off into new child state. This is done by
3956  * mark_all_scalars_imprecise() to hopefully get more permissive and generic
3957  * finalized states which help in short circuiting more future states.
3958  */
3959 static int __mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
3960 {
3961         struct backtrack_state *bt = &env->bt;
3962         struct bpf_verifier_state *st = env->cur_state;
3963         int first_idx = st->first_insn_idx;
3964         int last_idx = env->insn_idx;
3965         int subseq_idx = -1;
3966         struct bpf_func_state *func;
3967         struct bpf_reg_state *reg;
3968         bool skip_first = true;
3969         int i, fr, err;
3970
3971         if (!env->bpf_capable)
3972                 return 0;
3973
3974         /* set frame number from which we are starting to backtrack */
3975         bt_init(bt, env->cur_state->curframe);
3976
3977         /* Do sanity checks against current state of register and/or stack
3978          * slot, but don't set precise flag in current state, as precision
3979          * tracking in the current state is unnecessary.
3980          */
3981         func = st->frame[bt->frame];
3982         if (regno >= 0) {
3983                 reg = &func->regs[regno];
3984                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
3985                         WARN_ONCE(1, "backtracing misuse");
3986                         return -EFAULT;
3987                 }
3988                 bt_set_reg(bt, regno);
3989         }
3990
3991         if (bt_empty(bt))
3992                 return 0;
3993
3994         for (;;) {
3995                 DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3996                 u32 history = st->jmp_history_cnt;
3997
3998                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3999                         verbose(env, "mark_precise: frame%d: last_idx %d first_idx %d subseq_idx %d \n",
4000                                 bt->frame, last_idx, first_idx, subseq_idx);
4001                 }
4002
4003                 /* If some register with scalar ID is marked as precise,
4004                  * make sure that all registers sharing this ID are also precise.
4005                  * This is needed to estimate effect of find_equal_scalars().
4006                  * Do this at the last instruction of each state,
4007                  * bpf_reg_state::id fields are valid for these instructions.
4008                  *
4009                  * Allows to track precision in situation like below:
4010                  *
4011                  *     r2 = unknown value
4012                  *     ...
4013                  *   --- state #0 ---
4014                  *     ...
4015                  *     r1 = r2                 // r1 and r2 now share the same ID
4016                  *     ...
4017                  *   --- state #1 {r1.id = A, r2.id = A} ---
4018                  *     ...
4019                  *     if (r2 > 10) goto exit; // find_equal_scalars() assigns range to r1
4020                  *     ...
4021                  *   --- state #2 {r1.id = A, r2.id = A} ---
4022                  *     r3 = r10
4023                  *     r3 += r1                // need to mark both r1 and r2
4024                  */
4025                 if (mark_precise_scalar_ids(env, st))
4026                         return -EFAULT;
4027
4028                 if (last_idx < 0) {
4029                         /* we are at the entry into subprog, which
4030                          * is expected for global funcs, but only if
4031                          * requested precise registers are R1-R5
4032                          * (which are global func's input arguments)
4033                          */
4034                         if (st->curframe == 0 &&
4035                             st->frame[0]->subprogno > 0 &&
4036                             st->frame[0]->callsite == BPF_MAIN_FUNC &&
4037                             bt_stack_mask(bt) == 0 &&
4038                             (bt_reg_mask(bt) & ~BPF_REGMASK_ARGS) == 0) {
4039                                 bitmap_from_u64(mask, bt_reg_mask(bt));
4040                                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
4041                                         reg = &st->frame[0]->regs[i];
4042                                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
4043                                                 bt_clear_reg(bt, i);
4044                                                 continue;
4045                                         }
4046                                         reg->precise = true;
4047                                 }
4048                                 return 0;
4049                         }
4050
4051                         verbose(env, "BUG backtracking func entry subprog %d reg_mask %x stack_mask %llx\n",
4052                                 st->frame[0]->subprogno, bt_reg_mask(bt), bt_stack_mask(bt));
4053                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
4054                         return -EFAULT;
4055                 }
4056
4057                 for (i = last_idx;;) {
4058                         if (skip_first) {
4059                                 err = 0;
4060                                 skip_first = false;
4061                         } else {
4062                                 err = backtrack_insn(env, i, subseq_idx, bt);
4063                         }
4064                         if (err == -ENOTSUPP) {
4065                                 mark_all_scalars_precise(env, env->cur_state);
4066                                 bt_reset(bt);
4067                                 return 0;
4068                         } else if (err) {
4069                                 return err;
4070                         }
4071                         if (bt_empty(bt))
4072                                 /* Found assignment(s) into tracked register in this state.
4073                                  * Since this state is already marked, just return.
4074                                  * Nothing to be tracked further in the parent state.
4075                                  */
4076                                 return 0;
4077                         if (i == first_idx)
4078                                 break;
4079                         subseq_idx = i;
4080                         i = get_prev_insn_idx(st, i, &history);
4081                         if (i >= env->prog->len) {
4082                                 /* This can happen if backtracking reached insn 0
4083                                  * and there are still reg_mask or stack_mask
4084                                  * to backtrack.
4085                                  * It means the backtracking missed the spot where
4086                                  * particular register was initialized with a constant.
4087                                  */
4088                                 verbose(env, "BUG backtracking idx %d\n", i);
4089                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
4090                                 return -EFAULT;
4091                         }
4092                 }
4093                 st = st->parent;
4094                 if (!st)
4095                         break;
4096
4097                 for (fr = bt->frame; fr >= 0; fr--) {
4098                         func = st->frame[fr];
4099                         bitmap_from_u64(mask, bt_frame_reg_mask(bt, fr));
4100                         for_each_set_bit(i, mask, 32) {
4101                                 reg = &func->regs[i];
4102                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
4103                                         bt_clear_frame_reg(bt, fr, i);
4104                                         continue;
4105                                 }
4106                                 if (reg->precise)
4107                                         bt_clear_frame_reg(bt, fr, i);
4108                                 else
4109                                         reg->precise = true;
4110                         }
4111
4112                         bitmap_from_u64(mask, bt_frame_stack_mask(bt, fr));
4113                         for_each_set_bit(i, mask, 64) {
4114                                 if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE) {
4115                                         /* the sequence of instructions:
4116                                          * 2: (bf) r3 = r10
4117                                          * 3: (7b) *(u64 *)(r3 -8) = r0
4118                                          * 4: (79) r4 = *(u64 *)(r10 -8)
4119                                          * doesn't contain jmps. It's backtracked
4120                                          * as a single block.
4121                                          * During backtracking insn 3 is not recognized as
4122                                          * stack access, so at the end of backtracking
4123                                          * stack slot fp-8 is still marked in stack_mask.
4124                                          * However the parent state may not have accessed
4125                                          * fp-8 and it's "unallocated" stack space.
4126                                          * In such case fallback to conservative.
4127                                          */
4128                                         mark_all_scalars_precise(env, env->cur_state);
4129                                         bt_reset(bt);
4130                                         return 0;
4131                                 }
4132
4133                                 if (!is_spilled_scalar_reg(&func->stack[i])) {
4134                                         bt_clear_frame_slot(bt, fr, i);
4135                                         continue;
4136                                 }
4137                                 reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
4138                                 if (reg->precise)
4139                                         bt_clear_frame_slot(bt, fr, i);
4140                                 else
4141                                         reg->precise = true;
4142                         }
4143                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
4144                                 fmt_reg_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN,
4145                                              bt_frame_reg_mask(bt, fr));
4146                                 verbose(env, "mark_precise: frame%d: parent state regs=%s ",
4147                                         fr, env->tmp_str_buf);
4148                                 fmt_stack_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN,
4149                                                bt_frame_stack_mask(bt, fr));
4150                                 verbose(env, "stack=%s: ", env->tmp_str_buf);
4151                                 print_verifier_state(env, func, true);
4152                         }
4153                 }
4154
4155                 if (bt_empty(bt))
4156                         return 0;
4157
4158                 subseq_idx = first_idx;
4159                 last_idx = st->last_insn_idx;
4160                 first_idx = st->first_insn_idx;
4161         }
4162
4163         /* if we still have requested precise regs or slots, we missed
4164          * something (e.g., stack access through non-r10 register), so
4165          * fallback to marking all precise
4166          */
4167         if (!bt_empty(bt)) {
4168                 mark_all_scalars_precise(env, env->cur_state);
4169                 bt_reset(bt);
4170         }
4171
4172         return 0;
4173 }
4174
4175 int mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4176 {
4177         return __mark_chain_precision(env, regno);
4178 }
4179
4180 /* mark_chain_precision_batch() assumes that env->bt is set in the caller to
4181  * desired reg and stack masks across all relevant frames
4182  */
4183 static int mark_chain_precision_batch(struct bpf_verifier_env *env)
4184 {
4185         return __mark_chain_precision(env, -1);
4186 }
4187
4188 static bool is_spillable_regtype(enum bpf_reg_type type)
4189 {
4190         switch (base_type(type)) {
4191         case PTR_TO_MAP_VALUE:
4192         case PTR_TO_STACK:
4193         case PTR_TO_CTX:
4194         case PTR_TO_PACKET:
4195         case PTR_TO_PACKET_META:
4196         case PTR_TO_PACKET_END:
4197         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
4198         case CONST_PTR_TO_MAP:
4199         case PTR_TO_SOCKET:
4200         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
4201         case PTR_TO_TCP_SOCK:
4202         case PTR_TO_XDP_SOCK:
4203         case PTR_TO_BTF_ID:
4204         case PTR_TO_BUF:
4205         case PTR_TO_MEM:
4206         case PTR_TO_FUNC:
4207         case PTR_TO_MAP_KEY:
4208                 return true;
4209         default:
4210                 return false;
4211         }
4212 }
4213
4214 /* Does this register contain a constant zero? */
4215 static bool register_is_null(struct bpf_reg_state *reg)
4216 {
4217         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
4218 }
4219
4220 static bool register_is_const(struct bpf_reg_state *reg)
4221 {
4222         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off);
4223 }
4224
4225 static bool __is_scalar_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
4226 {
4227         return tnum_is_unknown(reg->var_off) &&
4228                reg->smin_value == S64_MIN && reg->smax_value == S64_MAX &&
4229                reg->umin_value == 0 && reg->umax_value == U64_MAX &&
4230                reg->s32_min_value == S32_MIN && reg->s32_max_value == S32_MAX &&
4231                reg->u32_min_value == 0 && reg->u32_max_value == U32_MAX;
4232 }
4233
4234 static bool register_is_bounded(struct bpf_reg_state *reg)
4235 {
4236         return reg->type == SCALAR_VALUE && !__is_scalar_unbounded(reg);
4237 }
4238
4239 static bool __is_pointer_value(bool allow_ptr_leaks,
4240                                const struct bpf_reg_state *reg)
4241 {
4242         if (allow_ptr_leaks)
4243                 return false;
4244
4245         return reg->type != SCALAR_VALUE;
4246 }
4247
4248 /* Copy src state preserving dst->parent and dst->live fields */
4249 static void copy_register_state(struct bpf_reg_state *dst, const struct bpf_reg_state *src)
4250 {
4251         struct bpf_reg_state *parent = dst->parent;
4252         enum bpf_reg_liveness live = dst->live;
4253
4254         *dst = *src;
4255         dst->parent = parent;
4256         dst->live = live;
4257 }
4258
4259 static void save_register_state(struct bpf_func_state *state,
4260                                 int spi, struct bpf_reg_state *reg,
4261                                 int size)
4262 {
4263         int i;
4264
4265         copy_register_state(&state->stack[spi].spilled_ptr, reg);
4266         if (size == BPF_REG_SIZE)
4267                 state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4268
4269         for (i = BPF_REG_SIZE; i > BPF_REG_SIZE - size; i--)
4270                 state->stack[spi].slot_type[i - 1] = STACK_SPILL;
4271
4272         /* size < 8 bytes spill */
4273         for (; i; i--)
4274                 scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[i - 1]);
4275 }
4276
4277 static bool is_bpf_st_mem(struct bpf_insn *insn)
4278 {
4279         return BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ST && BPF_MODE(insn->code) == BPF_MEM;
4280 }
4281
4282 /* check_stack_{read,write}_fixed_off functions track spill/fill of registers,
4283  * stack boundary and alignment are checked in check_mem_access()
4284  */
4285 static int check_stack_write_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
4286                                        /* stack frame we're writing to */
4287                                        struct bpf_func_state *state,
4288                                        int off, int size, int value_regno,
4289                                        int insn_idx)
4290 {
4291         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
4292         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE, err;
4293         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
4294         struct bpf_reg_state *reg = NULL;
4295         u32 dst_reg = insn->dst_reg;
4296
4297         err = grow_stack_state(state, round_up(slot + 1, BPF_REG_SIZE));
4298         if (err)
4299                 return err;
4300         /* caller checked that off % size == 0 and -MAX_BPF_STACK <= off < 0,
4301          * so it's aligned access and [off, off + size) are within stack limits
4302          */
4303         if (!env->allow_ptr_leaks &&
4304             state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
4305             size != BPF_REG_SIZE) {
4306                 verbose(env, "attempt to corrupt spilled pointer on stack\n");
4307                 return -EACCES;
4308         }
4309
4310         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
4311         if (value_regno >= 0)
4312                 reg = &cur->regs[value_regno];
4313         if (!env->bypass_spec_v4) {
4314                 bool sanitize = reg && is_spillable_regtype(reg->type);
4315
4316                 for (i = 0; i < size; i++) {
4317                         u8 type = state->stack[spi].slot_type[i];
4318
4319                         if (type != STACK_MISC && type != STACK_ZERO) {
4320                                 sanitize = true;
4321                                 break;
4322                         }
4323                 }
4324
4325                 if (sanitize)
4326                         env->insn_aux_data[insn_idx].sanitize_stack_spill = true;
4327         }
4328
4329         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
4330         if (err)
4331                 return err;
4332
4333         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4334         if (reg && !(off % BPF_REG_SIZE) && register_is_bounded(reg) &&
4335             !register_is_null(reg) && env->bpf_capable) {
4336                 if (dst_reg != BPF_REG_FP) {
4337                         /* The backtracking logic can only recognize explicit
4338                          * stack slot address like [fp - 8]. Other spill of
4339                          * scalar via different register has to be conservative.
4340                          * Backtrack from here and mark all registers as precise
4341                          * that contributed into 'reg' being a constant.
4342                          */
4343                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
4344                         if (err)
4345                                 return err;
4346                 }
4347                 save_register_state(state, spi, reg, size);
4348                 /* Break the relation on a narrowing spill. */
4349                 if (fls64(reg->umax_value) > BITS_PER_BYTE * size)
4350                         state->stack[spi].spilled_ptr.id = 0;
4351         } else if (!reg && !(off % BPF_REG_SIZE) && is_bpf_st_mem(insn) &&
4352                    insn->imm != 0 && env->bpf_capable) {
4353                 struct bpf_reg_state fake_reg = {};
4354
4355                 __mark_reg_known(&fake_reg, (u32)insn->imm);
4356                 fake_reg.type = SCALAR_VALUE;
4357                 save_register_state(state, spi, &fake_reg, size);
4358         } else if (reg && is_spillable_regtype(reg->type)) {
4359                 /* register containing pointer is being spilled into stack */
4360                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
4361                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
4362                         verbose(env, "invalid size of register spill\n");
4363                         return -EACCES;
4364                 }
4365                 if (state != cur && reg->type == PTR_TO_STACK) {
4366                         verbose(env, "cannot spill pointers to stack into stack frame of the caller\n");
4367                         return -EINVAL;
4368                 }
4369                 save_register_state(state, spi, reg, size);
4370         } else {
4371                 u8 type = STACK_MISC;
4372
4373                 /* regular write of data into stack destroys any spilled ptr */
4374                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
4375                 /* Mark slots as STACK_MISC if they belonged to spilled ptr/dynptr/iter. */
4376                 if (is_stack_slot_special(&state->stack[spi]))
4377                         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
4378                                 scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[i]);
4379
4380                 /* only mark the slot as written if all 8 bytes were written
4381                  * otherwise read propagation may incorrectly stop too soon
4382                  * when stack slots are partially written.
4383                  * This heuristic means that read propagation will be
4384                  * conservative, since it will add reg_live_read marks
4385                  * to stack slots all the way to first state when programs
4386                  * writes+reads less than 8 bytes
4387                  */
4388                 if (size == BPF_REG_SIZE)
4389                         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4390
4391                 /* when we zero initialize stack slots mark them as such */
4392                 if ((reg && register_is_null(reg)) ||
4393                     (!reg && is_bpf_st_mem(insn) && insn->imm == 0)) {
4394                         /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
4395                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
4396                         if (err)
4397                                 return err;
4398                         type = STACK_ZERO;
4399                 }
4400
4401                 /* Mark slots affected by this stack write. */
4402                 for (i = 0; i < size; i++)
4403                         state->stack[spi].slot_type[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] =
4404                                 type;
4405         }
4406         return 0;
4407 }
4408
4409 /* Write the stack: 'stack[ptr_regno + off] = value_regno'. 'ptr_regno' is
4410  * known to contain a variable offset.
4411  * This function checks whether the write is permitted and conservatively
4412  * tracks the effects of the write, considering that each stack slot in the
4413  * dynamic range is potentially written to.
4414  *
4415  * 'off' includes 'regno->off'.
4416  * 'value_regno' can be -1, meaning that an unknown value is being written to
4417  * the stack.
4418  *
4419  * Spilled pointers in range are not marked as written because we don't know
4420  * what's going to be actually written. This means that read propagation for
4421  * future reads cannot be terminated by this write.
4422  *
4423  * For privileged programs, uninitialized stack slots are considered
4424  * initialized by this write (even though we don't know exactly what offsets
4425  * are going to be written to). The idea is that we don't want the verifier to
4426  * reject future reads that access slots written to through variable offsets.
4427  */
4428 static int check_stack_write_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
4429                                      /* func where register points to */
4430                                      struct bpf_func_state *state,
4431                                      int ptr_regno, int off, int size,
4432                                      int value_regno, int insn_idx)
4433 {
4434         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
4435         int min_off, max_off;
4436         int i, err;
4437         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, *value_reg = NULL;
4438         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
4439         bool writing_zero = false;
4440         /* set if the fact that we're writing a zero is used to let any
4441          * stack slots remain STACK_ZERO
4442          */
4443         bool zero_used = false;
4444
4445         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
4446         ptr_reg = &cur->regs[ptr_regno];
4447         min_off = ptr_reg->smin_value + off;
4448         max_off = ptr_reg->smax_value + off + size;
4449         if (value_regno >= 0)
4450                 value_reg = &cur->regs[value_regno];
4451         if ((value_reg && register_is_null(value_reg)) ||
4452             (!value_reg && is_bpf_st_mem(insn) && insn->imm == 0))
4453                 writing_zero = true;
4454
4455         err = grow_stack_state(state, round_up(-min_off, BPF_REG_SIZE));
4456         if (err)
4457                 return err;
4458
4459         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4460                 int spi;
4461
4462                 spi = __get_spi(i);
4463                 err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
4464                 if (err)
4465                         return err;
4466         }
4467
4468         /* Variable offset writes destroy any spilled pointers in range. */
4469         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4470                 u8 new_type, *stype;
4471                 int slot, spi;
4472
4473                 slot = -i - 1;
4474                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4475                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
4476                 mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4477
4478                 if (!env->allow_ptr_leaks && *stype != STACK_MISC && *stype != STACK_ZERO) {
4479                         /* Reject the write if range we may write to has not
4480                          * been initialized beforehand. If we didn't reject
4481                          * here, the ptr status would be erased below (even
4482                          * though not all slots are actually overwritten),
4483                          * possibly opening the door to leaks.
4484                          *
4485                          * We do however catch STACK_INVALID case below, and
4486                          * only allow reading possibly uninitialized memory
4487                          * later for CAP_PERFMON, as the write may not happen to
4488                          * that slot.
4489                          */
4490                         verbose(env, "spilled ptr in range of var-offset stack write; insn %d, ptr off: %d",
4491                                 insn_idx, i);
4492                         return -EINVAL;
4493                 }
4494
4495                 /* Erase all spilled pointers. */
4496                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
4497
4498                 /* Update the slot type. */
4499                 new_type = STACK_MISC;
4500                 if (writing_zero && *stype == STACK_ZERO) {
4501                         new_type = STACK_ZERO;
4502                         zero_used = true;
4503                 }
4504                 /* If the slot is STACK_INVALID, we check whether it's OK to
4505                  * pretend that it will be initialized by this write. The slot
4506                  * might not actually be written to, and so if we mark it as
4507                  * initialized future reads might leak uninitialized memory.
4508                  * For privileged programs, we will accept such reads to slots
4509                  * that may or may not be written because, if we're reject
4510                  * them, the error would be too confusing.
4511                  */
4512                 if (*stype == STACK_INVALID && !env->allow_uninit_stack) {
4513                         verbose(env, "uninit stack in range of var-offset write prohibited for !root; insn %d, off: %d",
4514                                         insn_idx, i);
4515                         return -EINVAL;
4516                 }
4517                 *stype = new_type;
4518         }
4519         if (zero_used) {
4520                 /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
4521                 err = mark_chain_precision(env, value_regno);
4522                 if (err)
4523                         return err;
4524         }
4525         return 0;
4526 }
4527
4528 /* When register 'dst_regno' is assigned some values from stack[min_off,
4529  * max_off), we set the register's type according to the types of the
4530  * respective stack slots. If all the stack values are known to be zeros, then
4531  * so is the destination reg. Otherwise, the register is considered to be
4532  * SCALAR. This function does not deal with register filling; the caller must
4533  * ensure that all spilled registers in the stack range have been marked as
4534  * read.
4535  */
4536 static void mark_reg_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
4537                                 /* func where src register points to */
4538                                 struct bpf_func_state *ptr_state,
4539                                 int min_off, int max_off, int dst_regno)
4540 {
4541         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4542         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4543         int i, slot, spi;
4544         u8 *stype;
4545         int zeros = 0;
4546
4547         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4548                 slot = -i - 1;
4549                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4550                 mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4551                 stype = ptr_state->stack[spi].slot_type;
4552                 if (stype[slot % BPF_REG_SIZE] != STACK_ZERO)
4553                         break;
4554                 zeros++;
4555         }
4556         if (zeros == max_off - min_off) {
4557                 /* any access_size read into register is zero extended,
4558                  * so the whole register == const_zero
4559                  */
4560                 __mark_reg_const_zero(&state->regs[dst_regno]);
4561                 /* backtracking doesn't support STACK_ZERO yet,
4562                  * so mark it precise here, so that later
4563                  * backtracking can stop here.
4564                  * Backtracking may not need this if this register
4565                  * doesn't participate in pointer adjustment.
4566                  * Forward propagation of precise flag is not
4567                  * necessary either. This mark is only to stop
4568                  * backtracking. Any register that contributed
4569                  * to const 0 was marked precise before spill.
4570                  */
4571                 state->regs[dst_regno].precise = true;
4572         } else {
4573                 /* have read misc data from the stack */
4574                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
4575         }
4576         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4577 }
4578
4579 /* Read the stack at 'off' and put the results into the register indicated by
4580  * 'dst_regno'. It handles reg filling if the addressed stack slot is a
4581  * spilled reg.
4582  *
4583  * 'dst_regno' can be -1, meaning that the read value is not going to a
4584  * register.
4585  *
4586  * The access is assumed to be within the current stack bounds.
4587  */
4588 static int check_stack_read_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
4589                                       /* func where src register points to */
4590                                       struct bpf_func_state *reg_state,
4591                                       int off, int size, int dst_regno)
4592 {
4593         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4594         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4595         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4596         struct bpf_reg_state *reg;
4597         u8 *stype, type;
4598
4599         stype = reg_state->stack[spi].slot_type;
4600         reg = &reg_state->stack[spi].spilled_ptr;
4601
4602         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4603
4604         if (is_spilled_reg(&reg_state->stack[spi])) {
4605                 u8 spill_size = 1;
4606
4607                 for (i = BPF_REG_SIZE - 1; i > 0 && stype[i - 1] == STACK_SPILL; i--)
4608                         spill_size++;
4609
4610                 if (size != BPF_REG_SIZE || spill_size != BPF_REG_SIZE) {
4611                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
4612                                 verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
4613                                 verbose(env, "invalid size of register fill\n");
4614                                 return -EACCES;
4615                         }
4616
4617                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
4618                         if (dst_regno < 0)
4619                                 return 0;
4620
4621                         if (!(off % BPF_REG_SIZE) && size == spill_size) {
4622                                 /* The earlier check_reg_arg() has decided the
4623                                  * subreg_def for this insn.  Save it first.
4624                                  */
4625                                 s32 subreg_def = state->regs[dst_regno].subreg_def;
4626
4627                                 copy_register_state(&state->regs[dst_regno], reg);
4628                                 state->regs[dst_regno].subreg_def = subreg_def;
4629                         } else {
4630                                 for (i = 0; i < size; i++) {
4631                                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
4632                                         if (type == STACK_SPILL)
4633                                                 continue;
4634                                         if (type == STACK_MISC)
4635                                                 continue;
4636                                         if (type == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)
4637                                                 continue;
4638                                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
4639                                                 off, i, size);
4640                                         return -EACCES;
4641                                 }
4642                                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
4643                         }
4644                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4645                         return 0;
4646                 }
4647
4648                 if (dst_regno >= 0) {
4649                         /* restore register state from stack */
4650                         copy_register_state(&state->regs[dst_regno], reg);
4651                         /* mark reg as written since spilled pointer state likely
4652                          * has its liveness marks cleared by is_state_visited()
4653                          * which resets stack/reg liveness for state transitions
4654                          */
4655                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4656                 } else if (__is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg)) {
4657                         /* If dst_regno==-1, the caller is asking us whether
4658                          * it is acceptable to use this value as a SCALAR_VALUE
4659                          * (e.g. for XADD).
4660                          * We must not allow unprivileged callers to do that
4661                          * with spilled pointers.
4662                          */
4663                         verbose(env, "leaking pointer from stack off %d\n",
4664                                 off);
4665                         return -EACCES;
4666                 }
4667                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
4668         } else {
4669                 for (i = 0; i < size; i++) {
4670                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
4671                         if (type == STACK_MISC)
4672                                 continue;
4673                         if (type == STACK_ZERO)
4674                                 continue;
4675                         if (type == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)
4676                                 continue;
4677                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
4678                                 off, i, size);
4679                         return -EACCES;
4680                 }
4681                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
4682                 if (dst_regno >= 0)
4683                         mark_reg_stack_read(env, reg_state, off, off + size, dst_regno);
4684         }
4685         return 0;
4686 }
4687
4688 enum bpf_access_src {
4689         ACCESS_DIRECT = 1,  /* the access is performed by an instruction */
4690         ACCESS_HELPER = 2,  /* the access is performed by a helper */
4691 };
4692
4693 static int check_stack_range_initialized(struct bpf_verifier_env *env,
4694                                          int regno, int off, int access_size,
4695                                          bool zero_size_allowed,
4696                                          enum bpf_access_src type,
4697                                          struct bpf_call_arg_meta *meta);
4698
4699 static struct bpf_reg_state *reg_state(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4700 {
4701         return cur_regs(env) + regno;
4702 }
4703
4704 /* Read the stack at 'ptr_regno + off' and put the result into the register
4705  * 'dst_regno'.
4706  * 'off' includes the pointer register's fixed offset(i.e. 'ptr_regno.off'),
4707  * but not its variable offset.
4708  * 'size' is assumed to be <= reg size and the access is assumed to be aligned.
4709  *
4710  * As opposed to check_stack_read_fixed_off, this function doesn't deal with
4711  * filling registers (i.e. reads of spilled register cannot be detected when
4712  * the offset is not fixed). We conservatively mark 'dst_regno' as containing
4713  * SCALAR_VALUE. That's why we assert that the 'ptr_regno' has a variable
4714  * offset; for a fixed offset check_stack_read_fixed_off should be used
4715  * instead.
4716  */
4717 static int check_stack_read_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
4718                                     int ptr_regno, int off, int size, int dst_regno)
4719 {
4720         /* The state of the source register. */
4721         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
4722         struct bpf_func_state *ptr_state = func(env, reg);
4723         int err;
4724         int min_off, max_off;
4725
4726         /* Note that we pass a NULL meta, so raw access will not be permitted.
4727          */
4728         err = check_stack_range_initialized(env, ptr_regno, off, size,
4729                                             false, ACCESS_DIRECT, NULL);
4730         if (err)
4731                 return err;
4732
4733         min_off = reg->smin_value + off;
4734         max_off = reg->smax_value + off;
4735         mark_reg_stack_read(env, ptr_state, min_off, max_off + size, dst_regno);
4736         return 0;
4737 }
4738
4739 /* check_stack_read dispatches to check_stack_read_fixed_off or
4740  * check_stack_read_var_off.
4741  *
4742  * The caller must ensure that the offset falls within the allocated stack
4743  * bounds.
4744  *
4745  * 'dst_regno' is a register which will receive the value from the stack. It
4746  * can be -1, meaning that the read value is not going to a register.
4747  */
4748 static int check_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
4749                             int ptr_regno, int off, int size,
4750                             int dst_regno)
4751 {
4752         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
4753         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
4754         int err;
4755         /* Some accesses are only permitted with a static offset. */
4756         bool var_off = !tnum_is_const(reg->var_off);
4757
4758         /* The offset is required to be static when reads don't go to a
4759          * register, in order to not leak pointers (see
4760          * check_stack_read_fixed_off).
4761          */
4762         if (dst_regno < 0 && var_off) {
4763                 char tn_buf[48];
4764
4765                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4766                 verbose(env, "variable offset stack pointer cannot be passed into helper function; var_off=%s off=%d size=%d\n",
4767                         tn_buf, off, size);
4768                 return -EACCES;
4769         }
4770         /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity
4771          * since it requires corresponding support in Spectre masking for stack
4772          * ALU. See also retrieve_ptr_limit(). The check in
4773          * check_stack_access_for_ptr_arithmetic() called by
4774          * adjust_ptr_min_max_vals() prevents users from creating stack pointers
4775          * with variable offsets, therefore no check is required here. Further,
4776          * just checking it here would be insufficient as speculative stack
4777          * writes could still lead to unsafe speculative behaviour.
4778          */
4779         if (!var_off) {
4780                 off += reg->var_off.value;
4781                 err = check_stack_read_fixed_off(env, state, off, size,
4782                                                  dst_regno);
4783         } else {
4784                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
4785                  * than fixed offset ones. Note that dst_regno >= 0 on this
4786                  * branch.
4787                  */
4788                 err = check_stack_read_var_off(env, ptr_regno, off, size,
4789                                                dst_regno);
4790         }
4791         return err;
4792 }
4793
4794
4795 /* check_stack_write dispatches to check_stack_write_fixed_off or
4796  * check_stack_write_var_off.
4797  *
4798  * 'ptr_regno' is the register used as a pointer into the stack.
4799  * 'off' includes 'ptr_regno->off', but not its variable offset (if any).
4800  * 'value_regno' is the register whose value we're writing to the stack. It can
4801  * be -1, meaning that we're not writing from a register.
4802  *
4803  * The caller must ensure that the offset falls within the maximum stack size.
4804  */
4805 static int check_stack_write(struct bpf_verifier_env *env,
4806                              int ptr_regno, int off, int size,
4807                              int value_regno, int insn_idx)
4808 {
4809         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
4810         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
4811         int err;
4812
4813         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
4814                 off += reg->var_off.value;
4815                 err = check_stack_write_fixed_off(env, state, off, size,
4816                                                   value_regno, insn_idx);
4817         } else {
4818                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
4819                  * than fixed offset ones.
4820                  */
4821                 err = check_stack_write_var_off(env, state,
4822                                                 ptr_regno, off, size,
4823                                                 value_regno, insn_idx);
4824         }
4825         return err;
4826 }
4827
4828 static int check_map_access_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
4829                                  int off, int size, enum bpf_access_type type)
4830 {
4831         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
4832         struct bpf_map *map = regs[regno].map_ptr;
4833         u32 cap = bpf_map_flags_to_cap(map);
4834
4835         if (type == BPF_WRITE && !(cap & BPF_MAP_CAN_WRITE)) {
4836                 verbose(env, "write into map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
4837                         map->value_size, off, size);
4838                 return -EACCES;
4839         }
4840
4841         if (type == BPF_READ && !(cap & BPF_MAP_CAN_READ)) {
4842                 verbose(env, "read from map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
4843                         map->value_size, off, size);
4844                 return -EACCES;
4845         }
4846
4847         return 0;
4848 }
4849
4850 /* check read/write into memory region (e.g., map value, ringbuf sample, etc) */
4851 static int __check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
4852                               int off, int size, u32 mem_size,
4853                               bool zero_size_allowed)
4854 {
4855         bool size_ok = size > 0 || (size == 0 && zero_size_allowed);
4856         struct bpf_reg_state *reg;
4857
4858         if (off >= 0 && size_ok && (u64)off + size <= mem_size)
4859                 return 0;
4860
4861         reg = &cur_regs(env)[regno];
4862         switch (reg->type) {
4863         case PTR_TO_MAP_KEY:
4864                 verbose(env, "invalid access to map key, key_size=%d off=%d size=%d\n",
4865                         mem_size, off, size);
4866                 break;
4867         case PTR_TO_MAP_VALUE:
4868                 verbose(env, "invalid access to map value, value_size=%d off=%d size=%d\n",
4869                         mem_size, off, size);
4870                 break;
4871         case PTR_TO_PACKET:
4872         case PTR_TO_PACKET_META:
4873         case PTR_TO_PACKET_END:
4874                 verbose(env, "invalid access to packet, off=%d size=%d, R%d(id=%d,off=%d,r=%d)\n",
4875                         off, size, regno, reg->id, off, mem_size);
4876                 break;
4877         case PTR_TO_MEM:
4878         default:
4879                 verbose(env, "invalid access to memory, mem_size=%u off=%d size=%d\n",
4880                         mem_size, off, size);
4881         }
4882
4883         return -EACCES;
4884 }
4885
4886 /* check read/write into a memory region with possible variable offset */
4887 static int check_mem_region_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
4888                                    int off, int size, u32 mem_size,
4889                                    bool zero_size_allowed)
4890 {
4891         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4892         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4893         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
4894         int err;
4895
4896         /* We may have adjusted the register pointing to memory region, so we
4897          * need to try adding each of min_value and max_value to off
4898          * to make sure our theoretical access will be safe.
4899          *
4900          * The minimum value is only important with signed
4901          * comparisons where we can't assume the floor of a
4902          * value is 0.  If we are using signed variables for our
4903          * index'es we need to make sure that whatever we use
4904          * will have a set floor within our range.
4905          */
4906         if (reg->smin_value < 0 &&
4907             (reg->smin_value == S64_MIN ||
4908              (off + reg->smin_value != (s64)(s32)(off + reg->smin_value)) ||
4909               reg->smin_value + off < 0)) {
4910                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
4911                         regno);
4912                 return -EACCES;
4913         }
4914         err = __check_mem_access(env, regno, reg->smin_value + off, size,
4915                                  mem_size, zero_size_allowed);
4916         if (err) {
4917                 verbose(env, "R%d min value is outside of the allowed memory range\n",
4918                         regno);
4919                 return err;
4920         }
4921
4922         /* If we haven't set a max value then we need to bail since we can't be
4923          * sure we won't do bad things.
4924          * If reg->umax_value + off could overflow, treat that as unbounded too.
4925          */
4926         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
4927                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, make sure to bounds check any such access\n",
4928                         regno);
4929                 return -EACCES;
4930         }
4931         err = __check_mem_access(env, regno, reg->umax_value + off, size,
4932                                  mem_size, zero_size_allowed);
4933         if (err) {
4934                 verbose(env, "R%d max value is outside of the allowed memory range\n",
4935                         regno);
4936                 return err;
4937         }
4938
4939         return 0;
4940 }
4941
4942 static int __check_ptr_off_reg(struct bpf_verifier_env *env,
4943                                const struct bpf_reg_state *reg, int regno,
4944                                bool fixed_off_ok)
4945 {
4946         /* Access to this pointer-typed register or passing it to a helper
4947          * is only allowed in its original, unmodified form.
4948          */
4949
4950         if (reg->off < 0) {
4951                 verbose(env, "negative offset %s ptr R%d off=%d disallowed\n",
4952                         reg_type_str(env, reg->type), regno, reg->off);
4953                 return -EACCES;
4954         }
4955
4956         if (!fixed_off_ok && reg->off) {
4957                 verbose(env, "dereference of modified %s ptr R%d off=%d disallowed\n",
4958                         reg_type_str(env, reg->type), regno, reg->off);
4959                 return -EACCES;
4960         }
4961
4962         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
4963                 char tn_buf[48];
4964
4965                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4966                 verbose(env, "variable %s access var_off=%s disallowed\n",
4967                         reg_type_str(env, reg->type), tn_buf);
4968                 return -EACCES;
4969         }
4970
4971         return 0;
4972 }
4973
4974 int check_ptr_off_reg(struct bpf_verifier_env *env,
4975                       const struct bpf_reg_state *reg, int regno)
4976 {
4977         return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
4978 }
4979
4980 static int map_kptr_match_type(struct bpf_verifier_env *env,
4981                                struct btf_field *kptr_field,
4982                                struct bpf_reg_state *reg, u32 regno)
4983 {
4984         const char *targ_name = btf_type_name(kptr_field->kptr.btf, kptr_field->kptr.btf_id);
4985         int perm_flags = PTR_MAYBE_NULL | PTR_TRUSTED | MEM_RCU;
4986         const char *reg_name = "";
4987
4988         /* Only unreferenced case accepts untrusted pointers */
4989         if (kptr_field->type == BPF_KPTR_UNREF)
4990                 perm_flags |= PTR_UNTRUSTED;
4991
4992         if (base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID || (type_flag(reg->type) & ~perm_flags))
4993                 goto bad_type;
4994
4995         if (!btf_is_kernel(reg->btf)) {
4996                 verbose(env, "R%d must point to kernel BTF\n", regno);
4997                 return -EINVAL;
4998         }
4999         /* We need to verify reg->type and reg->btf, before accessing reg->btf */
5000         reg_name = btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id);
5001
5002         /* For ref_ptr case, release function check should ensure we get one
5003          * referenced PTR_TO_BTF_ID, and that its fixed offset is 0. For the
5004          * normal store of unreferenced kptr, we must ensure var_off is zero.
5005          * Since ref_ptr cannot be accessed directly by BPF insns, checks for
5006          * reg->off and reg->ref_obj_id are not needed here.
5007          */
5008         if (__check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true))
5009                 return -EACCES;
5010
5011         /* A full type match is needed, as BTF can be vmlinux or module BTF, and
5012          * we also need to take into account the reg->off.
5013          *
5014          * We want to support cases like:
5015          *
5016          * struct foo {
5017          *         struct bar br;
5018          *         struct baz bz;
5019          * };
5020          *
5021          * struct foo *v;
5022          * v = func();        // PTR_TO_BTF_ID
5023          * val->foo = v;      // reg->off is zero, btf and btf_id match type
5024          * val->bar = &v->br; // reg->off is still zero, but we need to retry with
5025          *                    // first member type of struct after comparison fails
5026          * val->baz = &v->bz; // reg->off is non-zero, so struct needs to be walked
5027          *                    // to match type
5028          *
5029          * In the kptr_ref case, check_func_arg_reg_off already ensures reg->off
5030          * is zero. We must also ensure that btf_struct_ids_match does not walk
5031          * the struct to match type against first member of struct, i.e. reject
5032          * second case from above. Hence, when type is BPF_KPTR_REF, we set
5033          * strict mode to true for type match.
5034          */
5035         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
5036                                   kptr_field->kptr.btf, kptr_field->kptr.btf_id,
5037                                   kptr_field->type == BPF_KPTR_REF))
5038                 goto bad_type;
5039         return 0;
5040 bad_type:
5041         verbose(env, "invalid kptr access, R%d type=%s%s ", regno,
5042                 reg_type_str(env, reg->type), reg_name);
5043         verbose(env, "expected=%s%s", reg_type_str(env, PTR_TO_BTF_ID), targ_name);
5044         if (kptr_field->type == BPF_KPTR_UNREF)
5045                 verbose(env, " or %s%s\n", reg_type_str(env, PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED),
5046                         targ_name);
5047         else
5048                 verbose(env, "\n");
5049         return -EINVAL;
5050 }
5051
5052 /* The non-sleepable programs and sleepable programs with explicit bpf_rcu_read_lock()
5053  * can dereference RCU protected pointers and result is PTR_TRUSTED.
5054  */
5055 static bool in_rcu_cs(struct bpf_verifier_env *env)
5056 {
5057         return env->cur_state->active_rcu_lock || !env->prog->aux->sleepable;
5058 }
5059
5060 /* Once GCC supports btf_type_tag the following mechanism will be replaced with tag check */
5061 BTF_SET_START(rcu_protected_types)
5062 BTF_ID(struct, prog_test_ref_kfunc)
5063 BTF_ID(struct, cgroup)
5064 BTF_ID(struct, bpf_cpumask)
5065 BTF_ID(struct, task_struct)
5066 BTF_SET_END(rcu_protected_types)
5067
5068 static bool rcu_protected_object(const struct btf *btf, u32 btf_id)
5069 {
5070         if (!btf_is_kernel(btf))
5071                 return false;
5072         return btf_id_set_contains(&rcu_protected_types, btf_id);
5073 }
5074
5075 static bool rcu_safe_kptr(const struct btf_field *field)
5076 {
5077         const struct btf_field_kptr *kptr = &field->kptr;
5078
5079         return field->type == BPF_KPTR_REF && rcu_protected_object(kptr->btf, kptr->btf_id);
5080 }
5081
5082 static int check_map_kptr_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
5083                                  int value_regno, int insn_idx,
5084                                  struct btf_field *kptr_field)
5085 {
5086         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
5087         int class = BPF_CLASS(insn->code);
5088         struct bpf_reg_state *val_reg;
5089
5090         /* Things we already checked for in check_map_access and caller:
5091          *  - Reject cases where variable offset may touch kptr
5092          *  - size of access (must be BPF_DW)
5093          *  - tnum_is_const(reg->var_off)
5094          *  - kptr_field->offset == off + reg->var_off.value
5095          */
5096         /* Only BPF_[LDX,STX,ST] | BPF_MEM | BPF_DW is supported */
5097         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM) {
5098                 verbose(env, "kptr in map can only be accessed using BPF_MEM instruction mode\n");
5099                 return -EACCES;
5100         }
5101
5102         /* We only allow loading referenced kptr, since it will be marked as
5103          * untrusted, similar to unreferenced kptr.
5104          */
5105         if (class != BPF_LDX && kptr_field->type == BPF_KPTR_REF) {
5106                 verbose(env, "store to referenced kptr disallowed\n");
5107                 return -EACCES;
5108         }
5109
5110         if (class == BPF_LDX) {
5111                 val_reg = reg_state(env, value_regno);
5112                 /* We can simply mark the value_regno receiving the pointer
5113                  * value from map as PTR_TO_BTF_ID, with the correct type.
5114                  */
5115                 mark_btf_ld_reg(env, cur_regs(env), value_regno, PTR_TO_BTF_ID, kptr_field->kptr.btf,
5116                                 kptr_field->kptr.btf_id,
5117                                 rcu_safe_kptr(kptr_field) && in_rcu_cs(env) ?
5118                                 PTR_MAYBE_NULL | MEM_RCU :
5119                                 PTR_MAYBE_NULL | PTR_UNTRUSTED);
5120                 /* For mark_ptr_or_null_reg */
5121                 val_reg->id = ++env->id_gen;
5122         } else if (class == BPF_STX) {
5123                 val_reg = reg_state(env, value_regno);
5124                 if (!register_is_null(val_reg) &&
5125                     map_kptr_match_type(env, kptr_field, val_reg, value_regno))
5126                         return -EACCES;
5127         } else if (class == BPF_ST) {
5128                 if (insn->imm) {
5129                         verbose(env, "BPF_ST imm must be 0 when storing to kptr at off=%u\n",
5130                                 kptr_field->offset);
5131                         return -EACCES;
5132                 }
5133         } else {
5134                 verbose(env, "kptr in map can only be accessed using BPF_LDX/BPF_STX/BPF_ST\n");
5135                 return -EACCES;
5136         }
5137         return 0;
5138 }
5139
5140 /* check read/write into a map element with possible variable offset */
5141 static int check_map_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
5142                             int off, int size, bool zero_size_allowed,
5143                             enum bpf_access_src src)
5144 {
5145         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
5146         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
5147         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
5148         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
5149         struct btf_record *rec;
5150         int err, i;
5151
5152         err = check_mem_region_access(env, regno, off, size, map->value_size,
5153                                       zero_size_allowed);
5154         if (err)
5155                 return err;
5156
5157         if (IS_ERR_OR_NULL(map->record))
5158                 return 0;
5159         rec = map->record;
5160         for (i = 0; i < rec->cnt; i++) {
5161                 struct btf_field *field = &rec->fields[i];
5162                 u32 p = field->offset;
5163
5164                 /* If any part of a field  can be touched by load/store, reject
5165                  * this program. To check that [x1, x2) overlaps with [y1, y2),
5166                  * it is sufficient to check x1 < y2 && y1 < x2.
5167                  */
5168                 if (reg->smin_value + off < p + btf_field_type_size(field->type) &&
5169                     p < reg->umax_value + off + size) {
5170                         switch (field->type) {
5171                         case BPF_KPTR_UNREF:
5172                         case BPF_KPTR_REF:
5173                                 if (src != ACCESS_DIRECT) {
5174                                         verbose(env, "kptr cannot be accessed indirectly by helper\n");
5175                                         return -EACCES;
5176                                 }
5177                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
5178                                         verbose(env, "kptr access cannot have variable offset\n");
5179                                         return -EACCES;
5180                                 }
5181                                 if (p != off + reg->var_off.value) {
5182                                         verbose(env, "kptr access misaligned expected=%u off=%llu\n",
5183                                                 p, off + reg->var_off.value);
5184                                         return -EACCES;
5185                                 }
5186                                 if (size != bpf_size_to_bytes(BPF_DW)) {
5187                                         verbose(env, "kptr access size must be BPF_DW\n");
5188                                         return -EACCES;
5189                                 }
5190                                 break;
5191                         default:
5192                                 verbose(env, "%s cannot be accessed directly by load/store\n",
5193                                         btf_field_type_name(field->type));
5194                                 return -EACCES;
5195                         }
5196                 }
5197         }
5198         return 0;
5199 }
5200
5201 #define MAX_PACKET_OFF 0xffff
5202
5203 static bool may_access_direct_pkt_data(struct bpf_verifier_env *env,
5204                                        const struct bpf_call_arg_meta *meta,
5205                                        enum bpf_access_type t)
5206 {
5207         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
5208
5209         switch (prog_type) {
5210         /* Program types only with direct read access go here! */
5211         case BPF_PROG_TYPE_LWT_IN:
5212         case BPF_PROG_TYPE_LWT_OUT:
5213         case BPF_PROG_TYPE_LWT_SEG6LOCAL:
5214         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
5215         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
5216         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
5217                 if (t == BPF_WRITE)
5218                         return false;
5219                 fallthrough;
5220
5221         /* Program types with direct read + write access go here! */
5222         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
5223         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
5224         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
5225         case BPF_PROG_TYPE_LWT_XMIT:
5226         case BPF_PROG_TYPE_SK_SKB:
5227         case BPF_PROG_TYPE_SK_MSG:
5228                 if (meta)
5229                         return meta->pkt_access;
5230
5231                 env->seen_direct_write = true;
5232                 return true;
5233
5234         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
5235                 if (t == BPF_WRITE)
5236                         env->seen_direct_write = true;
5237
5238                 return true;
5239
5240         default:
5241                 return false;
5242         }
5243 }
5244
5245 static int check_packet_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno, int off,
5246                                int size, bool zero_size_allowed)
5247 {
5248         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
5249         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
5250         int err;
5251
5252         /* We may have added a variable offset to the packet pointer; but any
5253          * reg->range we have comes after that.  We are only checking the fixed
5254          * offset.
5255          */
5256
5257         /* We don't allow negative numbers, because we aren't tracking enough
5258          * detail to prove they're safe.
5259          */
5260         if (reg->smin_value < 0) {
5261                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
5262                         regno);
5263                 return -EACCES;
5264         }
5265
5266         err = reg->range < 0 ? -EINVAL :
5267               __check_mem_access(env, regno, off, size, reg->range,
5268                                  zero_size_allowed);
5269         if (err) {
5270                 verbose(env, "R%d offset is outside of the packet\n", regno);
5271                 return err;
5272         }
5273
5274         /* __check_mem_access has made sure "off + size - 1" is within u16.
5275          * reg->umax_value can't be bigger than MAX_PACKET_OFF which is 0xffff,
5276          * otherwise find_good_pkt_pointers would have refused to set range info
5277          * that __check_mem_access would have rejected this pkt access.
5278          * Therefore, "off + reg->umax_value + size - 1" won't overflow u32.
5279          */
5280         env->prog->aux->max_pkt_offset =
5281                 max_t(u32, env->prog->aux->max_pkt_offset,
5282                       off + reg->umax_value + size - 1);
5283
5284         return err;
5285 }
5286
5287 /* check access to 'struct bpf_context' fields.  Supports fixed offsets only */
5288 static int check_ctx_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, int off, int size,
5289                             enum bpf_access_type t, enum bpf_reg_type *reg_type,
5290                             struct btf **btf, u32 *btf_id)
5291 {
5292         struct bpf_insn_access_aux info = {
5293                 .reg_type = *reg_type,
5294                 .log = &env->log,
5295         };
5296
5297         if (env->ops->is_valid_access &&
5298             env->ops->is_valid_access(off, size, t, env->prog, &info)) {
5299                 /* A non zero info.ctx_field_size indicates that this field is a
5300                  * candidate for later verifier transformation to load the whole
5301                  * field and then apply a mask when accessed with a narrower
5302                  * access than actual ctx access size. A zero info.ctx_field_size
5303                  * will only allow for whole field access and rejects any other
5304                  * type of narrower access.
5305                  */
5306                 *reg_type = info.reg_type;
5307
5308                 if (base_type(*reg_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
5309                         *btf = info.btf;
5310                         *btf_id = info.btf_id;
5311                 } else {
5312                         env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size = info.ctx_field_size;
5313                 }
5314                 /* remember the offset of last byte accessed in ctx */
5315                 if (env->prog->aux->max_ctx_offset < off + size)
5316                         env->prog->aux->max_ctx_offset = off + size;
5317                 return 0;
5318         }
5319
5320         verbose(env, "invalid bpf_context access off=%d size=%d\n", off, size);
5321         return -EACCES;
5322 }
5323
5324 static int check_flow_keys_access(struct bpf_verifier_env *env, int off,
5325                                   int size)
5326 {
5327         if (size < 0 || off < 0 ||
5328             (u64)off + size > sizeof(struct bpf_flow_keys)) {
5329                 verbose(env, "invalid access to flow keys off=%d size=%d\n",
5330                         off, size);
5331                 return -EACCES;
5332         }
5333         return 0;
5334 }
5335
5336 static int check_sock_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
5337                              u32 regno, int off, int size,
5338                              enum bpf_access_type t)
5339 {
5340         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
5341         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
5342         struct bpf_insn_access_aux info = {};
5343         bool valid;
5344
5345         if (reg->smin_value < 0) {
5346                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
5347                         regno);
5348                 return -EACCES;
5349         }
5350
5351         switch (reg->type) {
5352         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
5353                 valid = bpf_sock_common_is_valid_access(off, size, t, &info);
5354                 break;
5355         case PTR_TO_SOCKET:
5356                 valid = bpf_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
5357                 break;
5358         case PTR_TO_TCP_SOCK:
5359                 valid = bpf_tcp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
5360                 break;
5361         case PTR_TO_XDP_SOCK:
5362                 valid = bpf_xdp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
5363                 break;
5364         default:
5365                 valid = false;
5366         }
5367
5368
5369         if (valid) {
5370                 env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size =
5371                         info.ctx_field_size;
5372                 return 0;
5373         }
5374
5375         verbose(env, "R%d invalid %s access off=%d size=%d\n",
5376                 regno, reg_type_str(env, reg->type), off, size);
5377
5378         return -EACCES;
5379 }
5380
5381 static bool is_pointer_value(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5382 {
5383         return __is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg_state(env, regno));
5384 }
5385
5386 static bool is_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5387 {
5388         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5389
5390         return reg->type == PTR_TO_CTX;
5391 }
5392
5393 static bool is_sk_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5394 {
5395         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5396
5397         return type_is_sk_pointer(reg->type);
5398 }
5399
5400 static bool is_pkt_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5401 {
5402         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5403
5404         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
5405 }
5406
5407 static bool is_flow_key_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5408 {
5409         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5410
5411         /* Separate to is_ctx_reg() since we still want to allow BPF_ST here. */
5412         return reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS;
5413 }
5414
5415 static bool is_trusted_reg(const struct bpf_reg_state *reg)
5416 {
5417         /* A referenced register is always trusted. */
5418         if (reg->ref_obj_id)
5419                 return true;
5420
5421         /* If a register is not referenced, it is trusted if it has the
5422          * MEM_ALLOC or PTR_TRUSTED type modifiers, and no others. Some of the
5423          * other type modifiers may be safe, but we elect to take an opt-in
5424          * approach here as some (e.g. PTR_UNTRUSTED and PTR_MAYBE_NULL) are
5425          * not.
5426          *
5427          * Eventually, we should make PTR_TRUSTED the single source of truth
5428          * for whether a register is trusted.
5429          */
5430         return type_flag(reg->type) & BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS &&
5431                !bpf_type_has_unsafe_modifiers(reg->type);
5432 }
5433
5434 static bool is_rcu_reg(const struct bpf_reg_state *reg)
5435 {
5436         return reg->type & MEM_RCU;
5437 }
5438
5439 static void clear_trusted_flags(enum bpf_type_flag *flag)
5440 {
5441         *flag &= ~(BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS | MEM_RCU);
5442 }
5443
5444 static int check_pkt_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
5445                                    const struct bpf_reg_state *reg,
5446                                    int off, int size, bool strict)
5447 {
5448         struct tnum reg_off;
5449         int ip_align;
5450
5451         /* Byte size accesses are always allowed. */
5452         if (!strict || size == 1)
5453                 return 0;
5454
5455         /* For platforms that do not have a Kconfig enabling
5456          * CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS the value of
5457          * NET_IP_ALIGN is universally set to '2'.  And on platforms
5458          * that do set CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS, we get
5459          * to this code only in strict mode where we want to emulate
5460          * the NET_IP_ALIGN==2 checking.  Therefore use an
5461          * unconditional IP align value of '2'.
5462          */
5463         ip_align = 2;
5464
5465         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(ip_align + reg->off + off));
5466         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
5467                 char tn_buf[48];
5468
5469                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5470                 verbose(env,
5471                         "misaligned packet access off %d+%s+%d+%d size %d\n",
5472                         ip_align, tn_buf, reg->off, off, size);
5473                 return -EACCES;
5474         }
5475
5476         return 0;
5477 }
5478
5479 static int check_generic_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
5480                                        const struct bpf_reg_state *reg,
5481                                        const char *pointer_desc,
5482                                        int off, int size, bool strict)
5483 {
5484         struct tnum reg_off;
5485
5486         /* Byte size accesses are always allowed. */
5487         if (!strict || size == 1)
5488                 return 0;
5489
5490         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(reg->off + off));
5491         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
5492                 char tn_buf[48];
5493
5494                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5495                 verbose(env, "misaligned %saccess off %s+%d+%d size %d\n",
5496                         pointer_desc, tn_buf, reg->off, off, size);
5497                 return -EACCES;
5498         }
5499
5500         return 0;
5501 }
5502
5503 static int check_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
5504                                const struct bpf_reg_state *reg, int off,
5505                                int size, bool strict_alignment_once)
5506 {
5507         bool strict = env->strict_alignment || strict_alignment_once;
5508         const char *pointer_desc = "";
5509
5510         switch (reg->type) {
5511         case PTR_TO_PACKET:
5512         case PTR_TO_PACKET_META:
5513                 /* Special case, because of NET_IP_ALIGN. Given metadata sits
5514                  * right in front, treat it the very same way.
5515                  */
5516                 return check_pkt_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict);
5517         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
5518                 pointer_desc = "flow keys ";
5519                 break;
5520         case PTR_TO_MAP_KEY:
5521                 pointer_desc = "key ";
5522                 break;
5523         case PTR_TO_MAP_VALUE:
5524                 pointer_desc = "value ";
5525                 break;
5526         case PTR_TO_CTX:
5527                 pointer_desc = "context ";
5528                 break;
5529         case PTR_TO_STACK:
5530                 pointer_desc = "stack ";
5531                 /* The stack spill tracking logic in check_stack_write_fixed_off()
5532                  * and check_stack_read_fixed_off() relies on stack accesses being
5533                  * aligned.
5534                  */
5535                 strict = true;
5536                 break;
5537         case PTR_TO_SOCKET:
5538                 pointer_desc = "sock ";
5539                 break;
5540         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
5541                 pointer_desc = "sock_common ";
5542                 break;
5543         case PTR_TO_TCP_SOCK:
5544                 pointer_desc = "tcp_sock ";
5545                 break;
5546         case PTR_TO_XDP_SOCK:
5547                 pointer_desc = "xdp_sock ";
5548                 break;
5549         default:
5550                 break;
5551         }
5552         return check_generic_ptr_alignment(env, reg, pointer_desc, off, size,
5553                                            strict);
5554 }
5555
5556 static int update_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
5557                               const struct bpf_func_state *func,
5558                               int off)
5559 {
5560         u16 stack = env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth;
5561
5562         if (stack >= -off)
5563                 return 0;
5564
5565         /* update known max for given subprogram */
5566         env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth = -off;
5567         return 0;
5568 }
5569
5570 /* starting from main bpf function walk all instructions of the function
5571  * and recursively walk all callees that given function can call.
5572  * Ignore jump and exit insns.
5573  * Since recursion is prevented by check_cfg() this algorithm
5574  * only needs a local stack of MAX_CALL_FRAMES to remember callsites
5575  */
5576 static int check_max_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env)
5577 {
5578         int depth = 0, frame = 0, idx = 0, i = 0, subprog_end;
5579         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
5580         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
5581         bool tail_call_reachable = false;
5582         int ret_insn[MAX_CALL_FRAMES];
5583         int ret_prog[MAX_CALL_FRAMES];
5584         int j;
5585
5586 process_func:
5587         /* protect against potential stack overflow that might happen when
5588          * bpf2bpf calls get combined with tailcalls. Limit the caller's stack
5589          * depth for such case down to 256 so that the worst case scenario
5590          * would result in 8k stack size (32 which is tailcall limit * 256 =
5591          * 8k).
5592          *
5593          * To get the idea what might happen, see an example:
5594          * func1 -> sub rsp, 128
5595          *  subfunc1 -> sub rsp, 256
5596          *  tailcall1 -> add rsp, 256
5597          *   func2 -> sub rsp, 192 (total stack size = 128 + 192 = 320)
5598          *   subfunc2 -> sub rsp, 64
5599          *   subfunc22 -> sub rsp, 128
5600          *   tailcall2 -> add rsp, 128
5601          *    func3 -> sub rsp, 32 (total stack size 128 + 192 + 64 + 32 = 416)
5602          *
5603          * tailcall will unwind the current stack frame but it will not get rid
5604          * of caller's stack as shown on the example above.
5605          */
5606         if (idx && subprog[idx].has_tail_call && depth >= 256) {
5607                 verbose(env,
5608                         "tail_calls are not allowed when call stack of previous frames is %d bytes. Too large\n",
5609                         depth);
5610                 return -EACCES;
5611         }
5612         /* round up to 32-bytes, since this is granularity
5613          * of interpreter stack size
5614          */
5615         depth += round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
5616         if (depth > MAX_BPF_STACK) {
5617                 verbose(env, "combined stack size of %d calls is %d. Too large\n",
5618                         frame + 1, depth);
5619                 return -EACCES;
5620         }
5621 continue_func:
5622         subprog_end = subprog[idx + 1].start;
5623         for (; i < subprog_end; i++) {
5624                 int next_insn;
5625
5626                 if (!bpf_pseudo_call(insn + i) && !bpf_pseudo_func(insn + i))
5627                         continue;
5628                 /* remember insn and function to return to */
5629                 ret_insn[frame] = i + 1;
5630                 ret_prog[frame] = idx;
5631
5632                 /* find the callee */
5633                 next_insn = i + insn[i].imm + 1;
5634                 idx = find_subprog(env, next_insn);
5635                 if (idx < 0) {
5636                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
5637                                   next_insn);
5638                         return -EFAULT;
5639                 }
5640                 if (subprog[idx].is_async_cb) {
5641                         if (subprog[idx].has_tail_call) {
5642                                 verbose(env, "verifier bug. subprog has tail_call and async cb\n");
5643                                 return -EFAULT;
5644                         }
5645                         /* async callbacks don't increase bpf prog stack size unless called directly */
5646                         if (!bpf_pseudo_call(insn + i))
5647                                 continue;
5648                 }
5649                 i = next_insn;
5650
5651                 if (subprog[idx].has_tail_call)
5652                         tail_call_reachable = true;
5653
5654                 frame++;
5655                 if (frame >= MAX_CALL_FRAMES) {
5656                         verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep !\n",
5657                                 frame);
5658                         return -E2BIG;
5659                 }
5660                 goto process_func;
5661         }
5662         /* if tail call got detected across bpf2bpf calls then mark each of the
5663          * currently present subprog frames as tail call reachable subprogs;
5664          * this info will be utilized by JIT so that we will be preserving the
5665          * tail call counter throughout bpf2bpf calls combined with tailcalls
5666          */
5667         if (tail_call_reachable)
5668                 for (j = 0; j < frame; j++)
5669                         subprog[ret_prog[j]].tail_call_reachable = true;
5670         if (subprog[0].tail_call_reachable)
5671                 env->prog->aux->tail_call_reachable = true;
5672
5673         /* end of for() loop means the last insn of the 'subprog'
5674          * was reached. Doesn't matter whether it was JA or EXIT
5675          */
5676         if (frame == 0)
5677                 return 0;
5678         depth -= round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
5679         frame--;
5680         i = ret_insn[frame];
5681         idx = ret_prog[frame];
5682         goto continue_func;
5683 }
5684
5685 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
5686 static int get_callee_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
5687                                   const struct bpf_insn *insn, int idx)
5688 {
5689         int start = idx + insn->imm + 1, subprog;
5690
5691         subprog = find_subprog(env, start);
5692         if (subprog < 0) {
5693                 WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
5694                           start);
5695                 return -EFAULT;
5696         }
5697         return env->subprog_info[subprog].stack_depth;
5698 }
5699 #endif
5700
5701 static int __check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
5702                                  const char *buf_info,
5703                                  const struct bpf_reg_state *reg,
5704                                  int regno, int off, int size)
5705 {
5706         if (off < 0) {
5707                 verbose(env,
5708                         "R%d invalid %s buffer access: off=%d, size=%d\n",
5709                         regno, buf_info, off, size);
5710                 return -EACCES;
5711         }
5712         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
5713                 char tn_buf[48];
5714
5715                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5716                 verbose(env,
5717                         "R%d invalid variable buffer offset: off=%d, var_off=%s\n",
5718                         regno, off, tn_buf);
5719                 return -EACCES;
5720         }
5721
5722         return 0;
5723 }
5724
5725 static int check_tp_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
5726                                   const struct bpf_reg_state *reg,
5727                                   int regno, int off, int size)
5728 {
5729         int err;
5730
5731         err = __check_buffer_access(env, "tracepoint", reg, regno, off, size);
5732         if (err)
5733                 return err;
5734
5735         if (off + size > env->prog->aux->max_tp_access)
5736                 env->prog->aux->max_tp_access = off + size;
5737
5738         return 0;
5739 }
5740
5741 static int check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
5742                                const struct bpf_reg_state *reg,
5743                                int regno, int off, int size,
5744                                bool zero_size_allowed,
5745                                u32 *max_access)
5746 {
5747         const char *buf_info = type_is_rdonly_mem(reg->type) ? "rdonly" : "rdwr";
5748         int err;
5749
5750         err = __check_buffer_access(env, buf_info, reg, regno, off, size);
5751         if (err)
5752                 return err;
5753
5754         if (off + size > *max_access)
5755                 *max_access = off + size;
5756
5757         return 0;
5758 }
5759
5760 /* BPF architecture zero extends alu32 ops into 64-bit registesr */
5761 static void zext_32_to_64(struct bpf_reg_state *reg)
5762 {
5763         reg->var_off = tnum_subreg(reg->var_off);
5764         __reg_assign_32_into_64(reg);
5765 }
5766
5767 /* truncate register to smaller size (in bytes)
5768  * must be called with size < BPF_REG_SIZE
5769  */
5770 static void coerce_reg_to_size(struct bpf_reg_state *reg, int size)
5771 {
5772         u64 mask;
5773
5774         /* clear high bits in bit representation */
5775         reg->var_off = tnum_cast(reg->var_off, size);
5776
5777         /* fix arithmetic bounds */
5778         mask = ((u64)1 << (size * 8)) - 1;
5779         if ((reg->umin_value & ~mask) == (reg->umax_value & ~mask)) {
5780                 reg->umin_value &= mask;
5781                 reg->umax_value &= mask;
5782         } else {
5783                 reg->umin_value = 0;
5784                 reg->umax_value = mask;
5785         }
5786         reg->smin_value = reg->umin_value;
5787         reg->smax_value = reg->umax_value;
5788
5789         /* If size is smaller than 32bit register the 32bit register
5790          * values are also truncated so we push 64-bit bounds into
5791          * 32-bit bounds. Above were truncated < 32-bits already.
5792          */
5793         if (size >= 4)
5794                 return;
5795         __reg_combine_64_into_32(reg);
5796 }
5797
5798 static bool bpf_map_is_rdonly(const struct bpf_map *map)
5799 {
5800         /* A map is considered read-only if the following condition are true:
5801          *
5802          * 1) BPF program side cannot change any of the map content. The
5803          *    BPF_F_RDONLY_PROG flag is throughout the lifetime of a map
5804          *    and was set at map creation time.
5805          * 2) The map value(s) have been initialized from user space by a
5806          *    loader and then "frozen", such that no new map update/delete
5807          *    operations from syscall side are possible for the rest of
5808          *    the map's lifetime from that point onwards.
5809          * 3) Any parallel/pending map update/delete operations from syscall
5810          *    side have been completed. Only after that point, it's safe to
5811          *    assume that map value(s) are immutable.
5812          */
5813         return (map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
5814                READ_ONCE(map->frozen) &&
5815                !bpf_map_write_active(map);
5816 }
5817
5818 static int bpf_map_direct_read(struct bpf_map *map, int off, int size, u64 *val)
5819 {
5820         void *ptr;
5821         u64 addr;
5822         int err;
5823
5824         err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
5825         if (err)
5826                 return err;
5827         ptr = (void *)(long)addr + off;
5828
5829         switch (size) {
5830         case sizeof(u8):
5831                 *val = (u64)*(u8 *)ptr;
5832                 break;
5833         case sizeof(u16):
5834                 *val = (u64)*(u16 *)ptr;
5835                 break;
5836         case sizeof(u32):
5837                 *val = (u64)*(u32 *)ptr;
5838                 break;
5839         case sizeof(u64):
5840                 *val = *(u64 *)ptr;
5841                 break;
5842         default:
5843                 return -EINVAL;
5844         }
5845         return 0;
5846 }
5847
5848 #define BTF_TYPE_SAFE_RCU(__type)  __PASTE(__type, __safe_rcu)
5849 #define BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(__type)  __PASTE(__type, __safe_rcu_or_null)
5850 #define BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(__type)  __PASTE(__type, __safe_trusted)
5851
5852 /*
5853  * Allow list few fields as RCU trusted or full trusted.
5854  * This logic doesn't allow mix tagging and will be removed once GCC supports
5855  * btf_type_tag.
5856  */
5857
5858 /* RCU trusted: these fields are trusted in RCU CS and never NULL */
5859 BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct task_struct) {
5860         const cpumask_t *cpus_ptr;
5861         struct css_set __rcu *cgroups;
5862         struct task_struct __rcu *real_parent;
5863         struct task_struct *group_leader;
5864 };
5865
5866 BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct cgroup) {
5867         /* cgrp->kn is always accessible as documented in kernel/cgroup/cgroup.c */
5868         struct kernfs_node *kn;
5869 };
5870
5871 BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct css_set) {
5872         struct cgroup *dfl_cgrp;
5873 };
5874
5875 /* RCU trusted: these fields are trusted in RCU CS and can be NULL */
5876 BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct mm_struct) {
5877         struct file __rcu *exe_file;
5878 };
5879
5880 /* skb->sk, req->sk are not RCU protected, but we mark them as such
5881  * because bpf prog accessible sockets are SOCK_RCU_FREE.
5882  */
5883 BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct sk_buff) {
5884         struct sock *sk;
5885 };
5886
5887 BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct request_sock) {
5888         struct sock *sk;
5889 };
5890
5891 /* full trusted: these fields are trusted even outside of RCU CS and never NULL */
5892 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter_meta) {
5893         struct seq_file *seq;
5894 };
5895
5896 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter__task) {
5897         struct bpf_iter_meta *meta;
5898         struct task_struct *task;
5899 };
5900
5901 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct linux_binprm) {
5902         struct file *file;
5903 };
5904
5905 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct file) {
5906         struct inode *f_inode;
5907 };
5908
5909 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct dentry) {
5910         /* no negative dentry-s in places where bpf can see it */
5911         struct inode *d_inode;
5912 };
5913
5914 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct socket) {
5915         struct sock *sk;
5916 };
5917
5918 static bool type_is_rcu(struct bpf_verifier_env *env,
5919                         struct bpf_reg_state *reg,
5920                         const char *field_name, u32 btf_id)
5921 {
5922         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct task_struct));
5923         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct cgroup));
5924         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct css_set));
5925
5926         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id, "__safe_rcu");
5927 }
5928
5929 static bool type_is_rcu_or_null(struct bpf_verifier_env *env,
5930                                 struct bpf_reg_state *reg,
5931                                 const char *field_name, u32 btf_id)
5932 {
5933         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct mm_struct));
5934         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct sk_buff));
5935         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct request_sock));
5936
5937         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id, "__safe_rcu_or_null");
5938 }
5939
5940 static bool type_is_trusted(struct bpf_verifier_env *env,
5941                             struct bpf_reg_state *reg,
5942                             const char *field_name, u32 btf_id)
5943 {
5944         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter_meta));
5945         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter__task));
5946         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct linux_binprm));
5947         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct file));
5948         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct dentry));
5949         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct socket));
5950
5951         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id, "__safe_trusted");
5952 }
5953
5954 static int check_ptr_to_btf_access(struct bpf_verifier_env *env,
5955                                    struct bpf_reg_state *regs,
5956                                    int regno, int off, int size,
5957                                    enum bpf_access_type atype,
5958                                    int value_regno)
5959 {
5960         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
5961         const struct btf_type *t = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
5962         const char *tname = btf_name_by_offset(reg->btf, t->name_off);
5963         const char *field_name = NULL;
5964         enum bpf_type_flag flag = 0;
5965         u32 btf_id = 0;
5966         int ret;
5967
5968         if (!env->allow_ptr_leaks) {
5969                 verbose(env,
5970                         "'struct %s' access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
5971                         tname);
5972                 return -EPERM;
5973         }
5974         if (!env->prog->gpl_compatible && btf_is_kernel(reg->btf)) {
5975                 verbose(env,
5976                         "Cannot access kernel 'struct %s' from non-GPL compatible program\n",
5977                         tname);
5978                 return -EINVAL;
5979         }
5980         if (off < 0) {
5981                 verbose(env,
5982                         "R%d is ptr_%s invalid negative access: off=%d\n",
5983                         regno, tname, off);
5984                 return -EACCES;
5985         }
5986         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
5987                 char tn_buf[48];
5988
5989                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5990                 verbose(env,
5991                         "R%d is ptr_%s invalid variable offset: off=%d, var_off=%s\n",
5992                         regno, tname, off, tn_buf);
5993                 return -EACCES;
5994         }
5995
5996         if (reg->type & MEM_USER) {
5997                 verbose(env,
5998                         "R%d is ptr_%s access user memory: off=%d\n",
5999                         regno, tname, off);
6000                 return -EACCES;
6001         }
6002
6003         if (reg->type & MEM_PERCPU) {
6004                 verbose(env,
6005                         "R%d is ptr_%s access percpu memory: off=%d\n",
6006                         regno, tname, off);
6007                 return -EACCES;
6008         }
6009
6010         if (env->ops->btf_struct_access && !type_is_alloc(reg->type) && atype == BPF_WRITE) {
6011                 if (!btf_is_kernel(reg->btf)) {
6012                         verbose(env, "verifier internal error: reg->btf must be kernel btf\n");
6013                         return -EFAULT;
6014                 }
6015                 ret = env->ops->btf_struct_access(&env->log, reg, off, size);
6016         } else {
6017                 /* Writes are permitted with default btf_struct_access for
6018                  * program allocated objects (which always have ref_obj_id > 0),
6019                  * but not for untrusted PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC.
6020                  */
6021                 if (atype != BPF_READ && !type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
6022                         verbose(env, "only read is supported\n");
6023                         return -EACCES;
6024                 }
6025
6026                 if (type_is_alloc(reg->type) && !type_is_non_owning_ref(reg->type) &&
6027                     !reg->ref_obj_id) {
6028                         verbose(env, "verifier internal error: ref_obj_id for allocated object must be non-zero\n");
6029                         return -EFAULT;
6030                 }
6031
6032                 ret = btf_struct_access(&env->log, reg, off, size, atype, &btf_id, &flag, &field_name);
6033         }
6034
6035         if (ret < 0)
6036                 return ret;
6037
6038         if (ret != PTR_TO_BTF_ID) {
6039                 /* just mark; */
6040
6041         } else if (type_flag(reg->type) & PTR_UNTRUSTED) {
6042                 /* If this is an untrusted pointer, all pointers formed by walking it
6043                  * also inherit the untrusted flag.
6044                  */
6045                 flag = PTR_UNTRUSTED;
6046
6047         } else if (is_trusted_reg(reg) || is_rcu_reg(reg)) {
6048                 /* By default any pointer obtained from walking a trusted pointer is no
6049                  * longer trusted, unless the field being accessed has explicitly been
6050                  * marked as inheriting its parent's state of trust (either full or RCU).
6051                  * For example:
6052                  * 'cgroups' pointer is untrusted if task->cgroups dereference
6053                  * happened in a sleepable program outside of bpf_rcu_read_lock()
6054                  * section. In a non-sleepable program it's trusted while in RCU CS (aka MEM_RCU).
6055                  * Note bpf_rcu_read_unlock() converts MEM_RCU pointers to PTR_UNTRUSTED.
6056                  *
6057                  * A regular RCU-protected pointer with __rcu tag can also be deemed
6058                  * trusted if we are in an RCU CS. Such pointer can be NULL.
6059                  */
6060                 if (type_is_trusted(env, reg, field_name, btf_id)) {
6061                         flag |= PTR_TRUSTED;
6062                 } else if (in_rcu_cs(env) && !type_may_be_null(reg->type)) {
6063                         if (type_is_rcu(env, reg, field_name, btf_id)) {
6064                                 /* ignore __rcu tag and mark it MEM_RCU */
6065                                 flag |= MEM_RCU;
6066                         } else if (flag & MEM_RCU ||
6067                                    type_is_rcu_or_null(env, reg, field_name, btf_id)) {
6068                                 /* __rcu tagged pointers can be NULL */
6069                                 flag |= MEM_RCU | PTR_MAYBE_NULL;
6070                         } else if (flag & (MEM_PERCPU | MEM_USER)) {
6071                                 /* keep as-is */
6072                         } else {
6073                                 /* walking unknown pointers yields old deprecated PTR_TO_BTF_ID */
6074                                 clear_trusted_flags(&flag);
6075                         }
6076                 } else {
6077                         /*
6078                          * If not in RCU CS or MEM_RCU pointer can be NULL then
6079                          * aggressively mark as untrusted otherwise such
6080                          * pointers will be plain PTR_TO_BTF_ID without flags
6081                          * and will be allowed to be passed into helpers for
6082                          * compat reasons.
6083                          */
6084                         flag = PTR_UNTRUSTED;
6085                 }
6086         } else {
6087                 /* Old compat. Deprecated */
6088                 clear_trusted_flags(&flag);
6089         }
6090
6091         if (atype == BPF_READ && value_regno >= 0)
6092                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, reg->btf, btf_id, flag);
6093
6094         return 0;
6095 }
6096
6097 static int check_ptr_to_map_access(struct bpf_verifier_env *env,
6098                                    struct bpf_reg_state *regs,
6099                                    int regno, int off, int size,
6100                                    enum bpf_access_type atype,
6101                                    int value_regno)
6102 {
6103         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6104         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
6105         struct bpf_reg_state map_reg;
6106         enum bpf_type_flag flag = 0;
6107         const struct btf_type *t;
6108         const char *tname;
6109         u32 btf_id;
6110         int ret;
6111
6112         if (!btf_vmlinux) {
6113                 verbose(env, "map_ptr access not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
6114                 return -ENOTSUPP;
6115         }
6116
6117         if (!map->ops->map_btf_id || !*map->ops->map_btf_id) {
6118                 verbose(env, "map_ptr access not supported for map type %d\n",
6119                         map->map_type);
6120                 return -ENOTSUPP;
6121         }
6122
6123         t = btf_type_by_id(btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id);
6124         tname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
6125
6126         if (!env->allow_ptr_leaks) {
6127                 verbose(env,
6128                         "'struct %s' access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
6129                         tname);
6130                 return -EPERM;
6131         }
6132
6133         if (off < 0) {
6134                 verbose(env, "R%d is %s invalid negative access: off=%d\n",
6135                         regno, tname, off);
6136                 return -EACCES;
6137         }
6138
6139         if (atype != BPF_READ) {
6140                 verbose(env, "only read from %s is supported\n", tname);
6141                 return -EACCES;
6142         }
6143
6144         /* Simulate access to a PTR_TO_BTF_ID */
6145         memset(&map_reg, 0, sizeof(map_reg));
6146         mark_btf_ld_reg(env, &map_reg, 0, PTR_TO_BTF_ID, btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id, 0);
6147         ret = btf_struct_access(&env->log, &map_reg, off, size, atype, &btf_id, &flag, NULL);
6148         if (ret < 0)
6149                 return ret;
6150
6151         if (value_regno >= 0)
6152                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, btf_vmlinux, btf_id, flag);
6153
6154         return 0;
6155 }
6156
6157 /* Check that the stack access at the given offset is within bounds. The
6158  * maximum valid offset is -1.
6159  *
6160  * The minimum valid offset is -MAX_BPF_STACK for writes, and
6161  * -state->allocated_stack for reads.
6162  */
6163 static int check_stack_slot_within_bounds(int off,
6164                                           struct bpf_func_state *state,
6165                                           enum bpf_access_type t)
6166 {
6167         int min_valid_off;
6168
6169         if (t == BPF_WRITE)
6170                 min_valid_off = -MAX_BPF_STACK;
6171         else
6172                 min_valid_off = -state->allocated_stack;
6173
6174         if (off < min_valid_off || off > -1)
6175                 return -EACCES;
6176         return 0;
6177 }
6178
6179 /* Check that the stack access at 'regno + off' falls within the maximum stack
6180  * bounds.
6181  *
6182  * 'off' includes `regno->offset`, but not its dynamic part (if any).
6183  */
6184 static int check_stack_access_within_bounds(
6185                 struct bpf_verifier_env *env,
6186                 int regno, int off, int access_size,
6187                 enum bpf_access_src src, enum bpf_access_type type)
6188 {
6189         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
6190         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6191         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
6192         int min_off, max_off;
6193         int err;
6194         char *err_extra;
6195
6196         if (src == ACCESS_HELPER)
6197                 /* We don't know if helpers are reading or writing (or both). */
6198                 err_extra = " indirect access to";
6199         else if (type == BPF_READ)
6200                 err_extra = " read from";
6201         else
6202                 err_extra = " write to";
6203
6204         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6205                 min_off = reg->var_off.value + off;
6206                 if (access_size > 0)
6207                         max_off = min_off + access_size - 1;
6208                 else
6209                         max_off = min_off;
6210         } else {
6211                 if (reg->smax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF ||
6212                     reg->smin_value <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
6213                         verbose(env, "invalid unbounded variable-offset%s stack R%d\n",
6214                                 err_extra, regno);
6215                         return -EACCES;
6216                 }
6217                 min_off = reg->smin_value + off;
6218                 if (access_size > 0)
6219                         max_off = reg->smax_value + off + access_size - 1;
6220                 else
6221                         max_off = min_off;
6222         }
6223
6224         err = check_stack_slot_within_bounds(min_off, state, type);
6225         if (!err)
6226                 err = check_stack_slot_within_bounds(max_off, state, type);
6227
6228         if (err) {
6229                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6230                         verbose(env, "invalid%s stack R%d off=%d size=%d\n",
6231                                 err_extra, regno, off, access_size);
6232                 } else {
6233                         char tn_buf[48];
6234
6235                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6236                         verbose(env, "invalid variable-offset%s stack R%d var_off=%s size=%d\n",
6237                                 err_extra, regno, tn_buf, access_size);
6238                 }
6239         }
6240         return err;
6241 }
6242
6243 /* check whether memory at (regno + off) is accessible for t = (read | write)
6244  * if t==write, value_regno is a register which value is stored into memory
6245  * if t==read, value_regno is a register which will receive the value from memory
6246  * if t==write && value_regno==-1, some unknown value is stored into memory
6247  * if t==read && value_regno==-1, don't care what we read from memory
6248  */
6249 static int check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, u32 regno,
6250                             int off, int bpf_size, enum bpf_access_type t,
6251                             int value_regno, bool strict_alignment_once)
6252 {
6253         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
6254         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6255         struct bpf_func_state *state;
6256         int size, err = 0;
6257
6258         size = bpf_size_to_bytes(bpf_size);
6259         if (size < 0)
6260                 return size;
6261
6262         /* alignment checks will add in reg->off themselves */
6263         err = check_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict_alignment_once);
6264         if (err)
6265                 return err;
6266
6267         /* for access checks, reg->off is just part of off */
6268         off += reg->off;
6269
6270         if (reg->type == PTR_TO_MAP_KEY) {
6271                 if (t == BPF_WRITE) {
6272                         verbose(env, "write to change key R%d not allowed\n", regno);
6273                         return -EACCES;
6274                 }
6275
6276                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
6277                                               reg->map_ptr->key_size, false);
6278                 if (err)
6279                         return err;
6280                 if (value_regno >= 0)
6281                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6282         } else if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
6283                 struct btf_field *kptr_field = NULL;
6284
6285                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6286                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6287                         verbose(env, "R%d leaks addr into map\n", value_regno);
6288                         return -EACCES;
6289                 }
6290                 err = check_map_access_type(env, regno, off, size, t);
6291                 if (err)
6292                         return err;
6293                 err = check_map_access(env, regno, off, size, false, ACCESS_DIRECT);
6294                 if (err)
6295                         return err;
6296                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
6297                         kptr_field = btf_record_find(reg->map_ptr->record,
6298                                                      off + reg->var_off.value, BPF_KPTR);
6299                 if (kptr_field) {
6300                         err = check_map_kptr_access(env, regno, value_regno, insn_idx, kptr_field);
6301                 } else if (t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
6302                         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
6303
6304                         /* if map is read-only, track its contents as scalars */
6305                         if (tnum_is_const(reg->var_off) &&
6306                             bpf_map_is_rdonly(map) &&
6307                             map->ops->map_direct_value_addr) {
6308                                 int map_off = off + reg->var_off.value;
6309                                 u64 val = 0;
6310
6311                                 err = bpf_map_direct_read(map, map_off, size,
6312                                                           &val);
6313                                 if (err)
6314                                         return err;
6315
6316                                 regs[value_regno].type = SCALAR_VALUE;
6317                                 __mark_reg_known(&regs[value_regno], val);
6318                         } else {
6319                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6320                         }
6321                 }
6322         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_MEM) {
6323                 bool rdonly_mem = type_is_rdonly_mem(reg->type);
6324
6325                 if (type_may_be_null(reg->type)) {
6326                         verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
6327                                 reg_type_str(env, reg->type));
6328                         return -EACCES;
6329                 }
6330
6331                 if (t == BPF_WRITE && rdonly_mem) {
6332                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
6333                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
6334                         return -EACCES;
6335                 }
6336
6337                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6338                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6339                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", value_regno);
6340                         return -EACCES;
6341                 }
6342
6343                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
6344                                               reg->mem_size, false);
6345                 if (!err && value_regno >= 0 && (t == BPF_READ || rdonly_mem))
6346                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6347         } else if (reg->type == PTR_TO_CTX) {
6348                 enum bpf_reg_type reg_type = SCALAR_VALUE;
6349                 struct btf *btf = NULL;
6350                 u32 btf_id = 0;
6351
6352                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6353                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6354                         verbose(env, "R%d leaks addr into ctx\n", value_regno);
6355                         return -EACCES;
6356                 }
6357
6358                 err = check_ptr_off_reg(env, reg, regno);
6359                 if (err < 0)
6360                         return err;
6361
6362                 err = check_ctx_access(env, insn_idx, off, size, t, &reg_type, &btf,
6363                                        &btf_id);
6364                 if (err)
6365                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
6366                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
6367                         /* ctx access returns either a scalar, or a
6368                          * PTR_TO_PACKET[_META,_END]. In the latter
6369                          * case, we know the offset is zero.
6370                          */
6371                         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
6372                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6373                         } else {
6374                                 mark_reg_known_zero(env, regs,
6375                                                     value_regno);
6376                                 if (type_may_be_null(reg_type))
6377                                         regs[value_regno].id = ++env->id_gen;
6378                                 /* A load of ctx field could have different
6379                                  * actual load size with the one encoded in the
6380                                  * insn. When the dst is PTR, it is for sure not
6381                                  * a sub-register.
6382                                  */
6383                                 regs[value_regno].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
6384                                 if (base_type(reg_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
6385                                         regs[value_regno].btf = btf;
6386                                         regs[value_regno].btf_id = btf_id;
6387                                 }
6388                         }
6389                         regs[value_regno].type = reg_type;
6390                 }
6391
6392         } else if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
6393                 /* Basic bounds checks. */
6394                 err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, size, ACCESS_DIRECT, t);
6395                 if (err)
6396                         return err;
6397
6398                 state = func(env, reg);
6399                 err = update_stack_depth(env, state, off);
6400                 if (err)
6401                         return err;
6402
6403                 if (t == BPF_READ)
6404                         err = check_stack_read(env, regno, off, size,
6405                                                value_regno);
6406                 else
6407                         err = check_stack_write(env, regno, off, size,
6408                                                 value_regno, insn_idx);
6409         } else if (reg_is_pkt_pointer(reg)) {
6410                 if (t == BPF_WRITE && !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, t)) {
6411                         verbose(env, "cannot write into packet\n");
6412                         return -EACCES;
6413                 }
6414                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6415                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6416                         verbose(env, "R%d leaks addr into packet\n",
6417                                 value_regno);
6418                         return -EACCES;
6419                 }
6420                 err = check_packet_access(env, regno, off, size, false);
6421                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
6422                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6423         } else if (reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS) {
6424                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6425                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6426                         verbose(env, "R%d leaks addr into flow keys\n",
6427                                 value_regno);
6428                         return -EACCES;
6429                 }
6430
6431                 err = check_flow_keys_access(env, off, size);
6432                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
6433                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6434         } else if (type_is_sk_pointer(reg->type)) {
6435                 if (t == BPF_WRITE) {
6436                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
6437                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
6438                         return -EACCES;
6439                 }
6440                 err = check_sock_access(env, insn_idx, regno, off, size, t);
6441                 if (!err && value_regno >= 0)
6442                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6443         } else if (reg->type == PTR_TO_TP_BUFFER) {
6444                 err = check_tp_buffer_access(env, reg, regno, off, size);
6445                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
6446                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6447         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID &&
6448                    !type_may_be_null(reg->type)) {
6449                 err = check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, off, size, t,
6450                                               value_regno);
6451         } else if (reg->type == CONST_PTR_TO_MAP) {
6452                 err = check_ptr_to_map_access(env, regs, regno, off, size, t,
6453                                               value_regno);
6454         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BUF) {
6455                 bool rdonly_mem = type_is_rdonly_mem(reg->type);
6456                 u32 *max_access;
6457
6458                 if (rdonly_mem) {
6459                         if (t == BPF_WRITE) {
6460                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
6461                                         regno, reg_type_str(env, reg->type));
6462                                 return -EACCES;
6463                         }
6464                         max_access = &env->prog->aux->max_rdonly_access;
6465                 } else {
6466                         max_access = &env->prog->aux->max_rdwr_access;
6467                 }
6468
6469                 err = check_buffer_access(env, reg, regno, off, size, false,
6470                                           max_access);
6471
6472                 if (!err && value_regno >= 0 && (rdonly_mem || t == BPF_READ))
6473                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6474         } else {
6475                 verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
6476                         reg_type_str(env, reg->type));
6477                 return -EACCES;
6478         }
6479
6480         if (!err && size < BPF_REG_SIZE && value_regno >= 0 && t == BPF_READ &&
6481             regs[value_regno].type == SCALAR_VALUE) {
6482                 /* b/h/w load zero-extends, mark upper bits as known 0 */
6483                 coerce_reg_to_size(&regs[value_regno], size);
6484         }
6485         return err;
6486 }
6487
6488 static int check_atomic(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, struct bpf_insn *insn)
6489 {
6490         int load_reg;
6491         int err;
6492
6493         switch (insn->imm) {
6494         case BPF_ADD:
6495         case BPF_ADD | BPF_FETCH:
6496         case BPF_AND:
6497         case BPF_AND | BPF_FETCH:
6498         case BPF_OR:
6499         case BPF_OR | BPF_FETCH:
6500         case BPF_XOR:
6501         case BPF_XOR | BPF_FETCH:
6502         case BPF_XCHG:
6503         case BPF_CMPXCHG:
6504                 break;
6505         default:
6506                 verbose(env, "BPF_ATOMIC uses invalid atomic opcode %02x\n", insn->imm);
6507                 return -EINVAL;
6508         }
6509
6510         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_W && BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
6511                 verbose(env, "invalid atomic operand size\n");
6512                 return -EINVAL;
6513         }
6514
6515         /* check src1 operand */
6516         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
6517         if (err)
6518                 return err;
6519
6520         /* check src2 operand */
6521         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
6522         if (err)
6523                 return err;
6524
6525         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG) {
6526                 /* Check comparison of R0 with memory location */
6527                 const u32 aux_reg = BPF_REG_0;
6528
6529                 err = check_reg_arg(env, aux_reg, SRC_OP);
6530                 if (err)
6531                         return err;
6532
6533                 if (is_pointer_value(env, aux_reg)) {
6534                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", aux_reg);
6535                         return -EACCES;
6536                 }
6537         }
6538
6539         if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
6540                 verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", insn->src_reg);
6541                 return -EACCES;
6542         }
6543
6544         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg) ||
6545             is_pkt_reg(env, insn->dst_reg) ||
6546             is_flow_key_reg(env, insn->dst_reg) ||
6547             is_sk_reg(env, insn->dst_reg)) {
6548                 verbose(env, "BPF_ATOMIC stores into R%d %s is not allowed\n",
6549                         insn->dst_reg,
6550                         reg_type_str(env, reg_state(env, insn->dst_reg)->type));
6551                 return -EACCES;
6552         }
6553
6554         if (insn->imm & BPF_FETCH) {
6555                 if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
6556                         load_reg = BPF_REG_0;
6557                 else
6558                         load_reg = insn->src_reg;
6559
6560                 /* check and record load of old value */
6561                 err = check_reg_arg(env, load_reg, DST_OP);
6562                 if (err)
6563                         return err;
6564         } else {
6565                 /* This instruction accesses a memory location but doesn't
6566                  * actually load it into a register.
6567                  */
6568                 load_reg = -1;
6569         }
6570
6571         /* Check whether we can read the memory, with second call for fetch
6572          * case to simulate the register fill.
6573          */
6574         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
6575                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, -1, true);
6576         if (!err && load_reg >= 0)
6577                 err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
6578                                        BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, load_reg,
6579                                        true);
6580         if (err)
6581                 return err;
6582
6583         /* Check whether we can write into the same memory. */
6584         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
6585                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_WRITE, -1, true);
6586         if (err)
6587                 return err;
6588
6589         return 0;
6590 }
6591
6592 /* When register 'regno' is used to read the stack (either directly or through
6593  * a helper function) make sure that it's within stack boundary and, depending
6594  * on the access type, that all elements of the stack are initialized.
6595  *
6596  * 'off' includes 'regno->off', but not its dynamic part (if any).
6597  *
6598  * All registers that have been spilled on the stack in the slots within the
6599  * read offsets are marked as read.
6600  */
6601 static int check_stack_range_initialized(
6602                 struct bpf_verifier_env *env, int regno, int off,
6603                 int access_size, bool zero_size_allowed,
6604                 enum bpf_access_src type, struct bpf_call_arg_meta *meta)
6605 {
6606         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
6607         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
6608         int err, min_off, max_off, i, j, slot, spi;
6609         char *err_extra = type == ACCESS_HELPER ? " indirect" : "";
6610         enum bpf_access_type bounds_check_type;
6611         /* Some accesses can write anything into the stack, others are
6612          * read-only.
6613          */
6614         bool clobber = false;
6615
6616         if (access_size == 0 && !zero_size_allowed) {
6617                 verbose(env, "invalid zero-sized read\n");
6618                 return -EACCES;
6619         }
6620
6621         if (type == ACCESS_HELPER) {
6622                 /* The bounds checks for writes are more permissive than for
6623                  * reads. However, if raw_mode is not set, we'll do extra
6624                  * checks below.
6625                  */
6626                 bounds_check_type = BPF_WRITE;
6627                 clobber = true;
6628         } else {
6629                 bounds_check_type = BPF_READ;
6630         }
6631         err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, access_size,
6632                                                type, bounds_check_type);
6633         if (err)
6634                 return err;
6635
6636
6637         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6638                 min_off = max_off = reg->var_off.value + off;
6639         } else {
6640                 /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for
6641                  * simplicity since it requires corresponding support in
6642                  * Spectre masking for stack ALU.
6643                  * See also retrieve_ptr_limit().
6644                  */
6645                 if (!env->bypass_spec_v1) {
6646                         char tn_buf[48];
6647
6648                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6649                         verbose(env, "R%d%s variable offset stack access prohibited for !root, var_off=%s\n",
6650                                 regno, err_extra, tn_buf);
6651                         return -EACCES;
6652                 }
6653                 /* Only initialized buffer on stack is allowed to be accessed
6654                  * with variable offset. With uninitialized buffer it's hard to
6655                  * guarantee that whole memory is marked as initialized on
6656                  * helper return since specific bounds are unknown what may
6657                  * cause uninitialized stack leaking.
6658                  */
6659                 if (meta && meta->raw_mode)
6660                         meta = NULL;
6661
6662                 min_off = reg->smin_value + off;
6663                 max_off = reg->smax_value + off;
6664         }
6665
6666         if (meta && meta->raw_mode) {
6667                 /* Ensure we won't be overwriting dynptrs when simulating byte
6668                  * by byte access in check_helper_call using meta.access_size.
6669                  * This would be a problem if we have a helper in the future
6670                  * which takes:
6671                  *
6672                  *      helper(uninit_mem, len, dynptr)
6673                  *
6674                  * Now, uninint_mem may overlap with dynptr pointer. Hence, it
6675                  * may end up writing to dynptr itself when touching memory from
6676                  * arg 1. This can be relaxed on a case by case basis for known
6677                  * safe cases, but reject due to the possibilitiy of aliasing by
6678                  * default.
6679                  */
6680                 for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
6681                         int stack_off = -i - 1;
6682
6683                         spi = __get_spi(i);
6684                         /* raw_mode may write past allocated_stack */
6685                         if (state->allocated_stack <= stack_off)
6686                                 continue;
6687                         if (state->stack[spi].slot_type[stack_off % BPF_REG_SIZE] == STACK_DYNPTR) {
6688                                 verbose(env, "potential write to dynptr at off=%d disallowed\n", i);
6689                                 return -EACCES;
6690                         }
6691                 }
6692                 meta->access_size = access_size;
6693                 meta->regno = regno;
6694                 return 0;
6695         }
6696
6697         for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
6698                 u8 *stype;
6699
6700                 slot = -i - 1;
6701                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
6702                 if (state->allocated_stack <= slot)
6703                         goto err;
6704                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
6705                 if (*stype == STACK_MISC)
6706                         goto mark;
6707                 if ((*stype == STACK_ZERO) ||
6708                     (*stype == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)) {
6709                         if (clobber) {
6710                                 /* helper can write anything into the stack */
6711                                 *stype = STACK_MISC;
6712                         }
6713                         goto mark;
6714                 }
6715
6716                 if (is_spilled_reg(&state->stack[spi]) &&
6717                     (state->stack[spi].spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE ||
6718                      env->allow_ptr_leaks)) {
6719                         if (clobber) {
6720                                 __mark_reg_unknown(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
6721                                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
6722                                         scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[j]);
6723                         }
6724                         goto mark;
6725                 }
6726
6727 err:
6728                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6729                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d off %d+%d size %d\n",
6730                                 err_extra, regno, min_off, i - min_off, access_size);
6731                 } else {
6732                         char tn_buf[48];
6733
6734                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6735                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d var_off %s+%d size %d\n",
6736                                 err_extra, regno, tn_buf, i - min_off, access_size);
6737                 }
6738                 return -EACCES;
6739 mark:
6740                 /* reading any byte out of 8-byte 'spill_slot' will cause
6741                  * the whole slot to be marked as 'read'
6742                  */
6743                 mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
6744                               state->stack[spi].spilled_ptr.parent,
6745                               REG_LIVE_READ64);
6746                 /* We do not set REG_LIVE_WRITTEN for stack slot, as we can not
6747                  * be sure that whether stack slot is written to or not. Hence,
6748                  * we must still conservatively propagate reads upwards even if
6749                  * helper may write to the entire memory range.
6750                  */
6751         }
6752         return update_stack_depth(env, state, min_off);
6753 }
6754
6755 static int check_helper_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
6756                                    int access_size, bool zero_size_allowed,
6757                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
6758 {
6759         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
6760         u32 *max_access;
6761
6762         switch (base_type(reg->type)) {
6763         case PTR_TO_PACKET:
6764         case PTR_TO_PACKET_META:
6765                 return check_packet_access(env, regno, reg->off, access_size,
6766                                            zero_size_allowed);
6767         case PTR_TO_MAP_KEY:
6768                 if (meta && meta->raw_mode) {
6769                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
6770                                 reg_type_str(env, reg->type));
6771                         return -EACCES;
6772                 }
6773                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off, access_size,
6774                                                reg->map_ptr->key_size, false);
6775         case PTR_TO_MAP_VALUE:
6776                 if (check_map_access_type(env, regno, reg->off, access_size,
6777                                           meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE :
6778                                           BPF_READ))
6779                         return -EACCES;
6780                 return check_map_access(env, regno, reg->off, access_size,
6781                                         zero_size_allowed, ACCESS_HELPER);
6782         case PTR_TO_MEM:
6783                 if (type_is_rdonly_mem(reg->type)) {
6784                         if (meta && meta->raw_mode) {
6785                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
6786                                         reg_type_str(env, reg->type));
6787                                 return -EACCES;
6788                         }
6789                 }
6790                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off,
6791                                                access_size, reg->mem_size,
6792                                                zero_size_allowed);
6793         case PTR_TO_BUF:
6794                 if (type_is_rdonly_mem(reg->type)) {
6795                         if (meta && meta->raw_mode) {
6796                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
6797                                         reg_type_str(env, reg->type));
6798                                 return -EACCES;
6799                         }
6800
6801                         max_access = &env->prog->aux->max_rdonly_access;
6802                 } else {
6803                         max_access = &env->prog->aux->max_rdwr_access;
6804                 }
6805                 return check_buffer_access(env, reg, regno, reg->off,
6806                                            access_size, zero_size_allowed,
6807                                            max_access);
6808         case PTR_TO_STACK:
6809                 return check_stack_range_initialized(
6810                                 env,
6811                                 regno, reg->off, access_size,
6812                                 zero_size_allowed, ACCESS_HELPER, meta);
6813         case PTR_TO_BTF_ID:
6814                 return check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, reg->off,
6815                                                access_size, BPF_READ, -1);
6816         case PTR_TO_CTX:
6817                 /* in case the function doesn't know how to access the context,
6818                  * (because we are in a program of type SYSCALL for example), we
6819                  * can not statically check its size.
6820                  * Dynamically check it now.
6821                  */
6822                 if (!env->ops->convert_ctx_access) {
6823                         enum bpf_access_type atype = meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE : BPF_READ;
6824                         int offset = access_size - 1;
6825
6826                         /* Allow zero-byte read from PTR_TO_CTX */
6827                         if (access_size == 0)
6828                                 return zero_size_allowed ? 0 : -EACCES;
6829
6830                         return check_mem_access(env, env->insn_idx, regno, offset, BPF_B,
6831                                                 atype, -1, false);
6832                 }
6833
6834                 fallthrough;
6835         default: /* scalar_value or invalid ptr */
6836                 /* Allow zero-byte read from NULL, regardless of pointer type */
6837                 if (zero_size_allowed && access_size == 0 &&
6838                     register_is_null(reg))
6839                         return 0;
6840
6841                 verbose(env, "R%d type=%s ", regno,
6842                         reg_type_str(env, reg->type));
6843                 verbose(env, "expected=%s\n", reg_type_str(env, PTR_TO_STACK));
6844                 return -EACCES;
6845         }
6846 }
6847
6848 static int check_mem_size_reg(struct bpf_verifier_env *env,
6849                               struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
6850                               bool zero_size_allowed,
6851                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
6852 {
6853         int err;
6854
6855         /* This is used to refine r0 return value bounds for helpers
6856          * that enforce this value as an upper bound on return values.
6857          * See do_refine_retval_range() for helpers that can refine
6858          * the return value. C type of helper is u32 so we pull register
6859          * bound from umax_value however, if negative verifier errors
6860          * out. Only upper bounds can be learned because retval is an
6861          * int type and negative retvals are allowed.
6862          */
6863         meta->msize_max_value = reg->umax_value;
6864
6865         /* The register is SCALAR_VALUE; the access check
6866          * happens using its boundaries.
6867          */
6868         if (!tnum_is_const(reg->var_off))
6869                 /* For unprivileged variable accesses, disable raw
6870                  * mode so that the program is required to
6871                  * initialize all the memory that the helper could
6872                  * just partially fill up.
6873                  */
6874                 meta = NULL;
6875
6876         if (reg->smin_value < 0) {
6877                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned or 'var &= const'\n",
6878                         regno);
6879                 return -EACCES;
6880         }
6881
6882         if (reg->umin_value == 0) {
6883                 err = check_helper_mem_access(env, regno - 1, 0,
6884                                               zero_size_allowed,
6885                                               meta);
6886                 if (err)
6887                         return err;
6888         }
6889
6890         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_SIZ) {
6891                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, use 'var &= const' or 'if (var < const)'\n",
6892                         regno);
6893                 return -EACCES;
6894         }
6895         err = check_helper_mem_access(env, regno - 1,
6896                                       reg->umax_value,
6897                                       zero_size_allowed, meta);
6898         if (!err)
6899                 err = mark_chain_precision(env, regno);
6900         return err;
6901 }
6902
6903 int check_mem_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
6904                    u32 regno, u32 mem_size)
6905 {
6906         bool may_be_null = type_may_be_null(reg->type);
6907         struct bpf_reg_state saved_reg;
6908         struct bpf_call_arg_meta meta;
6909         int err;
6910
6911         if (register_is_null(reg))
6912                 return 0;
6913
6914         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
6915         /* Assuming that the register contains a value check if the memory
6916          * access is safe. Temporarily save and restore the register's state as
6917          * the conversion shouldn't be visible to a caller.
6918          */
6919         if (may_be_null) {
6920                 saved_reg = *reg;
6921                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
6922         }
6923
6924         err = check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, &meta);
6925         /* Check access for BPF_WRITE */
6926         meta.raw_mode = true;
6927         err = err ?: check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, &meta);
6928
6929         if (may_be_null)
6930                 *reg = saved_reg;
6931
6932         return err;
6933 }
6934
6935 static int check_kfunc_mem_size_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
6936                                     u32 regno)
6937 {
6938         struct bpf_reg_state *mem_reg = &cur_regs(env)[regno - 1];
6939         bool may_be_null = type_may_be_null(mem_reg->type);
6940         struct bpf_reg_state saved_reg;
6941         struct bpf_call_arg_meta meta;
6942         int err;
6943
6944         WARN_ON_ONCE(regno < BPF_REG_2 || regno > BPF_REG_5);
6945
6946         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
6947
6948         if (may_be_null) {
6949                 saved_reg = *mem_reg;
6950                 mark_ptr_not_null_reg(mem_reg);
6951         }
6952
6953         err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, &meta);
6954         /* Check access for BPF_WRITE */
6955         meta.raw_mode = true;
6956         err = err ?: check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, &meta);
6957
6958         if (may_be_null)
6959                 *mem_reg = saved_reg;
6960         return err;
6961 }
6962
6963 /* Implementation details:
6964  * bpf_map_lookup returns PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL.
6965  * bpf_obj_new returns PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | PTR_MAYBE_NULL.
6966  * Two bpf_map_lookups (even with the same key) will have different reg->id.
6967  * Two separate bpf_obj_new will also have different reg->id.
6968  * For traditional PTR_TO_MAP_VALUE or PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC, the verifier
6969  * clears reg->id after value_or_null->value transition, since the verifier only
6970  * cares about the range of access to valid map value pointer and doesn't care
6971  * about actual address of the map element.
6972  * For maps with 'struct bpf_spin_lock' inside map value the verifier keeps
6973  * reg->id > 0 after value_or_null->value transition. By doing so
6974  * two bpf_map_lookups will be considered two different pointers that
6975  * point to different bpf_spin_locks. Likewise for pointers to allocated objects
6976  * returned from bpf_obj_new.
6977  * The verifier allows taking only one bpf_spin_lock at a time to avoid
6978  * dead-locks.
6979  * Since only one bpf_spin_lock is allowed the checks are simpler than
6980  * reg_is_refcounted() logic. The verifier needs to remember only
6981  * one spin_lock instead of array of acquired_refs.
6982  * cur_state->active_lock remembers which map value element or allocated
6983  * object got locked and clears it after bpf_spin_unlock.
6984  */
6985 static int process_spin_lock(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
6986                              bool is_lock)
6987 {
6988         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
6989         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
6990         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
6991         u64 val = reg->var_off.value;
6992         struct bpf_map *map = NULL;
6993         struct btf *btf = NULL;
6994         struct btf_record *rec;
6995
6996         if (!is_const) {
6997                 verbose(env,
6998                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_spin_lock has to be at the constant offset\n",
6999                         regno);
7000                 return -EINVAL;
7001         }
7002         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
7003                 map = reg->map_ptr;
7004                 if (!map->btf) {
7005                         verbose(env,
7006                                 "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_spin_lock\n",
7007                                 map->name);
7008                         return -EINVAL;
7009                 }
7010         } else {
7011                 btf = reg->btf;
7012         }
7013
7014         rec = reg_btf_record(reg);
7015         if (!btf_record_has_field(rec, BPF_SPIN_LOCK)) {
7016                 verbose(env, "%s '%s' has no valid bpf_spin_lock\n", map ? "map" : "local",
7017                         map ? map->name : "kptr");
7018                 return -EINVAL;
7019         }
7020         if (rec->spin_lock_off != val + reg->off) {
7021                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_spin_lock' that is at %d\n",
7022                         val + reg->off, rec->spin_lock_off);
7023                 return -EINVAL;
7024         }
7025         if (is_lock) {
7026                 if (cur->active_lock.ptr) {
7027                         verbose(env,
7028                                 "Locking two bpf_spin_locks are not allowed\n");
7029                         return -EINVAL;
7030                 }
7031                 if (map)
7032                         cur->active_lock.ptr = map;
7033                 else
7034                         cur->active_lock.ptr = btf;
7035                 cur->active_lock.id = reg->id;
7036         } else {
7037                 void *ptr;
7038
7039                 if (map)
7040                         ptr = map;
7041                 else
7042                         ptr = btf;
7043
7044                 if (!cur->active_lock.ptr) {
7045                         verbose(env, "bpf_spin_unlock without taking a lock\n");
7046                         return -EINVAL;
7047                 }
7048                 if (cur->active_lock.ptr != ptr ||
7049                     cur->active_lock.id != reg->id) {
7050                         verbose(env, "bpf_spin_unlock of different lock\n");
7051                         return -EINVAL;
7052                 }
7053
7054                 invalidate_non_owning_refs(env);
7055
7056                 cur->active_lock.ptr = NULL;
7057                 cur->active_lock.id = 0;
7058         }
7059         return 0;
7060 }
7061
7062 static int process_timer_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7063                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
7064 {
7065         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7066         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
7067         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
7068         u64 val = reg->var_off.value;
7069
7070         if (!is_const) {
7071                 verbose(env,
7072                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_timer has to be at the constant offset\n",
7073                         regno);
7074                 return -EINVAL;
7075         }
7076         if (!map->btf) {
7077                 verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_timer\n",
7078                         map->name);
7079                 return -EINVAL;
7080         }
7081         if (!btf_record_has_field(map->record, BPF_TIMER)) {
7082                 verbose(env, "map '%s' has no valid bpf_timer\n", map->name);
7083                 return -EINVAL;
7084         }
7085         if (map->record->timer_off != val + reg->off) {
7086                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_timer' that is at %d\n",
7087                         val + reg->off, map->record->timer_off);
7088                 return -EINVAL;
7089         }
7090         if (meta->map_ptr) {
7091                 verbose(env, "verifier bug. Two map pointers in a timer helper\n");
7092                 return -EFAULT;
7093         }
7094         meta->map_uid = reg->map_uid;
7095         meta->map_ptr = map;
7096         return 0;
7097 }
7098
7099 static int process_kptr_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7100                              struct bpf_call_arg_meta *meta)
7101 {
7102         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7103         struct bpf_map *map_ptr = reg->map_ptr;
7104         struct btf_field *kptr_field;
7105         u32 kptr_off;
7106
7107         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
7108                 verbose(env,
7109                         "R%d doesn't have constant offset. kptr has to be at the constant offset\n",
7110                         regno);
7111                 return -EINVAL;
7112         }
7113         if (!map_ptr->btf) {
7114                 verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_kptr_xchg\n",
7115                         map_ptr->name);
7116                 return -EINVAL;
7117         }
7118         if (!btf_record_has_field(map_ptr->record, BPF_KPTR)) {
7119                 verbose(env, "map '%s' has no valid kptr\n", map_ptr->name);
7120                 return -EINVAL;
7121         }
7122
7123         meta->map_ptr = map_ptr;
7124         kptr_off = reg->off + reg->var_off.value;
7125         kptr_field = btf_record_find(map_ptr->record, kptr_off, BPF_KPTR);
7126         if (!kptr_field) {
7127                 verbose(env, "off=%d doesn't point to kptr\n", kptr_off);
7128                 return -EACCES;
7129         }
7130         if (kptr_field->type != BPF_KPTR_REF) {
7131                 verbose(env, "off=%d kptr isn't referenced kptr\n", kptr_off);
7132                 return -EACCES;
7133         }
7134         meta->kptr_field = kptr_field;
7135         return 0;
7136 }
7137
7138 /* There are two register types representing a bpf_dynptr, one is PTR_TO_STACK
7139  * which points to a stack slot, and the other is CONST_PTR_TO_DYNPTR.
7140  *
7141  * In both cases we deal with the first 8 bytes, but need to mark the next 8
7142  * bytes as STACK_DYNPTR in case of PTR_TO_STACK. In case of
7143  * CONST_PTR_TO_DYNPTR, we are guaranteed to get the beginning of the object.
7144  *
7145  * Mutability of bpf_dynptr is at two levels, one is at the level of struct
7146  * bpf_dynptr itself, i.e. whether the helper is receiving a pointer to struct
7147  * bpf_dynptr or pointer to const struct bpf_dynptr. In the former case, it can
7148  * mutate the view of the dynptr and also possibly destroy it. In the latter
7149  * case, it cannot mutate the bpf_dynptr itself but it can still mutate the
7150  * memory that dynptr points to.
7151  *
7152  * The verifier will keep track both levels of mutation (bpf_dynptr's in
7153  * reg->type and the memory's in reg->dynptr.type), but there is no support for
7154  * readonly dynptr view yet, hence only the first case is tracked and checked.
7155  *
7156  * This is consistent with how C applies the const modifier to a struct object,
7157  * where the pointer itself inside bpf_dynptr becomes const but not what it
7158  * points to.
7159  *
7160  * Helpers which do not mutate the bpf_dynptr set MEM_RDONLY in their argument
7161  * type, and declare it as 'const struct bpf_dynptr *' in their prototype.
7162  */
7163 static int process_dynptr_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno, int insn_idx,
7164                                enum bpf_arg_type arg_type, int clone_ref_obj_id)
7165 {
7166         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7167         int err;
7168
7169         /* MEM_UNINIT and MEM_RDONLY are exclusive, when applied to an
7170          * ARG_PTR_TO_DYNPTR (or ARG_PTR_TO_DYNPTR | DYNPTR_TYPE_*):
7171          */
7172         if ((arg_type & (MEM_UNINIT | MEM_RDONLY)) == (MEM_UNINIT | MEM_RDONLY)) {
7173                 verbose(env, "verifier internal error: misconfigured dynptr helper type flags\n");
7174                 return -EFAULT;
7175         }
7176
7177         /*  MEM_UNINIT - Points to memory that is an appropriate candidate for
7178          *               constructing a mutable bpf_dynptr object.
7179          *
7180          *               Currently, this is only possible with PTR_TO_STACK
7181          *               pointing to a region of at least 16 bytes which doesn't
7182          *               contain an existing bpf_dynptr.
7183          *
7184          *  MEM_RDONLY - Points to a initialized bpf_dynptr that will not be
7185          *               mutated or destroyed. However, the memory it points to
7186          *               may be mutated.
7187          *
7188          *  None       - Points to a initialized dynptr that can be mutated and
7189          *               destroyed, including mutation of the memory it points
7190          *               to.
7191          */
7192         if (arg_type & MEM_UNINIT) {
7193                 int i;
7194
7195                 if (!is_dynptr_reg_valid_uninit(env, reg)) {
7196                         verbose(env, "Dynptr has to be an uninitialized dynptr\n");
7197                         return -EINVAL;
7198                 }
7199
7200                 /* we write BPF_DW bits (8 bytes) at a time */
7201                 for (i = 0; i < BPF_DYNPTR_SIZE; i += 8) {
7202                         err = check_mem_access(env, insn_idx, regno,
7203                                                i, BPF_DW, BPF_WRITE, -1, false);
7204                         if (err)
7205                                 return err;
7206                 }
7207
7208                 err = mark_stack_slots_dynptr(env, reg, arg_type, insn_idx, clone_ref_obj_id);
7209         } else /* MEM_RDONLY and None case from above */ {
7210                 /* For the reg->type == PTR_TO_STACK case, bpf_dynptr is never const */
7211                 if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR && !(arg_type & MEM_RDONLY)) {
7212                         verbose(env, "cannot pass pointer to const bpf_dynptr, the helper mutates it\n");
7213                         return -EINVAL;
7214                 }
7215
7216                 if (!is_dynptr_reg_valid_init(env, reg)) {
7217                         verbose(env,
7218                                 "Expected an initialized dynptr as arg #%d\n",
7219                                 regno);
7220                         return -EINVAL;
7221                 }
7222
7223                 /* Fold modifiers (in this case, MEM_RDONLY) when checking expected type */
7224                 if (!is_dynptr_type_expected(env, reg, arg_type & ~MEM_RDONLY)) {
7225                         verbose(env,
7226                                 "Expected a dynptr of type %s as arg #%d\n",
7227                                 dynptr_type_str(arg_to_dynptr_type(arg_type)), regno);
7228                         return -EINVAL;
7229                 }
7230
7231                 err = mark_dynptr_read(env, reg);
7232         }
7233         return err;
7234 }
7235
7236 static u32 iter_ref_obj_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg, int spi)
7237 {
7238         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
7239
7240         return state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
7241 }
7242
7243 static bool is_iter_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7244 {
7245         return meta->kfunc_flags & (KF_ITER_NEW | KF_ITER_NEXT | KF_ITER_DESTROY);
7246 }
7247
7248 static bool is_iter_new_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7249 {
7250         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_NEW;
7251 }
7252
7253 static bool is_iter_next_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7254 {
7255         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_NEXT;
7256 }
7257
7258 static bool is_iter_destroy_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7259 {
7260         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_DESTROY;
7261 }
7262
7263 static bool is_kfunc_arg_iter(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta, int arg)
7264 {
7265         /* btf_check_iter_kfuncs() guarantees that first argument of any iter
7266          * kfunc is iter state pointer
7267          */
7268         return arg == 0 && is_iter_kfunc(meta);
7269 }
7270
7271 static int process_iter_arg(struct bpf_verifier_env *env, int regno, int insn_idx,
7272                             struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7273 {
7274         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7275         const struct btf_type *t;
7276         const struct btf_param *arg;
7277         int spi, err, i, nr_slots;
7278         u32 btf_id;
7279
7280         /* btf_check_iter_kfuncs() ensures we don't need to validate anything here */
7281         arg = &btf_params(meta->func_proto)[0];
7282         t = btf_type_skip_modifiers(meta->btf, arg->type, NULL);        /* PTR */
7283         t = btf_type_skip_modifiers(meta->btf, t->type, &btf_id);       /* STRUCT */
7284         nr_slots = t->size / BPF_REG_SIZE;
7285
7286         if (is_iter_new_kfunc(meta)) {
7287                 /* bpf_iter_<type>_new() expects pointer to uninit iter state */
7288                 if (!is_iter_reg_valid_uninit(env, reg, nr_slots)) {
7289                         verbose(env, "expected uninitialized iter_%s as arg #%d\n",
7290                                 iter_type_str(meta->btf, btf_id), regno);
7291                         return -EINVAL;
7292                 }
7293
7294                 for (i = 0; i < nr_slots * 8; i += BPF_REG_SIZE) {
7295                         err = check_mem_access(env, insn_idx, regno,
7296                                                i, BPF_DW, BPF_WRITE, -1, false);
7297                         if (err)
7298                                 return err;
7299                 }
7300
7301                 err = mark_stack_slots_iter(env, reg, insn_idx, meta->btf, btf_id, nr_slots);
7302                 if (err)
7303                         return err;
7304         } else {
7305                 /* iter_next() or iter_destroy() expect initialized iter state*/
7306                 if (!is_iter_reg_valid_init(env, reg, meta->btf, btf_id, nr_slots)) {
7307                         verbose(env, "expected an initialized iter_%s as arg #%d\n",
7308                                 iter_type_str(meta->btf, btf_id), regno);
7309                         return -EINVAL;
7310                 }
7311
7312                 spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
7313                 if (spi < 0)
7314                         return spi;
7315
7316                 err = mark_iter_read(env, reg, spi, nr_slots);
7317                 if (err)
7318                         return err;
7319
7320                 /* remember meta->iter info for process_iter_next_call() */
7321                 meta->iter.spi = spi;
7322                 meta->iter.frameno = reg->frameno;
7323                 meta->ref_obj_id = iter_ref_obj_id(env, reg, spi);
7324
7325                 if (is_iter_destroy_kfunc(meta)) {
7326                         err = unmark_stack_slots_iter(env, reg, nr_slots);
7327                         if (err)
7328                                 return err;
7329                 }
7330         }
7331
7332         return 0;
7333 }
7334
7335 /* process_iter_next_call() is called when verifier gets to iterator's next
7336  * "method" (e.g., bpf_iter_num_next() for numbers iterator) call. We'll refer
7337  * to it as just "iter_next()" in comments below.
7338  *
7339  * BPF verifier relies on a crucial contract for any iter_next()
7340  * implementation: it should *eventually* return NULL, and once that happens
7341  * it should keep returning NULL. That is, once iterator exhausts elements to
7342  * iterate, it should never reset or spuriously return new elements.
7343  *
7344  * With the assumption of such contract, process_iter_next_call() simulates
7345  * a fork in the verifier state to validate loop logic correctness and safety
7346  * without having to simulate infinite amount of iterations.
7347  *
7348  * In current state, we first assume that iter_next() returned NULL and
7349  * iterator state is set to DRAINED (BPF_ITER_STATE_DRAINED). In such
7350  * conditions we should not form an infinite loop and should eventually reach
7351  * exit.
7352  *
7353  * Besides that, we also fork current state and enqueue it for later
7354  * verification. In a forked state we keep iterator state as ACTIVE
7355  * (BPF_ITER_STATE_ACTIVE) and assume non-NULL return from iter_next(). We
7356  * also bump iteration depth to prevent erroneous infinite loop detection
7357  * later on (see iter_active_depths_differ() comment for details). In this
7358  * state we assume that we'll eventually loop back to another iter_next()
7359  * calls (it could be in exactly same location or in some other instruction,
7360  * it doesn't matter, we don't make any unnecessary assumptions about this,
7361  * everything revolves around iterator state in a stack slot, not which
7362  * instruction is calling iter_next()). When that happens, we either will come
7363  * to iter_next() with equivalent state and can conclude that next iteration
7364  * will proceed in exactly the same way as we just verified, so it's safe to
7365  * assume that loop converges. If not, we'll go on another iteration
7366  * simulation with a different input state, until all possible starting states
7367  * are validated or we reach maximum number of instructions limit.
7368  *
7369  * This way, we will either exhaustively discover all possible input states
7370  * that iterator loop can start with and eventually will converge, or we'll
7371  * effectively regress into bounded loop simulation logic and either reach
7372  * maximum number of instructions if loop is not provably convergent, or there
7373  * is some statically known limit on number of iterations (e.g., if there is
7374  * an explicit `if n > 100 then break;` statement somewhere in the loop).
7375  *
7376  * One very subtle but very important aspect is that we *always* simulate NULL
7377  * condition first (as the current state) before we simulate non-NULL case.
7378  * This has to do with intricacies of scalar precision tracking. By simulating
7379  * "exit condition" of iter_next() returning NULL first, we make sure all the
7380  * relevant precision marks *that will be set **after** we exit iterator loop*
7381  * are propagated backwards to common parent state of NULL and non-NULL
7382  * branches. Thanks to that, state equivalence checks done later in forked
7383  * state, when reaching iter_next() for ACTIVE iterator, can assume that
7384  * precision marks are finalized and won't change. Because simulating another
7385  * ACTIVE iterator iteration won't change them (because given same input
7386  * states we'll end up with exactly same output states which we are currently
7387  * comparing; and verification after the loop already propagated back what
7388  * needs to be **additionally** tracked as precise). It's subtle, grok
7389  * precision tracking for more intuitive understanding.
7390  */
7391 static int process_iter_next_call(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
7392                                   struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7393 {
7394         struct bpf_verifier_state *cur_st = env->cur_state, *queued_st;
7395         struct bpf_func_state *cur_fr = cur_st->frame[cur_st->curframe], *queued_fr;
7396         struct bpf_reg_state *cur_iter, *queued_iter;
7397         int iter_frameno = meta->iter.frameno;
7398         int iter_spi = meta->iter.spi;
7399
7400         BTF_TYPE_EMIT(struct bpf_iter);
7401
7402         cur_iter = &env->cur_state->frame[iter_frameno]->stack[iter_spi].spilled_ptr;
7403
7404         if (cur_iter->iter.state != BPF_ITER_STATE_ACTIVE &&
7405             cur_iter->iter.state != BPF_ITER_STATE_DRAINED) {
7406                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected iterator state %d (%s)\n",
7407                         cur_iter->iter.state, iter_state_str(cur_iter->iter.state));
7408                 return -EFAULT;
7409         }
7410
7411         if (cur_iter->iter.state == BPF_ITER_STATE_ACTIVE) {
7412                 /* branch out active iter state */
7413                 queued_st = push_stack(env, insn_idx + 1, insn_idx, false);
7414                 if (!queued_st)
7415                         return -ENOMEM;
7416
7417                 queued_iter = &queued_st->frame[iter_frameno]->stack[iter_spi].spilled_ptr;
7418                 queued_iter->iter.state = BPF_ITER_STATE_ACTIVE;
7419                 queued_iter->iter.depth++;
7420
7421                 queued_fr = queued_st->frame[queued_st->curframe];
7422                 mark_ptr_not_null_reg(&queued_fr->regs[BPF_REG_0]);
7423         }
7424
7425         /* switch to DRAINED state, but keep the depth unchanged */
7426         /* mark current iter state as drained and assume returned NULL */
7427         cur_iter->iter.state = BPF_ITER_STATE_DRAINED;
7428         __mark_reg_const_zero(&cur_fr->regs[BPF_REG_0]);
7429
7430         return 0;
7431 }
7432
7433 static bool arg_type_is_mem_size(enum bpf_arg_type type)
7434 {
7435         return type == ARG_CONST_SIZE ||
7436                type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO;
7437 }
7438
7439 static bool arg_type_is_release(enum bpf_arg_type type)
7440 {
7441         return type & OBJ_RELEASE;
7442 }
7443
7444 static bool arg_type_is_dynptr(enum bpf_arg_type type)
7445 {
7446         return base_type(type) == ARG_PTR_TO_DYNPTR;
7447 }
7448
7449 static int int_ptr_type_to_size(enum bpf_arg_type type)
7450 {
7451         if (type == ARG_PTR_TO_INT)
7452                 return sizeof(u32);
7453         else if (type == ARG_PTR_TO_LONG)
7454                 return sizeof(u64);
7455
7456         return -EINVAL;
7457 }
7458
7459 static int resolve_map_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
7460                                  const struct bpf_call_arg_meta *meta,
7461                                  enum bpf_arg_type *arg_type)
7462 {
7463         if (!meta->map_ptr) {
7464                 /* kernel subsystem misconfigured verifier */
7465                 verbose(env, "invalid map_ptr to access map->type\n");
7466                 return -EACCES;
7467         }
7468
7469         switch (meta->map_ptr->map_type) {
7470         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
7471         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
7472                 if (*arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
7473                         *arg_type = ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON;
7474                 } else {
7475                         verbose(env, "invalid arg_type for sockmap/sockhash\n");
7476                         return -EINVAL;
7477                 }
7478                 break;
7479         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
7480                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_map_peek_elem)
7481                         *arg_type = ARG_PTR_TO_MAP_VALUE;
7482                 break;
7483         default:
7484                 break;
7485         }
7486         return 0;
7487 }
7488
7489 struct bpf_reg_types {
7490         const enum bpf_reg_type types[10];
7491         u32 *btf_id;
7492 };
7493
7494 static const struct bpf_reg_types sock_types = {
7495         .types = {
7496                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
7497                 PTR_TO_SOCKET,
7498                 PTR_TO_TCP_SOCK,
7499                 PTR_TO_XDP_SOCK,
7500         },
7501 };
7502
7503 #ifdef CONFIG_NET
7504 static const struct bpf_reg_types btf_id_sock_common_types = {
7505         .types = {
7506                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
7507                 PTR_TO_SOCKET,
7508                 PTR_TO_TCP_SOCK,
7509                 PTR_TO_XDP_SOCK,
7510                 PTR_TO_BTF_ID,
7511                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
7512         },
7513         .btf_id = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
7514 };
7515 #endif
7516
7517 static const struct bpf_reg_types mem_types = {
7518         .types = {
7519                 PTR_TO_STACK,
7520                 PTR_TO_PACKET,
7521                 PTR_TO_PACKET_META,
7522                 PTR_TO_MAP_KEY,
7523                 PTR_TO_MAP_VALUE,
7524                 PTR_TO_MEM,
7525                 PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF,
7526                 PTR_TO_BUF,
7527                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
7528         },
7529 };
7530
7531 static const struct bpf_reg_types int_ptr_types = {
7532         .types = {
7533                 PTR_TO_STACK,
7534                 PTR_TO_PACKET,
7535                 PTR_TO_PACKET_META,
7536                 PTR_TO_MAP_KEY,
7537                 PTR_TO_MAP_VALUE,
7538         },
7539 };
7540
7541 static const struct bpf_reg_types spin_lock_types = {
7542         .types = {
7543                 PTR_TO_MAP_VALUE,
7544                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC,
7545         }
7546 };
7547
7548 static const struct bpf_reg_types fullsock_types = { .types = { PTR_TO_SOCKET } };
7549 static const struct bpf_reg_types scalar_types = { .types = { SCALAR_VALUE } };
7550 static const struct bpf_reg_types context_types = { .types = { PTR_TO_CTX } };
7551 static const struct bpf_reg_types ringbuf_mem_types = { .types = { PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF } };
7552 static const struct bpf_reg_types const_map_ptr_types = { .types = { CONST_PTR_TO_MAP } };
7553 static const struct bpf_reg_types btf_ptr_types = {
7554         .types = {
7555                 PTR_TO_BTF_ID,
7556                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
7557                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU,
7558         },
7559 };
7560 static const struct bpf_reg_types percpu_btf_ptr_types = {
7561         .types = {
7562                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU,
7563                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | PTR_TRUSTED,
7564         }
7565 };
7566 static const struct bpf_reg_types func_ptr_types = { .types = { PTR_TO_FUNC } };
7567 static const struct bpf_reg_types stack_ptr_types = { .types = { PTR_TO_STACK } };
7568 static const struct bpf_reg_types const_str_ptr_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
7569 static const struct bpf_reg_types timer_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
7570 static const struct bpf_reg_types kptr_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
7571 static const struct bpf_reg_types dynptr_types = {
7572         .types = {
7573                 PTR_TO_STACK,
7574                 CONST_PTR_TO_DYNPTR,
7575         }
7576 };
7577
7578 static const struct bpf_reg_types *compatible_reg_types[__BPF_ARG_TYPE_MAX] = {
7579         [ARG_PTR_TO_MAP_KEY]            = &mem_types,
7580         [ARG_PTR_TO_MAP_VALUE]          = &mem_types,
7581         [ARG_CONST_SIZE]                = &scalar_types,
7582         [ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO]        = &scalar_types,
7583         [ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO]  = &scalar_types,
7584         [ARG_CONST_MAP_PTR]             = &const_map_ptr_types,
7585         [ARG_PTR_TO_CTX]                = &context_types,
7586         [ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON]        = &sock_types,
7587 #ifdef CONFIG_NET
7588         [ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON] = &btf_id_sock_common_types,
7589 #endif
7590         [ARG_PTR_TO_SOCKET]             = &fullsock_types,
7591         [ARG_PTR_TO_BTF_ID]             = &btf_ptr_types,
7592         [ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK]          = &spin_lock_types,
7593         [ARG_PTR_TO_MEM]                = &mem_types,
7594         [ARG_PTR_TO_RINGBUF_MEM]        = &ringbuf_mem_types,
7595         [ARG_PTR_TO_INT]                = &int_ptr_types,
7596         [ARG_PTR_TO_LONG]               = &int_ptr_types,
7597         [ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID]      = &percpu_btf_ptr_types,
7598         [ARG_PTR_TO_FUNC]               = &func_ptr_types,
7599         [ARG_PTR_TO_STACK]              = &stack_ptr_types,
7600         [ARG_PTR_TO_CONST_STR]          = &const_str_ptr_types,
7601         [ARG_PTR_TO_TIMER]              = &timer_types,
7602         [ARG_PTR_TO_KPTR]               = &kptr_types,
7603         [ARG_PTR_TO_DYNPTR]             = &dynptr_types,
7604 };
7605
7606 static int check_reg_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
7607                           enum bpf_arg_type arg_type,
7608                           const u32 *arg_btf_id,
7609                           struct bpf_call_arg_meta *meta)
7610 {
7611         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7612         enum bpf_reg_type expected, type = reg->type;
7613         const struct bpf_reg_types *compatible;
7614         int i, j;
7615
7616         compatible = compatible_reg_types[base_type(arg_type)];
7617         if (!compatible) {
7618                 verbose(env, "verifier internal error: unsupported arg type %d\n", arg_type);
7619                 return -EFAULT;
7620         }
7621
7622         /* ARG_PTR_TO_MEM + RDONLY is compatible with PTR_TO_MEM and PTR_TO_MEM + RDONLY,
7623          * but ARG_PTR_TO_MEM is compatible only with PTR_TO_MEM and NOT with PTR_TO_MEM + RDONLY
7624          *
7625          * Same for MAYBE_NULL:
7626          *
7627          * ARG_PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL is compatible with PTR_TO_MEM and PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL,
7628          * but ARG_PTR_TO_MEM is compatible only with PTR_TO_MEM but NOT with PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL
7629          *
7630          * ARG_PTR_TO_MEM is compatible with PTR_TO_MEM that is tagged with a dynptr type.
7631          *
7632          * Therefore we fold these flags depending on the arg_type before comparison.
7633          */
7634         if (arg_type & MEM_RDONLY)
7635                 type &= ~MEM_RDONLY;
7636         if (arg_type & PTR_MAYBE_NULL)
7637                 type &= ~PTR_MAYBE_NULL;
7638         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_MEM)
7639                 type &= ~DYNPTR_TYPE_FLAG_MASK;
7640
7641         if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg && type_is_alloc(type))
7642                 type &= ~MEM_ALLOC;
7643
7644         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(compatible->types); i++) {
7645                 expected = compatible->types[i];
7646                 if (expected == NOT_INIT)
7647                         break;
7648
7649                 if (type == expected)
7650                         goto found;
7651         }
7652
7653         verbose(env, "R%d type=%s expected=", regno, reg_type_str(env, reg->type));
7654         for (j = 0; j + 1 < i; j++)
7655                 verbose(env, "%s, ", reg_type_str(env, compatible->types[j]));
7656         verbose(env, "%s\n", reg_type_str(env, compatible->types[j]));
7657         return -EACCES;
7658
7659 found:
7660         if (base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID)
7661                 return 0;
7662
7663         if (compatible == &mem_types) {
7664                 if (!(arg_type & MEM_RDONLY)) {
7665                         verbose(env,
7666                                 "%s() may write into memory pointed by R%d type=%s\n",
7667                                 func_id_name(meta->func_id),
7668                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
7669                         return -EACCES;
7670                 }
7671                 return 0;
7672         }
7673
7674         switch ((int)reg->type) {
7675         case PTR_TO_BTF_ID:
7676         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED:
7677         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU:
7678         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_MAYBE_NULL:
7679         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_MAYBE_NULL | MEM_RCU:
7680         {
7681                 /* For bpf_sk_release, it needs to match against first member
7682                  * 'struct sock_common', hence make an exception for it. This
7683                  * allows bpf_sk_release to work for multiple socket types.
7684                  */
7685                 bool strict_type_match = arg_type_is_release(arg_type) &&
7686                                          meta->func_id != BPF_FUNC_sk_release;
7687
7688                 if (type_may_be_null(reg->type) &&
7689                     (!type_may_be_null(arg_type) || arg_type_is_release(arg_type))) {
7690                         verbose(env, "Possibly NULL pointer passed to helper arg%d\n", regno);
7691                         return -EACCES;
7692                 }
7693
7694                 if (!arg_btf_id) {
7695                         if (!compatible->btf_id) {
7696                                 verbose(env, "verifier internal error: missing arg compatible BTF ID\n");
7697                                 return -EFAULT;
7698                         }
7699                         arg_btf_id = compatible->btf_id;
7700                 }
7701
7702                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
7703                         if (map_kptr_match_type(env, meta->kptr_field, reg, regno))
7704                                 return -EACCES;
7705                 } else {
7706                         if (arg_btf_id == BPF_PTR_POISON) {
7707                                 verbose(env, "verifier internal error:");
7708                                 verbose(env, "R%d has non-overwritten BPF_PTR_POISON type\n",
7709                                         regno);
7710                                 return -EACCES;
7711                         }
7712
7713                         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
7714                                                   btf_vmlinux, *arg_btf_id,
7715                                                   strict_type_match)) {
7716                                 verbose(env, "R%d is of type %s but %s is expected\n",
7717                                         regno, btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id),
7718                                         btf_type_name(btf_vmlinux, *arg_btf_id));
7719                                 return -EACCES;
7720                         }
7721                 }
7722                 break;
7723         }
7724         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
7725                 if (meta->func_id != BPF_FUNC_spin_lock && meta->func_id != BPF_FUNC_spin_unlock &&
7726                     meta->func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg) {
7727                         verbose(env, "verifier internal error: unimplemented handling of MEM_ALLOC\n");
7728                         return -EFAULT;
7729                 }
7730                 /* Handled by helper specific checks */
7731                 break;
7732         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU:
7733         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | PTR_TRUSTED:
7734                 /* Handled by helper specific checks */
7735                 break;
7736         default:
7737                 verbose(env, "verifier internal error: invalid PTR_TO_BTF_ID register for type match\n");
7738                 return -EFAULT;
7739         }
7740         return 0;
7741 }
7742
7743 static struct btf_field *
7744 reg_find_field_offset(const struct bpf_reg_state *reg, s32 off, u32 fields)
7745 {
7746         struct btf_field *field;
7747         struct btf_record *rec;
7748
7749         rec = reg_btf_record(reg);
7750         if (!rec)
7751                 return NULL;
7752
7753         field = btf_record_find(rec, off, fields);
7754         if (!field)
7755                 return NULL;
7756
7757         return field;
7758 }
7759
7760 int check_func_arg_reg_off(struct bpf_verifier_env *env,
7761                            const struct bpf_reg_state *reg, int regno,
7762                            enum bpf_arg_type arg_type)
7763 {
7764         u32 type = reg->type;
7765
7766         /* When referenced register is passed to release function, its fixed
7767          * offset must be 0.
7768          *
7769          * We will check arg_type_is_release reg has ref_obj_id when storing
7770          * meta->release_regno.
7771          */
7772         if (arg_type_is_release(arg_type)) {
7773                 /* ARG_PTR_TO_DYNPTR with OBJ_RELEASE is a bit special, as it
7774                  * may not directly point to the object being released, but to
7775                  * dynptr pointing to such object, which might be at some offset
7776                  * on the stack. In that case, we simply to fallback to the
7777                  * default handling.
7778                  */
7779                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type) && type == PTR_TO_STACK)
7780                         return 0;
7781
7782                 if ((type_is_ptr_alloc_obj(type) || type_is_non_owning_ref(type)) && reg->off) {
7783                         if (reg_find_field_offset(reg, reg->off, BPF_GRAPH_NODE_OR_ROOT))
7784                                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true);
7785
7786                         verbose(env, "R%d must have zero offset when passed to release func\n",
7787                                 regno);
7788                         verbose(env, "No graph node or root found at R%d type:%s off:%d\n", regno,
7789                                 btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id), reg->off);
7790                         return -EINVAL;
7791                 }
7792
7793                 /* Doing check_ptr_off_reg check for the offset will catch this
7794                  * because fixed_off_ok is false, but checking here allows us
7795                  * to give the user a better error message.
7796                  */
7797                 if (reg->off) {
7798                         verbose(env, "R%d must have zero offset when passed to release func or trusted arg to kfunc\n",
7799                                 regno);
7800                         return -EINVAL;
7801                 }
7802                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
7803         }
7804
7805         switch (type) {
7806         /* Pointer types where both fixed and variable offset is explicitly allowed: */
7807         case PTR_TO_STACK:
7808         case PTR_TO_PACKET:
7809         case PTR_TO_PACKET_META:
7810         case PTR_TO_MAP_KEY:
7811         case PTR_TO_MAP_VALUE:
7812         case PTR_TO_MEM:
7813         case PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY:
7814         case PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF:
7815         case PTR_TO_BUF:
7816         case PTR_TO_BUF | MEM_RDONLY:
7817         case SCALAR_VALUE:
7818                 return 0;
7819         /* All the rest must be rejected, except PTR_TO_BTF_ID which allows
7820          * fixed offset.
7821          */
7822         case PTR_TO_BTF_ID:
7823         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
7824         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED:
7825         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU:
7826         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | NON_OWN_REF:
7827                 /* When referenced PTR_TO_BTF_ID is passed to release function,
7828                  * its fixed offset must be 0. In the other cases, fixed offset
7829                  * can be non-zero. This was already checked above. So pass
7830                  * fixed_off_ok as true to allow fixed offset for all other
7831                  * cases. var_off always must be 0 for PTR_TO_BTF_ID, hence we
7832                  * still need to do checks instead of returning.
7833                  */
7834                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true);
7835         default:
7836                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
7837         }
7838 }
7839
7840 static struct bpf_reg_state *get_dynptr_arg_reg(struct bpf_verifier_env *env,
7841                                                 const struct bpf_func_proto *fn,
7842                                                 struct bpf_reg_state *regs)
7843 {
7844         struct bpf_reg_state *state = NULL;
7845         int i;
7846
7847         for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++)
7848                 if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[i])) {
7849                         if (state) {
7850                                 verbose(env, "verifier internal error: multiple dynptr args\n");
7851                                 return NULL;
7852                         }
7853                         state = &regs[BPF_REG_1 + i];
7854                 }
7855
7856         if (!state)
7857                 verbose(env, "verifier internal error: no dynptr arg found\n");
7858
7859         return state;
7860 }
7861
7862 static int dynptr_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
7863 {
7864         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
7865         int spi;
7866
7867         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
7868                 return reg->id;
7869         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
7870         if (spi < 0)
7871                 return spi;
7872         return state->stack[spi].spilled_ptr.id;
7873 }
7874
7875 static int dynptr_ref_obj_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
7876 {
7877         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
7878         int spi;
7879
7880         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
7881                 return reg->ref_obj_id;
7882         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
7883         if (spi < 0)
7884                 return spi;
7885         return state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
7886 }
7887
7888 static enum bpf_dynptr_type dynptr_get_type(struct bpf_verifier_env *env,
7889                                             struct bpf_reg_state *reg)
7890 {
7891         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
7892         int spi;
7893
7894         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
7895                 return reg->dynptr.type;
7896
7897         spi = __get_spi(reg->off);
7898         if (spi < 0) {
7899                 verbose(env, "verifier internal error: invalid spi when querying dynptr type\n");
7900                 return BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID;
7901         }
7902
7903         return state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type;
7904 }
7905
7906 static int check_func_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 arg,
7907                           struct bpf_call_arg_meta *meta,
7908                           const struct bpf_func_proto *fn,
7909                           int insn_idx)
7910 {
7911         u32 regno = BPF_REG_1 + arg;
7912         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7913         enum bpf_arg_type arg_type = fn->arg_type[arg];
7914         enum bpf_reg_type type = reg->type;
7915         u32 *arg_btf_id = NULL;
7916         int err = 0;
7917
7918         if (arg_type == ARG_DONTCARE)
7919                 return 0;
7920
7921         err = check_reg_arg(env, regno, SRC_OP);
7922         if (err)
7923                 return err;
7924
7925         if (arg_type == ARG_ANYTHING) {
7926                 if (is_pointer_value(env, regno)) {
7927                         verbose(env, "R%d leaks addr into helper function\n",
7928                                 regno);
7929                         return -EACCES;
7930                 }
7931                 return 0;
7932         }
7933
7934         if (type_is_pkt_pointer(type) &&
7935             !may_access_direct_pkt_data(env, meta, BPF_READ)) {
7936                 verbose(env, "helper access to the packet is not allowed\n");
7937                 return -EACCES;
7938         }
7939
7940         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
7941                 err = resolve_map_arg_type(env, meta, &arg_type);
7942                 if (err)
7943                         return err;
7944         }
7945
7946         if (register_is_null(reg) && type_may_be_null(arg_type))
7947                 /* A NULL register has a SCALAR_VALUE type, so skip
7948                  * type checking.
7949                  */
7950                 goto skip_type_check;
7951
7952         /* arg_btf_id and arg_size are in a union. */
7953         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_BTF_ID ||
7954             base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK)
7955                 arg_btf_id = fn->arg_btf_id[arg];
7956
7957         err = check_reg_type(env, regno, arg_type, arg_btf_id, meta);
7958         if (err)
7959                 return err;
7960
7961         err = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, arg_type);
7962         if (err)
7963                 return err;
7964
7965 skip_type_check:
7966         if (arg_type_is_release(arg_type)) {
7967                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type)) {
7968                         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
7969                         int spi;
7970
7971                         /* Only dynptr created on stack can be released, thus
7972                          * the get_spi and stack state checks for spilled_ptr
7973                          * should only be done before process_dynptr_func for
7974                          * PTR_TO_STACK.
7975                          */
7976                         if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
7977                                 spi = dynptr_get_spi(env, reg);
7978                                 if (spi < 0 || !state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id) {
7979                                         verbose(env, "arg %d is an unacquired reference\n", regno);
7980                                         return -EINVAL;
7981                                 }
7982                         } else {
7983                                 verbose(env, "cannot release unowned const bpf_dynptr\n");
7984                                 return -EINVAL;
7985                         }
7986                 } else if (!reg->ref_obj_id && !register_is_null(reg)) {
7987                         verbose(env, "R%d must be referenced when passed to release function\n",
7988                                 regno);
7989                         return -EINVAL;
7990                 }
7991                 if (meta->release_regno) {
7992                         verbose(env, "verifier internal error: more than one release argument\n");
7993                         return -EFAULT;
7994                 }
7995                 meta->release_regno = regno;
7996         }
7997
7998         if (reg->ref_obj_id) {
7999                 if (meta->ref_obj_id) {
8000                         verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
8001                                 regno, reg->ref_obj_id,
8002                                 meta->ref_obj_id);
8003                         return -EFAULT;
8004                 }
8005                 meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
8006         }
8007
8008         switch (base_type(arg_type)) {
8009         case ARG_CONST_MAP_PTR:
8010                 /* bpf_map_xxx(map_ptr) call: remember that map_ptr */
8011                 if (meta->map_ptr) {
8012                         /* Use map_uid (which is unique id of inner map) to reject:
8013                          * inner_map1 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key1)
8014                          * inner_map2 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key2)
8015                          * if (inner_map1 && inner_map2) {
8016                          *     timer = bpf_map_lookup_elem(inner_map1);
8017                          *     if (timer)
8018                          *         // mismatch would have been allowed
8019                          *         bpf_timer_init(timer, inner_map2);
8020                          * }
8021                          *
8022                          * Comparing map_ptr is enough to distinguish normal and outer maps.
8023                          */
8024                         if (meta->map_ptr != reg->map_ptr ||
8025                             meta->map_uid != reg->map_uid) {
8026                                 verbose(env,
8027                                         "timer pointer in R1 map_uid=%d doesn't match map pointer in R2 map_uid=%d\n",
8028                                         meta->map_uid, reg->map_uid);
8029                                 return -EINVAL;
8030                         }
8031                 }
8032                 meta->map_ptr = reg->map_ptr;
8033                 meta->map_uid = reg->map_uid;
8034                 break;
8035         case ARG_PTR_TO_MAP_KEY:
8036                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., key) call:
8037                  * check that [key, key + map->key_size) are within
8038                  * stack limits and initialized
8039                  */
8040                 if (!meta->map_ptr) {
8041                         /* in function declaration map_ptr must come before
8042                          * map_key, so that it's verified and known before
8043                          * we have to check map_key here. Otherwise it means
8044                          * that kernel subsystem misconfigured verifier
8045                          */
8046                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->key\n");
8047                         return -EACCES;
8048                 }
8049                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
8050                                               meta->map_ptr->key_size, false,
8051                                               NULL);
8052                 break;
8053         case ARG_PTR_TO_MAP_VALUE:
8054                 if (type_may_be_null(arg_type) && register_is_null(reg))
8055                         return 0;
8056
8057                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., value) call:
8058                  * check [value, value + map->value_size) validity
8059                  */
8060                 if (!meta->map_ptr) {
8061                         /* kernel subsystem misconfigured verifier */
8062                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->value\n");
8063                         return -EACCES;
8064                 }
8065                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
8066                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
8067                                               meta->map_ptr->value_size, false,
8068                                               meta);
8069                 break;
8070         case ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID:
8071                 if (!reg->btf_id) {
8072                         verbose(env, "Helper has invalid btf_id in R%d\n", regno);
8073                         return -EACCES;
8074                 }
8075                 meta->ret_btf = reg->btf;
8076                 meta->ret_btf_id = reg->btf_id;
8077                 break;
8078         case ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK:
8079                 if (in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
8080                         verbose(env, "can't spin_{lock,unlock} in rbtree cb\n");
8081                         return -EACCES;
8082                 }
8083                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_lock) {
8084                         err = process_spin_lock(env, regno, true);
8085                         if (err)
8086                                 return err;
8087                 } else if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_unlock) {
8088                         err = process_spin_lock(env, regno, false);
8089                         if (err)
8090                                 return err;
8091                 } else {
8092                         verbose(env, "verifier internal error\n");
8093                         return -EFAULT;
8094                 }
8095                 break;
8096         case ARG_PTR_TO_TIMER:
8097                 err = process_timer_func(env, regno, meta);
8098                 if (err)
8099                         return err;
8100                 break;
8101         case ARG_PTR_TO_FUNC:
8102                 meta->subprogno = reg->subprogno;
8103                 break;
8104         case ARG_PTR_TO_MEM:
8105                 /* The access to this pointer is only checked when we hit the
8106                  * next is_mem_size argument below.
8107                  */
8108                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
8109                 if (arg_type & MEM_FIXED_SIZE) {
8110                         err = check_helper_mem_access(env, regno,
8111                                                       fn->arg_size[arg], false,
8112                                                       meta);
8113                 }
8114                 break;
8115         case ARG_CONST_SIZE:
8116                 err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, false, meta);
8117                 break;
8118         case ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO:
8119                 err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, meta);
8120                 break;
8121         case ARG_PTR_TO_DYNPTR:
8122                 err = process_dynptr_func(env, regno, insn_idx, arg_type, 0);
8123                 if (err)
8124                         return err;
8125                 break;
8126         case ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO:
8127                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
8128                         verbose(env, "R%d is not a known constant'\n",
8129                                 regno);
8130                         return -EACCES;
8131                 }
8132                 meta->mem_size = reg->var_off.value;
8133                 err = mark_chain_precision(env, regno);
8134                 if (err)
8135                         return err;
8136                 break;
8137         case ARG_PTR_TO_INT:
8138         case ARG_PTR_TO_LONG:
8139         {
8140                 int size = int_ptr_type_to_size(arg_type);
8141
8142                 err = check_helper_mem_access(env, regno, size, false, meta);
8143                 if (err)
8144                         return err;
8145                 err = check_ptr_alignment(env, reg, 0, size, true);
8146                 break;
8147         }
8148         case ARG_PTR_TO_CONST_STR:
8149         {
8150                 struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
8151                 int map_off;
8152                 u64 map_addr;
8153                 char *str_ptr;
8154
8155                 if (!bpf_map_is_rdonly(map)) {
8156                         verbose(env, "R%d does not point to a readonly map'\n", regno);
8157                         return -EACCES;
8158                 }
8159
8160                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
8161                         verbose(env, "R%d is not a constant address'\n", regno);
8162                         return -EACCES;
8163                 }
8164
8165                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
8166                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
8167                         return -EACCES;
8168                 }
8169
8170                 err = check_map_access(env, regno, reg->off,
8171                                        map->value_size - reg->off, false,
8172                                        ACCESS_HELPER);
8173                 if (err)
8174                         return err;
8175
8176                 map_off = reg->off + reg->var_off.value;
8177                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &map_addr, map_off);
8178                 if (err) {
8179                         verbose(env, "direct value access on string failed\n");
8180                         return err;
8181                 }
8182
8183                 str_ptr = (char *)(long)(map_addr);
8184                 if (!strnchr(str_ptr + map_off, map->value_size - map_off, 0)) {
8185                         verbose(env, "string is not zero-terminated\n");
8186                         return -EINVAL;
8187                 }
8188                 break;
8189         }
8190         case ARG_PTR_TO_KPTR:
8191                 err = process_kptr_func(env, regno, meta);
8192                 if (err)
8193                         return err;
8194                 break;
8195         }
8196
8197         return err;
8198 }
8199
8200 static bool may_update_sockmap(struct bpf_verifier_env *env, int func_id)
8201 {
8202         enum bpf_attach_type eatype = env->prog->expected_attach_type;
8203         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
8204
8205         if (func_id != BPF_FUNC_map_update_elem)
8206                 return false;
8207
8208         /* It's not possible to get access to a locked struct sock in these
8209          * contexts, so updating is safe.
8210          */
8211         switch (type) {
8212         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
8213                 if (eatype == BPF_TRACE_ITER)
8214                         return true;
8215                 break;
8216         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
8217         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
8218         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
8219         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
8220         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
8221         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
8222         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
8223                 return true;
8224         default:
8225                 break;
8226         }
8227
8228         verbose(env, "cannot update sockmap in this context\n");
8229         return false;
8230 }
8231
8232 static bool allow_tail_call_in_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
8233 {
8234         return env->prog->jit_requested &&
8235                bpf_jit_supports_subprog_tailcalls();
8236 }
8237
8238 static int check_map_func_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
8239                                         struct bpf_map *map, int func_id)
8240 {
8241         if (!map)
8242                 return 0;
8243
8244         /* We need a two way check, first is from map perspective ... */
8245         switch (map->map_type) {
8246         case BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY:
8247                 if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
8248                         goto error;
8249                 break;
8250         case BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY:
8251                 if (func_id != BPF_FUNC_perf_event_read &&
8252                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_output &&
8253                     func_id != BPF_FUNC_skb_output &&
8254                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_read_value &&
8255                     func_id != BPF_FUNC_xdp_output)
8256                         goto error;
8257                 break;
8258         case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
8259                 if (func_id != BPF_FUNC_ringbuf_output &&
8260                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve &&
8261                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_query &&
8262                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr &&
8263                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr &&
8264                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr)
8265                         goto error;
8266                 break;
8267         case BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF:
8268                 if (func_id != BPF_FUNC_user_ringbuf_drain)
8269                         goto error;
8270                 break;
8271         case BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE:
8272                 if (func_id != BPF_FUNC_get_stackid)
8273                         goto error;
8274                 break;
8275         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY:
8276                 if (func_id != BPF_FUNC_skb_under_cgroup &&
8277                     func_id != BPF_FUNC_current_task_under_cgroup)
8278                         goto error;
8279                 break;
8280         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE:
8281         case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE:
8282                 if (func_id != BPF_FUNC_get_local_storage)
8283                         goto error;
8284                 break;
8285         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP:
8286         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH:
8287                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
8288                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
8289                         goto error;
8290                 break;
8291         /* Restrict bpf side of cpumap and xskmap, open when use-cases
8292          * appear.
8293          */
8294         case BPF_MAP_TYPE_CPUMAP:
8295                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map)
8296                         goto error;
8297                 break;
8298         case BPF_MAP_TYPE_XSKMAP:
8299                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
8300                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
8301                         goto error;
8302                 break;
8303         case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
8304         case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
8305                 if (func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
8306                         goto error;
8307                 break;
8308         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
8309                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_map &&
8310                     func_id != BPF_FUNC_sock_map_update &&
8311                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
8312                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_map &&
8313                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
8314                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
8315                     !may_update_sockmap(env, func_id))
8316                         goto error;
8317                 break;
8318         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
8319                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_hash &&
8320                     func_id != BPF_FUNC_sock_hash_update &&
8321                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
8322                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_hash &&
8323                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
8324                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
8325                     !may_update_sockmap(env, func_id))
8326                         goto error;
8327                 break;
8328         case BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY:
8329                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport)
8330                         goto error;
8331                 break;
8332         case BPF_MAP_TYPE_QUEUE:
8333         case BPF_MAP_TYPE_STACK:
8334                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
8335                     func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
8336                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
8337                         goto error;
8338                 break;
8339         case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
8340                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_storage_get &&
8341                     func_id != BPF_FUNC_sk_storage_delete &&
8342                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8343                         goto error;
8344                 break;
8345         case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
8346                 if (func_id != BPF_FUNC_inode_storage_get &&
8347                     func_id != BPF_FUNC_inode_storage_delete &&
8348                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8349                         goto error;
8350                 break;
8351         case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
8352                 if (func_id != BPF_FUNC_task_storage_get &&
8353                     func_id != BPF_FUNC_task_storage_delete &&
8354                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8355                         goto error;
8356                 break;
8357         case BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE:
8358                 if (func_id != BPF_FUNC_cgrp_storage_get &&
8359                     func_id != BPF_FUNC_cgrp_storage_delete &&
8360                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8361                         goto error;
8362                 break;
8363         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
8364                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
8365                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
8366                         goto error;
8367                 break;
8368         default:
8369                 break;
8370         }
8371
8372         /* ... and second from the function itself. */
8373         switch (func_id) {
8374         case BPF_FUNC_tail_call:
8375                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY)
8376                         goto error;
8377                 if (env->subprog_cnt > 1 && !allow_tail_call_in_subprogs(env)) {
8378                         verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
8379                         return -EINVAL;
8380                 }
8381                 break;
8382         case BPF_FUNC_perf_event_read:
8383         case BPF_FUNC_perf_event_output:
8384         case BPF_FUNC_perf_event_read_value:
8385         case BPF_FUNC_skb_output:
8386         case BPF_FUNC_xdp_output:
8387                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY)
8388                         goto error;
8389                 break;
8390         case BPF_FUNC_ringbuf_output:
8391         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve:
8392         case BPF_FUNC_ringbuf_query:
8393         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr:
8394         case BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr:
8395         case BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr:
8396                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_RINGBUF)
8397                         goto error;
8398                 break;
8399         case BPF_FUNC_user_ringbuf_drain:
8400                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF)
8401                         goto error;
8402                 break;
8403         case BPF_FUNC_get_stackid:
8404                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE)
8405                         goto error;
8406                 break;
8407         case BPF_FUNC_current_task_under_cgroup:
8408         case BPF_FUNC_skb_under_cgroup:
8409                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY)
8410                         goto error;
8411                 break;
8412         case BPF_FUNC_redirect_map:
8413                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP &&
8414                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH &&
8415                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CPUMAP &&
8416                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_XSKMAP)
8417                         goto error;
8418                 break;
8419         case BPF_FUNC_sk_redirect_map:
8420         case BPF_FUNC_msg_redirect_map:
8421         case BPF_FUNC_sock_map_update:
8422                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP)
8423                         goto error;
8424                 break;
8425         case BPF_FUNC_sk_redirect_hash:
8426         case BPF_FUNC_msg_redirect_hash:
8427         case BPF_FUNC_sock_hash_update:
8428                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
8429                         goto error;
8430                 break;
8431         case BPF_FUNC_get_local_storage:
8432                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE &&
8433                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE)
8434                         goto error;
8435                 break;
8436         case BPF_FUNC_sk_select_reuseport:
8437                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY &&
8438                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP &&
8439                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
8440                         goto error;
8441                 break;
8442         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
8443                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
8444                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK)
8445                         goto error;
8446                 break;
8447         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
8448         case BPF_FUNC_map_push_elem:
8449                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
8450                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK &&
8451                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER)
8452                         goto error;
8453                 break;
8454         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
8455                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY &&
8456                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH &&
8457                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH)
8458                         goto error;
8459                 break;
8460         case BPF_FUNC_sk_storage_get:
8461         case BPF_FUNC_sk_storage_delete:
8462                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE)
8463                         goto error;
8464                 break;
8465         case BPF_FUNC_inode_storage_get:
8466         case BPF_FUNC_inode_storage_delete:
8467                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE)
8468                         goto error;
8469                 break;
8470         case BPF_FUNC_task_storage_get:
8471         case BPF_FUNC_task_storage_delete:
8472                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE)
8473                         goto error;
8474                 break;
8475         case BPF_FUNC_cgrp_storage_get:
8476         case BPF_FUNC_cgrp_storage_delete:
8477                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE)
8478                         goto error;
8479                 break;
8480         default:
8481                 break;
8482         }
8483
8484         return 0;
8485 error:
8486         verbose(env, "cannot pass map_type %d into func %s#%d\n",
8487                 map->map_type, func_id_name(func_id), func_id);
8488         return -EINVAL;
8489 }
8490
8491 static bool check_raw_mode_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
8492 {
8493         int count = 0;
8494
8495         if (fn->arg1_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8496                 count++;
8497         if (fn->arg2_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8498                 count++;
8499         if (fn->arg3_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8500                 count++;
8501         if (fn->arg4_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8502                 count++;
8503         if (fn->arg5_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8504                 count++;
8505
8506         /* We only support one arg being in raw mode at the moment,
8507          * which is sufficient for the helper functions we have
8508          * right now.
8509          */
8510         return count <= 1;
8511 }
8512
8513 static bool check_args_pair_invalid(const struct bpf_func_proto *fn, int arg)
8514 {
8515         bool is_fixed = fn->arg_type[arg] & MEM_FIXED_SIZE;
8516         bool has_size = fn->arg_size[arg] != 0;
8517         bool is_next_size = false;
8518
8519         if (arg + 1 < ARRAY_SIZE(fn->arg_type))
8520                 is_next_size = arg_type_is_mem_size(fn->arg_type[arg + 1]);
8521
8522         if (base_type(fn->arg_type[arg]) != ARG_PTR_TO_MEM)
8523                 return is_next_size;
8524
8525         return has_size == is_next_size || is_next_size == is_fixed;
8526 }
8527
8528 static bool check_arg_pair_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
8529 {
8530         /* bpf_xxx(..., buf, len) call will access 'len'
8531          * bytes from memory 'buf'. Both arg types need
8532          * to be paired, so make sure there's no buggy
8533          * helper function specification.
8534          */
8535         if (arg_type_is_mem_size(fn->arg1_type) ||
8536             check_args_pair_invalid(fn, 0) ||
8537             check_args_pair_invalid(fn, 1) ||
8538             check_args_pair_invalid(fn, 2) ||
8539             check_args_pair_invalid(fn, 3) ||
8540             check_args_pair_invalid(fn, 4))
8541                 return false;
8542
8543         return true;
8544 }
8545
8546 static bool check_btf_id_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
8547 {
8548         int i;
8549
8550         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(fn->arg_type); i++) {
8551                 if (base_type(fn->arg_type[i]) == ARG_PTR_TO_BTF_ID)
8552                         return !!fn->arg_btf_id[i];
8553                 if (base_type(fn->arg_type[i]) == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK)
8554                         return fn->arg_btf_id[i] == BPF_PTR_POISON;
8555                 if (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_BTF_ID && fn->arg_btf_id[i] &&
8556                     /* arg_btf_id and arg_size are in a union. */
8557                     (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_MEM ||
8558                      !(fn->arg_type[i] & MEM_FIXED_SIZE)))
8559                         return false;
8560         }
8561
8562         return true;
8563 }
8564
8565 static int check_func_proto(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id)
8566 {
8567         return check_raw_mode_ok(fn) &&
8568                check_arg_pair_ok(fn) &&
8569                check_btf_id_ok(fn) ? 0 : -EINVAL;
8570 }
8571
8572 /* Packet data might have moved, any old PTR_TO_PACKET[_META,_END]
8573  * are now invalid, so turn them into unknown SCALAR_VALUE.
8574  *
8575  * This also applies to dynptr slices belonging to skb and xdp dynptrs,
8576  * since these slices point to packet data.
8577  */
8578 static void clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env)
8579 {
8580         struct bpf_func_state *state;
8581         struct bpf_reg_state *reg;
8582
8583         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
8584                 if (reg_is_pkt_pointer_any(reg) || reg_is_dynptr_slice_pkt(reg))
8585                         mark_reg_invalid(env, reg);
8586         }));
8587 }
8588
8589 enum {
8590         AT_PKT_END = -1,
8591         BEYOND_PKT_END = -2,
8592 };
8593
8594 static void mark_pkt_end(struct bpf_verifier_state *vstate, int regn, bool range_open)
8595 {
8596         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
8597         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regn];
8598
8599         if (reg->type != PTR_TO_PACKET)
8600                 /* PTR_TO_PACKET_META is not supported yet */
8601                 return;
8602
8603         /* The 'reg' is pkt > pkt_end or pkt >= pkt_end.
8604          * How far beyond pkt_end it goes is unknown.
8605          * if (!range_open) it's the case of pkt >= pkt_end
8606          * if (range_open) it's the case of pkt > pkt_end
8607          * hence this pointer is at least 1 byte bigger than pkt_end
8608          */
8609         if (range_open)
8610                 reg->range = BEYOND_PKT_END;
8611         else
8612                 reg->range = AT_PKT_END;
8613 }
8614
8615 /* The pointer with the specified id has released its reference to kernel
8616  * resources. Identify all copies of the same pointer and clear the reference.
8617  */
8618 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env,
8619                              int ref_obj_id)
8620 {
8621         struct bpf_func_state *state;
8622         struct bpf_reg_state *reg;
8623         int err;
8624
8625         err = release_reference_state(cur_func(env), ref_obj_id);
8626         if (err)
8627                 return err;
8628
8629         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
8630                 if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id)
8631                         mark_reg_invalid(env, reg);
8632         }));
8633
8634         return 0;
8635 }
8636
8637 static void invalidate_non_owning_refs(struct bpf_verifier_env *env)
8638 {
8639         struct bpf_func_state *unused;
8640         struct bpf_reg_state *reg;
8641
8642         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, unused, reg, ({
8643                 if (type_is_non_owning_ref(reg->type))
8644                         mark_reg_invalid(env, reg);
8645         }));
8646 }
8647
8648 static void clear_caller_saved_regs(struct bpf_verifier_env *env,
8649                                     struct bpf_reg_state *regs)
8650 {
8651         int i;
8652
8653         /* after the call registers r0 - r5 were scratched */
8654         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
8655                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
8656                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
8657         }
8658 }
8659
8660 typedef int (*set_callee_state_fn)(struct bpf_verifier_env *env,
8661                                    struct bpf_func_state *caller,
8662                                    struct bpf_func_state *callee,
8663                                    int insn_idx);
8664
8665 static int set_callee_state(struct bpf_verifier_env *env,
8666                             struct bpf_func_state *caller,
8667                             struct bpf_func_state *callee, int insn_idx);
8668
8669 static int __check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
8670                              int *insn_idx, int subprog,
8671                              set_callee_state_fn set_callee_state_cb)
8672 {
8673         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
8674         struct bpf_func_state *caller, *callee;
8675         int err;
8676
8677         if (state->curframe + 1 >= MAX_CALL_FRAMES) {
8678                 verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep\n",
8679                         state->curframe + 2);
8680                 return -E2BIG;
8681         }
8682
8683         caller = state->frame[state->curframe];
8684         if (state->frame[state->curframe + 1]) {
8685                 verbose(env, "verifier bug. Frame %d already allocated\n",
8686                         state->curframe + 1);
8687                 return -EFAULT;
8688         }
8689
8690         err = btf_check_subprog_call(env, subprog, caller->regs);
8691         if (err == -EFAULT)
8692                 return err;
8693         if (subprog_is_global(env, subprog)) {
8694                 if (err) {
8695                         verbose(env, "Caller passes invalid args into func#%d\n",
8696                                 subprog);
8697                         return err;
8698                 } else {
8699                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
8700                                 verbose(env,
8701                                         "Func#%d is global and valid. Skipping.\n",
8702                                         subprog);
8703                         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
8704
8705                         /* All global functions return a 64-bit SCALAR_VALUE */
8706                         mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
8707                         caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
8708
8709                         /* continue with next insn after call */
8710                         return 0;
8711                 }
8712         }
8713
8714         /* set_callee_state is used for direct subprog calls, but we are
8715          * interested in validating only BPF helpers that can call subprogs as
8716          * callbacks
8717          */
8718         if (set_callee_state_cb != set_callee_state) {
8719                 if (bpf_pseudo_kfunc_call(insn) &&
8720                     !is_callback_calling_kfunc(insn->imm)) {
8721                         verbose(env, "verifier bug: kfunc %s#%d not marked as callback-calling\n",
8722                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
8723                         return -EFAULT;
8724                 } else if (!bpf_pseudo_kfunc_call(insn) &&
8725                            !is_callback_calling_function(insn->imm)) { /* helper */
8726                         verbose(env, "verifier bug: helper %s#%d not marked as callback-calling\n",
8727                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
8728                         return -EFAULT;
8729                 }
8730         }
8731
8732         if (insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
8733             insn->src_reg == 0 &&
8734             insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
8735                 struct bpf_verifier_state *async_cb;
8736
8737                 /* there is no real recursion here. timer callbacks are async */
8738                 env->subprog_info[subprog].is_async_cb = true;
8739                 async_cb = push_async_cb(env, env->subprog_info[subprog].start,
8740                                          *insn_idx, subprog);
8741                 if (!async_cb)
8742                         return -EFAULT;
8743                 callee = async_cb->frame[0];
8744                 callee->async_entry_cnt = caller->async_entry_cnt + 1;
8745
8746                 /* Convert bpf_timer_set_callback() args into timer callback args */
8747                 err = set_callee_state_cb(env, caller, callee, *insn_idx);
8748                 if (err)
8749                         return err;
8750
8751                 clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
8752                 mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
8753                 caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
8754                 /* continue with next insn after call */
8755                 return 0;
8756         }
8757
8758         callee = kzalloc(sizeof(*callee), GFP_KERNEL);
8759         if (!callee)
8760                 return -ENOMEM;
8761         state->frame[state->curframe + 1] = callee;
8762
8763         /* callee cannot access r0, r6 - r9 for reading and has to write
8764          * into its own stack before reading from it.
8765          * callee can read/write into caller's stack
8766          */
8767         init_func_state(env, callee,
8768                         /* remember the callsite, it will be used by bpf_exit */
8769                         *insn_idx /* callsite */,
8770                         state->curframe + 1 /* frameno within this callchain */,
8771                         subprog /* subprog number within this prog */);
8772
8773         /* Transfer references to the callee */
8774         err = copy_reference_state(callee, caller);
8775         if (err)
8776                 goto err_out;
8777
8778         err = set_callee_state_cb(env, caller, callee, *insn_idx);
8779         if (err)
8780                 goto err_out;
8781
8782         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
8783
8784         /* only increment it after check_reg_arg() finished */
8785         state->curframe++;
8786
8787         /* and go analyze first insn of the callee */
8788         *insn_idx = env->subprog_info[subprog].start - 1;
8789
8790         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
8791                 verbose(env, "caller:\n");
8792                 print_verifier_state(env, caller, true);
8793                 verbose(env, "callee:\n");
8794                 print_verifier_state(env, callee, true);
8795         }
8796         return 0;
8797
8798 err_out:
8799         free_func_state(callee);
8800         state->frame[state->curframe + 1] = NULL;
8801         return err;
8802 }
8803
8804 int map_set_for_each_callback_args(struct bpf_verifier_env *env,
8805                                    struct bpf_func_state *caller,
8806                                    struct bpf_func_state *callee)
8807 {
8808         /* bpf_for_each_map_elem(struct bpf_map *map, void *callback_fn,
8809          *      void *callback_ctx, u64 flags);
8810          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
8811          *      void *callback_ctx);
8812          */
8813         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
8814
8815         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
8816         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
8817         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
8818
8819         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
8820         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
8821         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
8822
8823         /* pointer to stack or null */
8824         callee->regs[BPF_REG_4] = caller->regs[BPF_REG_3];
8825
8826         /* unused */
8827         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
8828         return 0;
8829 }
8830
8831 static int set_callee_state(struct bpf_verifier_env *env,
8832                             struct bpf_func_state *caller,
8833                             struct bpf_func_state *callee, int insn_idx)
8834 {
8835         int i;
8836
8837         /* copy r1 - r5 args that callee can access.  The copy includes parent
8838          * pointers, which connects us up to the liveness chain
8839          */
8840         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
8841                 callee->regs[i] = caller->regs[i];
8842         return 0;
8843 }
8844
8845 static int check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
8846                            int *insn_idx)
8847 {
8848         int subprog, target_insn;
8849
8850         target_insn = *insn_idx + insn->imm + 1;
8851         subprog = find_subprog(env, target_insn);
8852         if (subprog < 0) {
8853                 verbose(env, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
8854                         target_insn);
8855                 return -EFAULT;
8856         }
8857
8858         return __check_func_call(env, insn, insn_idx, subprog, set_callee_state);
8859 }
8860
8861 static int set_map_elem_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
8862                                        struct bpf_func_state *caller,
8863                                        struct bpf_func_state *callee,
8864                                        int insn_idx)
8865 {
8866         struct bpf_insn_aux_data *insn_aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
8867         struct bpf_map *map;
8868         int err;
8869
8870         if (bpf_map_ptr_poisoned(insn_aux)) {
8871                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
8872                 return -EINVAL;
8873         }
8874
8875         map = BPF_MAP_PTR(insn_aux->map_ptr_state);
8876         if (!map->ops->map_set_for_each_callback_args ||
8877             !map->ops->map_for_each_callback) {
8878                 verbose(env, "callback function not allowed for map\n");
8879                 return -ENOTSUPP;
8880         }
8881
8882         err = map->ops->map_set_for_each_callback_args(env, caller, callee);
8883         if (err)
8884                 return err;
8885
8886         callee->in_callback_fn = true;
8887         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
8888         return 0;
8889 }
8890
8891 static int set_loop_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
8892                                    struct bpf_func_state *caller,
8893                                    struct bpf_func_state *callee,
8894                                    int insn_idx)
8895 {
8896         /* bpf_loop(u32 nr_loops, void *callback_fn, void *callback_ctx,
8897          *          u64 flags);
8898          * callback_fn(u32 index, void *callback_ctx);
8899          */
8900         callee->regs[BPF_REG_1].type = SCALAR_VALUE;
8901         callee->regs[BPF_REG_2] = caller->regs[BPF_REG_3];
8902
8903         /* unused */
8904         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
8905         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
8906         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
8907
8908         callee->in_callback_fn = true;
8909         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
8910         return 0;
8911 }
8912
8913 static int set_timer_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
8914                                     struct bpf_func_state *caller,
8915                                     struct bpf_func_state *callee,
8916                                     int insn_idx)
8917 {
8918         struct bpf_map *map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
8919
8920         /* bpf_timer_set_callback(struct bpf_timer *timer, void *callback_fn);
8921          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value);
8922          */
8923         callee->regs[BPF_REG_1].type = CONST_PTR_TO_MAP;
8924         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_1]);
8925         callee->regs[BPF_REG_1].map_ptr = map_ptr;
8926
8927         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
8928         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
8929         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = map_ptr;
8930
8931         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
8932         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
8933         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = map_ptr;
8934
8935         /* unused */
8936         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
8937         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
8938         callee->in_async_callback_fn = true;
8939         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
8940         return 0;
8941 }
8942
8943 static int set_find_vma_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
8944                                        struct bpf_func_state *caller,
8945                                        struct bpf_func_state *callee,
8946                                        int insn_idx)
8947 {
8948         /* bpf_find_vma(struct task_struct *task, u64 addr,
8949          *               void *callback_fn, void *callback_ctx, u64 flags)
8950          * (callback_fn)(struct task_struct *task,
8951          *               struct vm_area_struct *vma, void *callback_ctx);
8952          */
8953         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
8954
8955         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_BTF_ID;
8956         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
8957         callee->regs[BPF_REG_2].btf =  btf_vmlinux;
8958         callee->regs[BPF_REG_2].btf_id = btf_tracing_ids[BTF_TRACING_TYPE_VMA],
8959
8960         /* pointer to stack or null */
8961         callee->regs[BPF_REG_3] = caller->regs[BPF_REG_4];
8962
8963         /* unused */
8964         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
8965         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
8966         callee->in_callback_fn = true;
8967         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
8968         return 0;
8969 }
8970
8971 static int set_user_ringbuf_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
8972                                            struct bpf_func_state *caller,
8973                                            struct bpf_func_state *callee,
8974                                            int insn_idx)
8975 {
8976         /* bpf_user_ringbuf_drain(struct bpf_map *map, void *callback_fn, void
8977          *                        callback_ctx, u64 flags);
8978          * callback_fn(const struct bpf_dynptr_t* dynptr, void *callback_ctx);
8979          */
8980         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_0]);
8981         mark_dynptr_cb_reg(env, &callee->regs[BPF_REG_1], BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL);
8982         callee->regs[BPF_REG_2] = caller->regs[BPF_REG_3];
8983
8984         /* unused */
8985         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
8986         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
8987         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
8988
8989         callee->in_callback_fn = true;
8990         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
8991         return 0;
8992 }
8993
8994 static int set_rbtree_add_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
8995                                          struct bpf_func_state *caller,
8996                                          struct bpf_func_state *callee,
8997                                          int insn_idx)
8998 {
8999         /* void bpf_rbtree_add_impl(struct bpf_rb_root *root, struct bpf_rb_node *node,
9000          *                     bool (less)(struct bpf_rb_node *a, const struct bpf_rb_node *b));
9001          *
9002          * 'struct bpf_rb_node *node' arg to bpf_rbtree_add_impl is the same PTR_TO_BTF_ID w/ offset
9003          * that 'less' callback args will be receiving. However, 'node' arg was release_reference'd
9004          * by this point, so look at 'root'
9005          */
9006         struct btf_field *field;
9007
9008         field = reg_find_field_offset(&caller->regs[BPF_REG_1], caller->regs[BPF_REG_1].off,
9009                                       BPF_RB_ROOT);
9010         if (!field || !field->graph_root.value_btf_id)
9011                 return -EFAULT;
9012
9013         mark_reg_graph_node(callee->regs, BPF_REG_1, &field->graph_root);
9014         ref_set_non_owning(env, &callee->regs[BPF_REG_1]);
9015         mark_reg_graph_node(callee->regs, BPF_REG_2, &field->graph_root);
9016         ref_set_non_owning(env, &callee->regs[BPF_REG_2]);
9017
9018         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
9019         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9020         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9021         callee->in_callback_fn = true;
9022         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
9023         return 0;
9024 }
9025
9026 static bool is_rbtree_lock_required_kfunc(u32 btf_id);
9027
9028 /* Are we currently verifying the callback for a rbtree helper that must
9029  * be called with lock held? If so, no need to complain about unreleased
9030  * lock
9031  */
9032 static bool in_rbtree_lock_required_cb(struct bpf_verifier_env *env)
9033 {
9034         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
9035         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
9036         struct bpf_func_state *callee;
9037         int kfunc_btf_id;
9038
9039         if (!state->curframe)
9040                 return false;
9041
9042         callee = state->frame[state->curframe];
9043
9044         if (!callee->in_callback_fn)
9045                 return false;
9046
9047         kfunc_btf_id = insn[callee->callsite].imm;
9048         return is_rbtree_lock_required_kfunc(kfunc_btf_id);
9049 }
9050
9051 static int prepare_func_exit(struct bpf_verifier_env *env, int *insn_idx)
9052 {
9053         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
9054         struct bpf_func_state *caller, *callee;
9055         struct bpf_reg_state *r0;
9056         int err;
9057
9058         callee = state->frame[state->curframe];
9059         r0 = &callee->regs[BPF_REG_0];
9060         if (r0->type == PTR_TO_STACK) {
9061                 /* technically it's ok to return caller's stack pointer
9062                  * (or caller's caller's pointer) back to the caller,
9063                  * since these pointers are valid. Only current stack
9064                  * pointer will be invalid as soon as function exits,
9065                  * but let's be conservative
9066                  */
9067                 verbose(env, "cannot return stack pointer to the caller\n");
9068                 return -EINVAL;
9069         }
9070
9071         caller = state->frame[state->curframe - 1];
9072         if (callee->in_callback_fn) {
9073                 /* enforce R0 return value range [0, 1]. */
9074                 struct tnum range = callee->callback_ret_range;
9075
9076                 if (r0->type != SCALAR_VALUE) {
9077                         verbose(env, "R0 not a scalar value\n");
9078                         return -EACCES;
9079                 }
9080                 if (!tnum_in(range, r0->var_off)) {
9081                         verbose_invalid_scalar(env, r0, &range, "callback return", "R0");
9082                         return -EINVAL;
9083                 }
9084         } else {
9085                 /* return to the caller whatever r0 had in the callee */
9086                 caller->regs[BPF_REG_0] = *r0;
9087         }
9088
9089         /* callback_fn frame should have released its own additions to parent's
9090          * reference state at this point, or check_reference_leak would
9091          * complain, hence it must be the same as the caller. There is no need
9092          * to copy it back.
9093          */
9094         if (!callee->in_callback_fn) {
9095                 /* Transfer references to the caller */
9096                 err = copy_reference_state(caller, callee);
9097                 if (err)
9098                         return err;
9099         }
9100
9101         *insn_idx = callee->callsite + 1;
9102         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
9103                 verbose(env, "returning from callee:\n");
9104                 print_verifier_state(env, callee, true);
9105                 verbose(env, "to caller at %d:\n", *insn_idx);
9106                 print_verifier_state(env, caller, true);
9107         }
9108         /* clear everything in the callee */
9109         free_func_state(callee);
9110         state->frame[state->curframe--] = NULL;
9111         return 0;
9112 }
9113
9114 static void do_refine_retval_range(struct bpf_reg_state *regs, int ret_type,
9115                                    int func_id,
9116                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
9117 {
9118         struct bpf_reg_state *ret_reg = &regs[BPF_REG_0];
9119
9120         if (ret_type != RET_INTEGER ||
9121             (func_id != BPF_FUNC_get_stack &&
9122              func_id != BPF_FUNC_get_task_stack &&
9123              func_id != BPF_FUNC_probe_read_str &&
9124              func_id != BPF_FUNC_probe_read_kernel_str &&
9125              func_id != BPF_FUNC_probe_read_user_str))
9126                 return;
9127
9128         ret_reg->smax_value = meta->msize_max_value;
9129         ret_reg->s32_max_value = meta->msize_max_value;
9130         ret_reg->smin_value = -MAX_ERRNO;
9131         ret_reg->s32_min_value = -MAX_ERRNO;
9132         reg_bounds_sync(ret_reg);
9133 }
9134
9135 static int
9136 record_func_map(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
9137                 int func_id, int insn_idx)
9138 {
9139         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
9140         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
9141
9142         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call &&
9143             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
9144             func_id != BPF_FUNC_map_update_elem &&
9145             func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
9146             func_id != BPF_FUNC_map_push_elem &&
9147             func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
9148             func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
9149             func_id != BPF_FUNC_for_each_map_elem &&
9150             func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
9151             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)
9152                 return 0;
9153
9154         if (map == NULL) {
9155                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
9156                 return -EINVAL;
9157         }
9158
9159         /* In case of read-only, some additional restrictions
9160          * need to be applied in order to prevent altering the
9161          * state of the map from program side.
9162          */
9163         if ((map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
9164             (func_id == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
9165              func_id == BPF_FUNC_map_update_elem ||
9166              func_id == BPF_FUNC_map_push_elem ||
9167              func_id == BPF_FUNC_map_pop_elem)) {
9168                 verbose(env, "write into map forbidden\n");
9169                 return -EACCES;
9170         }
9171
9172         if (!BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state))
9173                 bpf_map_ptr_store(aux, meta->map_ptr,
9174                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
9175         else if (BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) != meta->map_ptr)
9176                 bpf_map_ptr_store(aux, BPF_MAP_PTR_POISON,
9177                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
9178         return 0;
9179 }
9180
9181 static int
9182 record_func_key(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
9183                 int func_id, int insn_idx)
9184 {
9185         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
9186         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg;
9187         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
9188         u64 val, max;
9189         int err;
9190
9191         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
9192                 return 0;
9193         if (!map || map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY) {
9194                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
9195                 return -EINVAL;
9196         }
9197
9198         reg = &regs[BPF_REG_3];
9199         val = reg->var_off.value;
9200         max = map->max_entries;
9201
9202         if (!(register_is_const(reg) && val < max)) {
9203                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
9204                 return 0;
9205         }
9206
9207         err = mark_chain_precision(env, BPF_REG_3);
9208         if (err)
9209                 return err;
9210         if (bpf_map_key_unseen(aux))
9211                 bpf_map_key_store(aux, val);
9212         else if (!bpf_map_key_poisoned(aux) &&
9213                   bpf_map_key_immediate(aux) != val)
9214                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
9215         return 0;
9216 }
9217
9218 static int check_reference_leak(struct bpf_verifier_env *env)
9219 {
9220         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
9221         bool refs_lingering = false;
9222         int i;
9223
9224         if (state->frameno && !state->in_callback_fn)
9225                 return 0;
9226
9227         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
9228                 if (state->in_callback_fn && state->refs[i].callback_ref != state->frameno)
9229                         continue;
9230                 verbose(env, "Unreleased reference id=%d alloc_insn=%d\n",
9231                         state->refs[i].id, state->refs[i].insn_idx);
9232                 refs_lingering = true;
9233         }
9234         return refs_lingering ? -EINVAL : 0;
9235 }
9236
9237 static int check_bpf_snprintf_call(struct bpf_verifier_env *env,
9238                                    struct bpf_reg_state *regs)
9239 {
9240         struct bpf_reg_state *fmt_reg = &regs[BPF_REG_3];
9241         struct bpf_reg_state *data_len_reg = &regs[BPF_REG_5];
9242         struct bpf_map *fmt_map = fmt_reg->map_ptr;
9243         struct bpf_bprintf_data data = {};
9244         int err, fmt_map_off, num_args;
9245         u64 fmt_addr;
9246         char *fmt;
9247
9248         /* data must be an array of u64 */
9249         if (data_len_reg->var_off.value % 8)
9250                 return -EINVAL;
9251         num_args = data_len_reg->var_off.value / 8;
9252
9253         /* fmt being ARG_PTR_TO_CONST_STR guarantees that var_off is const
9254          * and map_direct_value_addr is set.
9255          */
9256         fmt_map_off = fmt_reg->off + fmt_reg->var_off.value;
9257         err = fmt_map->ops->map_direct_value_addr(fmt_map, &fmt_addr,
9258                                                   fmt_map_off);
9259         if (err) {
9260                 verbose(env, "verifier bug\n");
9261                 return -EFAULT;
9262         }
9263         fmt = (char *)(long)fmt_addr + fmt_map_off;
9264
9265         /* We are also guaranteed that fmt+fmt_map_off is NULL terminated, we
9266          * can focus on validating the format specifiers.
9267          */
9268         err = bpf_bprintf_prepare(fmt, UINT_MAX, NULL, num_args, &data);
9269         if (err < 0)
9270                 verbose(env, "Invalid format string\n");
9271
9272         return err;
9273 }
9274
9275 static int check_get_func_ip(struct bpf_verifier_env *env)
9276 {
9277         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
9278         int func_id = BPF_FUNC_get_func_ip;
9279
9280         if (type == BPF_PROG_TYPE_TRACING) {
9281                 if (!bpf_prog_has_trampoline(env->prog)) {
9282                         verbose(env, "func %s#%d supported only for fentry/fexit/fmod_ret programs\n",
9283                                 func_id_name(func_id), func_id);
9284                         return -ENOTSUPP;
9285                 }
9286                 return 0;
9287         } else if (type == BPF_PROG_TYPE_KPROBE) {
9288                 return 0;
9289         }
9290
9291         verbose(env, "func %s#%d not supported for program type %d\n",
9292                 func_id_name(func_id), func_id, type);
9293         return -ENOTSUPP;
9294 }
9295
9296 static struct bpf_insn_aux_data *cur_aux(struct bpf_verifier_env *env)
9297 {
9298         return &env->insn_aux_data[env->insn_idx];
9299 }
9300
9301 static bool loop_flag_is_zero(struct bpf_verifier_env *env)
9302 {
9303         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
9304         struct bpf_reg_state *reg = &regs[BPF_REG_4];
9305         bool reg_is_null = register_is_null(reg);
9306
9307         if (reg_is_null)
9308                 mark_chain_precision(env, BPF_REG_4);
9309
9310         return reg_is_null;
9311 }
9312
9313 static void update_loop_inline_state(struct bpf_verifier_env *env, u32 subprogno)
9314 {
9315         struct bpf_loop_inline_state *state = &cur_aux(env)->loop_inline_state;
9316
9317         if (!state->initialized) {
9318                 state->initialized = 1;
9319                 state->fit_for_inline = loop_flag_is_zero(env);
9320                 state->callback_subprogno = subprogno;
9321                 return;
9322         }
9323
9324         if (!state->fit_for_inline)
9325                 return;
9326
9327         state->fit_for_inline = (loop_flag_is_zero(env) &&
9328                                  state->callback_subprogno == subprogno);
9329 }
9330
9331 static int check_helper_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
9332                              int *insn_idx_p)
9333 {
9334         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
9335         const struct bpf_func_proto *fn = NULL;
9336         enum bpf_return_type ret_type;
9337         enum bpf_type_flag ret_flag;
9338         struct bpf_reg_state *regs;
9339         struct bpf_call_arg_meta meta;
9340         int insn_idx = *insn_idx_p;
9341         bool changes_data;
9342         int i, err, func_id;
9343
9344         /* find function prototype */
9345         func_id = insn->imm;
9346         if (func_id < 0 || func_id >= __BPF_FUNC_MAX_ID) {
9347                 verbose(env, "invalid func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
9348                         func_id);
9349                 return -EINVAL;
9350         }
9351
9352         if (env->ops->get_func_proto)
9353                 fn = env->ops->get_func_proto(func_id, env->prog);
9354         if (!fn) {
9355                 verbose(env, "unknown func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
9356                         func_id);
9357                 return -EINVAL;
9358         }
9359
9360         /* eBPF programs must be GPL compatible to use GPL-ed functions */
9361         if (!env->prog->gpl_compatible && fn->gpl_only) {
9362                 verbose(env, "cannot call GPL-restricted function from non-GPL compatible program\n");
9363                 return -EINVAL;
9364         }
9365
9366         if (fn->allowed && !fn->allowed(env->prog)) {
9367                 verbose(env, "helper call is not allowed in probe\n");
9368                 return -EINVAL;
9369         }
9370
9371         if (!env->prog->aux->sleepable && fn->might_sleep) {
9372                 verbose(env, "helper call might sleep in a non-sleepable prog\n");
9373                 return -EINVAL;
9374         }
9375
9376         /* With LD_ABS/IND some JITs save/restore skb from r1. */
9377         changes_data = bpf_helper_changes_pkt_data(fn->func);
9378         if (changes_data && fn->arg1_type != ARG_PTR_TO_CTX) {
9379                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d: r1 != ctx\n",
9380                         func_id_name(func_id), func_id);
9381                 return -EINVAL;
9382         }
9383
9384         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
9385         meta.pkt_access = fn->pkt_access;
9386
9387         err = check_func_proto(fn, func_id);
9388         if (err) {
9389                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
9390                         func_id_name(func_id), func_id);
9391                 return err;
9392         }
9393
9394         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
9395                 if (fn->might_sleep) {
9396                         verbose(env, "sleepable helper %s#%d in rcu_read_lock region\n",
9397                                 func_id_name(func_id), func_id);
9398                         return -EINVAL;
9399                 }
9400
9401                 if (env->prog->aux->sleepable && is_storage_get_function(func_id))
9402                         env->insn_aux_data[insn_idx].storage_get_func_atomic = true;
9403         }
9404
9405         meta.func_id = func_id;
9406         /* check args */
9407         for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++) {
9408                 err = check_func_arg(env, i, &meta, fn, insn_idx);
9409                 if (err)
9410                         return err;
9411         }
9412
9413         err = record_func_map(env, &meta, func_id, insn_idx);
9414         if (err)
9415                 return err;
9416
9417         err = record_func_key(env, &meta, func_id, insn_idx);
9418         if (err)
9419                 return err;
9420
9421         /* Mark slots with STACK_MISC in case of raw mode, stack offset
9422          * is inferred from register state.
9423          */
9424         for (i = 0; i < meta.access_size; i++) {
9425                 err = check_mem_access(env, insn_idx, meta.regno, i, BPF_B,
9426                                        BPF_WRITE, -1, false);
9427                 if (err)
9428                         return err;
9429         }
9430
9431         regs = cur_regs(env);
9432
9433         if (meta.release_regno) {
9434                 err = -EINVAL;
9435                 /* This can only be set for PTR_TO_STACK, as CONST_PTR_TO_DYNPTR cannot
9436                  * be released by any dynptr helper. Hence, unmark_stack_slots_dynptr
9437                  * is safe to do directly.
9438                  */
9439                 if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[meta.release_regno - BPF_REG_1])) {
9440                         if (regs[meta.release_regno].type == CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
9441                                 verbose(env, "verifier internal error: CONST_PTR_TO_DYNPTR cannot be released\n");
9442                                 return -EFAULT;
9443                         }
9444                         err = unmark_stack_slots_dynptr(env, &regs[meta.release_regno]);
9445                 } else if (meta.ref_obj_id) {
9446                         err = release_reference(env, meta.ref_obj_id);
9447                 } else if (register_is_null(&regs[meta.release_regno])) {
9448                         /* meta.ref_obj_id can only be 0 if register that is meant to be
9449                          * released is NULL, which must be > R0.
9450                          */
9451                         err = 0;
9452                 }
9453                 if (err) {
9454                         verbose(env, "func %s#%d reference has not been acquired before\n",
9455                                 func_id_name(func_id), func_id);
9456                         return err;
9457                 }
9458         }
9459
9460         switch (func_id) {
9461         case BPF_FUNC_tail_call:
9462                 err = check_reference_leak(env);
9463                 if (err) {
9464                         verbose(env, "tail_call would lead to reference leak\n");
9465                         return err;
9466                 }
9467                 break;
9468         case BPF_FUNC_get_local_storage:
9469                 /* check that flags argument in get_local_storage(map, flags) is 0,
9470                  * this is required because get_local_storage() can't return an error.
9471                  */
9472                 if (!register_is_null(&regs[BPF_REG_2])) {
9473                         verbose(env, "get_local_storage() doesn't support non-zero flags\n");
9474                         return -EINVAL;
9475                 }
9476                 break;
9477         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
9478                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9479                                         set_map_elem_callback_state);
9480                 break;
9481         case BPF_FUNC_timer_set_callback:
9482                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9483                                         set_timer_callback_state);
9484                 break;
9485         case BPF_FUNC_find_vma:
9486                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9487                                         set_find_vma_callback_state);
9488                 break;
9489         case BPF_FUNC_snprintf:
9490                 err = check_bpf_snprintf_call(env, regs);
9491                 break;
9492         case BPF_FUNC_loop:
9493                 update_loop_inline_state(env, meta.subprogno);
9494                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9495                                         set_loop_callback_state);
9496                 break;
9497         case BPF_FUNC_dynptr_from_mem:
9498                 if (regs[BPF_REG_1].type != PTR_TO_MAP_VALUE) {
9499                         verbose(env, "Unsupported reg type %s for bpf_dynptr_from_mem data\n",
9500                                 reg_type_str(env, regs[BPF_REG_1].type));
9501                         return -EACCES;
9502                 }
9503                 break;
9504         case BPF_FUNC_set_retval:
9505                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM &&
9506                     env->prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP) {
9507                         if (!env->prog->aux->attach_func_proto->type) {
9508                                 /* Make sure programs that attach to void
9509                                  * hooks don't try to modify return value.
9510                                  */
9511                                 verbose(env, "BPF_LSM_CGROUP that attach to void LSM hooks can't modify return value!\n");
9512                                 return -EINVAL;
9513                         }
9514                 }
9515                 break;
9516         case BPF_FUNC_dynptr_data:
9517         {
9518                 struct bpf_reg_state *reg;
9519                 int id, ref_obj_id;
9520
9521                 reg = get_dynptr_arg_reg(env, fn, regs);
9522                 if (!reg)
9523                         return -EFAULT;
9524
9525
9526                 if (meta.dynptr_id) {
9527                         verbose(env, "verifier internal error: meta.dynptr_id already set\n");
9528                         return -EFAULT;
9529                 }
9530                 if (meta.ref_obj_id) {
9531                         verbose(env, "verifier internal error: meta.ref_obj_id already set\n");
9532                         return -EFAULT;
9533                 }
9534
9535                 id = dynptr_id(env, reg);
9536                 if (id < 0) {
9537                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr id\n");
9538                         return id;
9539                 }
9540
9541                 ref_obj_id = dynptr_ref_obj_id(env, reg);
9542                 if (ref_obj_id < 0) {
9543                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr ref_obj_id\n");
9544                         return ref_obj_id;
9545                 }
9546
9547                 meta.dynptr_id = id;
9548                 meta.ref_obj_id = ref_obj_id;
9549
9550                 break;
9551         }
9552         case BPF_FUNC_dynptr_write:
9553         {
9554                 enum bpf_dynptr_type dynptr_type;
9555                 struct bpf_reg_state *reg;
9556
9557                 reg = get_dynptr_arg_reg(env, fn, regs);
9558                 if (!reg)
9559                         return -EFAULT;
9560
9561                 dynptr_type = dynptr_get_type(env, reg);
9562                 if (dynptr_type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID)
9563                         return -EFAULT;
9564
9565                 if (dynptr_type == BPF_DYNPTR_TYPE_SKB)
9566                         /* this will trigger clear_all_pkt_pointers(), which will
9567                          * invalidate all dynptr slices associated with the skb
9568                          */
9569                         changes_data = true;
9570
9571                 break;
9572         }
9573         case BPF_FUNC_user_ringbuf_drain:
9574                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9575                                         set_user_ringbuf_callback_state);
9576                 break;
9577         }
9578
9579         if (err)
9580                 return err;
9581
9582         /* reset caller saved regs */
9583         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
9584                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
9585                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
9586         }
9587
9588         /* helper call returns 64-bit value. */
9589         regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
9590
9591         /* update return register (already marked as written above) */
9592         ret_type = fn->ret_type;
9593         ret_flag = type_flag(ret_type);
9594
9595         switch (base_type(ret_type)) {
9596         case RET_INTEGER:
9597                 /* sets type to SCALAR_VALUE */
9598                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
9599                 break;
9600         case RET_VOID:
9601                 regs[BPF_REG_0].type = NOT_INIT;
9602                 break;
9603         case RET_PTR_TO_MAP_VALUE:
9604                 /* There is no offset yet applied, variable or fixed */
9605                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9606                 /* remember map_ptr, so that check_map_access()
9607                  * can check 'value_size' boundary of memory access
9608                  * to map element returned from bpf_map_lookup_elem()
9609                  */
9610                 if (meta.map_ptr == NULL) {
9611                         verbose(env,
9612                                 "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
9613                         return -EINVAL;
9614                 }
9615                 regs[BPF_REG_0].map_ptr = meta.map_ptr;
9616                 regs[BPF_REG_0].map_uid = meta.map_uid;
9617                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE | ret_flag;
9618                 if (!type_may_be_null(ret_type) &&
9619                     btf_record_has_field(meta.map_ptr->record, BPF_SPIN_LOCK)) {
9620                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
9621                 }
9622                 break;
9623         case RET_PTR_TO_SOCKET:
9624                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9625                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCKET | ret_flag;
9626                 break;
9627         case RET_PTR_TO_SOCK_COMMON:
9628                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9629                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCK_COMMON | ret_flag;
9630                 break;
9631         case RET_PTR_TO_TCP_SOCK:
9632                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9633                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_TCP_SOCK | ret_flag;
9634                 break;
9635         case RET_PTR_TO_MEM:
9636                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9637                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
9638                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.mem_size;
9639                 break;
9640         case RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID:
9641         {
9642                 const struct btf_type *t;
9643
9644                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9645                 t = btf_type_skip_modifiers(meta.ret_btf, meta.ret_btf_id, NULL);
9646                 if (!btf_type_is_struct(t)) {
9647                         u32 tsize;
9648                         const struct btf_type *ret;
9649                         const char *tname;
9650
9651                         /* resolve the type size of ksym. */
9652                         ret = btf_resolve_size(meta.ret_btf, t, &tsize);
9653                         if (IS_ERR(ret)) {
9654                                 tname = btf_name_by_offset(meta.ret_btf, t->name_off);
9655                                 verbose(env, "unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
9656                                         tname, PTR_ERR(ret));
9657                                 return -EINVAL;
9658                         }
9659                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
9660                         regs[BPF_REG_0].mem_size = tsize;
9661                 } else {
9662                         /* MEM_RDONLY may be carried from ret_flag, but it
9663                          * doesn't apply on PTR_TO_BTF_ID. Fold it, otherwise
9664                          * it will confuse the check of PTR_TO_BTF_ID in
9665                          * check_mem_access().
9666                          */
9667                         ret_flag &= ~MEM_RDONLY;
9668
9669                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
9670                         regs[BPF_REG_0].btf = meta.ret_btf;
9671                         regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
9672                 }
9673                 break;
9674         }
9675         case RET_PTR_TO_BTF_ID:
9676         {
9677                 struct btf *ret_btf;
9678                 int ret_btf_id;
9679
9680                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9681                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
9682                 if (func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
9683                         ret_btf = meta.kptr_field->kptr.btf;
9684                         ret_btf_id = meta.kptr_field->kptr.btf_id;
9685                         if (!btf_is_kernel(ret_btf))
9686                                 regs[BPF_REG_0].type |= MEM_ALLOC;
9687                 } else {
9688                         if (fn->ret_btf_id == BPF_PTR_POISON) {
9689                                 verbose(env, "verifier internal error:");
9690                                 verbose(env, "func %s has non-overwritten BPF_PTR_POISON return type\n",
9691                                         func_id_name(func_id));
9692                                 return -EINVAL;
9693                         }
9694                         ret_btf = btf_vmlinux;
9695                         ret_btf_id = *fn->ret_btf_id;
9696                 }
9697                 if (ret_btf_id == 0) {
9698                         verbose(env, "invalid return type %u of func %s#%d\n",
9699                                 base_type(ret_type), func_id_name(func_id),
9700                                 func_id);
9701                         return -EINVAL;
9702                 }
9703                 regs[BPF_REG_0].btf = ret_btf;
9704                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
9705                 break;
9706         }
9707         default:
9708                 verbose(env, "unknown return type %u of func %s#%d\n",
9709                         base_type(ret_type), func_id_name(func_id), func_id);
9710                 return -EINVAL;
9711         }
9712
9713         if (type_may_be_null(regs[BPF_REG_0].type))
9714                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
9715
9716         if (helper_multiple_ref_obj_use(func_id, meta.map_ptr)) {
9717                 verbose(env, "verifier internal error: func %s#%d sets ref_obj_id more than once\n",
9718                         func_id_name(func_id), func_id);
9719                 return -EFAULT;
9720         }
9721
9722         if (is_dynptr_ref_function(func_id))
9723                 regs[BPF_REG_0].dynptr_id = meta.dynptr_id;
9724
9725         if (is_ptr_cast_function(func_id) || is_dynptr_ref_function(func_id)) {
9726                 /* For release_reference() */
9727                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
9728         } else if (is_acquire_function(func_id, meta.map_ptr)) {
9729                 int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
9730
9731                 if (id < 0)
9732                         return id;
9733                 /* For mark_ptr_or_null_reg() */
9734                 regs[BPF_REG_0].id = id;
9735                 /* For release_reference() */
9736                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
9737         }
9738
9739         do_refine_retval_range(regs, fn->ret_type, func_id, &meta);
9740
9741         err = check_map_func_compatibility(env, meta.map_ptr, func_id);
9742         if (err)
9743                 return err;
9744
9745         if ((func_id == BPF_FUNC_get_stack ||
9746              func_id == BPF_FUNC_get_task_stack) &&
9747             !env->prog->has_callchain_buf) {
9748                 const char *err_str;
9749
9750 #ifdef CONFIG_PERF_EVENTS
9751                 err = get_callchain_buffers(sysctl_perf_event_max_stack);
9752                 err_str = "cannot get callchain buffer for func %s#%d\n";
9753 #else
9754                 err = -ENOTSUPP;
9755                 err_str = "func %s#%d not supported without CONFIG_PERF_EVENTS\n";
9756 #endif
9757                 if (err) {
9758                         verbose(env, err_str, func_id_name(func_id), func_id);
9759                         return err;
9760                 }
9761
9762                 env->prog->has_callchain_buf = true;
9763         }
9764
9765         if (func_id == BPF_FUNC_get_stackid || func_id == BPF_FUNC_get_stack)
9766                 env->prog->call_get_stack = true;
9767
9768         if (func_id == BPF_FUNC_get_func_ip) {
9769                 if (check_get_func_ip(env))
9770                         return -ENOTSUPP;
9771                 env->prog->call_get_func_ip = true;
9772         }
9773
9774         if (changes_data)
9775                 clear_all_pkt_pointers(env);
9776         return 0;
9777 }
9778
9779 /* mark_btf_func_reg_size() is used when the reg size is determined by
9780  * the BTF func_proto's return value size and argument.
9781  */
9782 static void mark_btf_func_reg_size(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
9783                                    size_t reg_size)
9784 {
9785         struct bpf_reg_state *reg = &cur_regs(env)[regno];
9786
9787         if (regno == BPF_REG_0) {
9788                 /* Function return value */
9789                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
9790                 reg->subreg_def = reg_size == sizeof(u64) ?
9791                         DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
9792         } else {
9793                 /* Function argument */
9794                 if (reg_size == sizeof(u64)) {
9795                         mark_insn_zext(env, reg);
9796                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
9797                 } else {
9798                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ32);
9799                 }
9800         }
9801 }
9802
9803 static bool is_kfunc_acquire(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
9804 {
9805         return meta->kfunc_flags & KF_ACQUIRE;
9806 }
9807
9808 static bool is_kfunc_release(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
9809 {
9810         return meta->kfunc_flags & KF_RELEASE;
9811 }
9812
9813 static bool is_kfunc_trusted_args(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
9814 {
9815         return (meta->kfunc_flags & KF_TRUSTED_ARGS) || is_kfunc_release(meta);
9816 }
9817
9818 static bool is_kfunc_sleepable(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
9819 {
9820         return meta->kfunc_flags & KF_SLEEPABLE;
9821 }
9822
9823 static bool is_kfunc_destructive(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
9824 {
9825         return meta->kfunc_flags & KF_DESTRUCTIVE;
9826 }
9827
9828 static bool is_kfunc_rcu(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
9829 {
9830         return meta->kfunc_flags & KF_RCU;
9831 }
9832
9833 static bool __kfunc_param_match_suffix(const struct btf *btf,
9834                                        const struct btf_param *arg,
9835                                        const char *suffix)
9836 {
9837         int suffix_len = strlen(suffix), len;
9838         const char *param_name;
9839
9840         /* In the future, this can be ported to use BTF tagging */
9841         param_name = btf_name_by_offset(btf, arg->name_off);
9842         if (str_is_empty(param_name))
9843                 return false;
9844         len = strlen(param_name);
9845         if (len < suffix_len)
9846                 return false;
9847         param_name += len - suffix_len;
9848         return !strncmp(param_name, suffix, suffix_len);
9849 }
9850
9851 static bool is_kfunc_arg_mem_size(const struct btf *btf,
9852                                   const struct btf_param *arg,
9853                                   const struct bpf_reg_state *reg)
9854 {
9855         const struct btf_type *t;
9856
9857         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
9858         if (!btf_type_is_scalar(t) || reg->type != SCALAR_VALUE)
9859                 return false;
9860
9861         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__sz");
9862 }
9863
9864 static bool is_kfunc_arg_const_mem_size(const struct btf *btf,
9865                                         const struct btf_param *arg,
9866                                         const struct bpf_reg_state *reg)
9867 {
9868         const struct btf_type *t;
9869
9870         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
9871         if (!btf_type_is_scalar(t) || reg->type != SCALAR_VALUE)
9872                 return false;
9873
9874         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__szk");
9875 }
9876
9877 static bool is_kfunc_arg_optional(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9878 {
9879         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__opt");
9880 }
9881
9882 static bool is_kfunc_arg_constant(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9883 {
9884         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__k");
9885 }
9886
9887 static bool is_kfunc_arg_ignore(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9888 {
9889         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__ign");
9890 }
9891
9892 static bool is_kfunc_arg_alloc_obj(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9893 {
9894         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__alloc");
9895 }
9896
9897 static bool is_kfunc_arg_uninit(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9898 {
9899         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__uninit");
9900 }
9901
9902 static bool is_kfunc_arg_refcounted_kptr(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9903 {
9904         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__refcounted_kptr");
9905 }
9906
9907 static bool is_kfunc_arg_scalar_with_name(const struct btf *btf,
9908                                           const struct btf_param *arg,
9909                                           const char *name)
9910 {
9911         int len, target_len = strlen(name);
9912         const char *param_name;
9913
9914         param_name = btf_name_by_offset(btf, arg->name_off);
9915         if (str_is_empty(param_name))
9916                 return false;
9917         len = strlen(param_name);
9918         if (len != target_len)
9919                 return false;
9920         if (strcmp(param_name, name))
9921                 return false;
9922
9923         return true;
9924 }
9925
9926 enum {
9927         KF_ARG_DYNPTR_ID,
9928         KF_ARG_LIST_HEAD_ID,
9929         KF_ARG_LIST_NODE_ID,
9930         KF_ARG_RB_ROOT_ID,
9931         KF_ARG_RB_NODE_ID,
9932 };
9933
9934 BTF_ID_LIST(kf_arg_btf_ids)
9935 BTF_ID(struct, bpf_dynptr_kern)
9936 BTF_ID(struct, bpf_list_head)
9937 BTF_ID(struct, bpf_list_node)
9938 BTF_ID(struct, bpf_rb_root)
9939 BTF_ID(struct, bpf_rb_node)
9940
9941 static bool __is_kfunc_ptr_arg_type(const struct btf *btf,
9942                                     const struct btf_param *arg, int type)
9943 {
9944         const struct btf_type *t;
9945         u32 res_id;
9946
9947         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
9948         if (!t)
9949                 return false;
9950         if (!btf_type_is_ptr(t))
9951                 return false;
9952         t = btf_type_skip_modifiers(btf, t->type, &res_id);
9953         if (!t)
9954                 return false;
9955         return btf_types_are_same(btf, res_id, btf_vmlinux, kf_arg_btf_ids[type]);
9956 }
9957
9958 static bool is_kfunc_arg_dynptr(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9959 {
9960         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_DYNPTR_ID);
9961 }
9962
9963 static bool is_kfunc_arg_list_head(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9964 {
9965         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_LIST_HEAD_ID);
9966 }
9967
9968 static bool is_kfunc_arg_list_node(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9969 {
9970         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_LIST_NODE_ID);
9971 }
9972
9973 static bool is_kfunc_arg_rbtree_root(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9974 {
9975         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_RB_ROOT_ID);
9976 }
9977
9978 static bool is_kfunc_arg_rbtree_node(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9979 {
9980         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_RB_NODE_ID);
9981 }
9982
9983 static bool is_kfunc_arg_callback(struct bpf_verifier_env *env, const struct btf *btf,
9984                                   const struct btf_param *arg)
9985 {
9986         const struct btf_type *t;
9987
9988         t = btf_type_resolve_func_ptr(btf, arg->type, NULL);
9989         if (!t)
9990                 return false;
9991
9992         return true;
9993 }
9994
9995 /* Returns true if struct is composed of scalars, 4 levels of nesting allowed */
9996 static bool __btf_type_is_scalar_struct(struct bpf_verifier_env *env,
9997                                         const struct btf *btf,
9998                                         const struct btf_type *t, int rec)
9999 {
10000         const struct btf_type *member_type;
10001         const struct btf_member *member;
10002         u32 i;
10003
10004         if (!btf_type_is_struct(t))
10005                 return false;
10006
10007         for_each_member(i, t, member) {
10008                 const struct btf_array *array;
10009
10010                 member_type = btf_type_skip_modifiers(btf, member->type, NULL);
10011                 if (btf_type_is_struct(member_type)) {
10012                         if (rec >= 3) {
10013                                 verbose(env, "max struct nesting depth exceeded\n");
10014                                 return false;
10015                         }
10016                         if (!__btf_type_is_scalar_struct(env, btf, member_type, rec + 1))
10017                                 return false;
10018                         continue;
10019                 }
10020                 if (btf_type_is_array(member_type)) {
10021                         array = btf_array(member_type);
10022                         if (!array->nelems)
10023                                 return false;
10024                         member_type = btf_type_skip_modifiers(btf, array->type, NULL);
10025                         if (!btf_type_is_scalar(member_type))
10026                                 return false;
10027                         continue;
10028                 }
10029                 if (!btf_type_is_scalar(member_type))
10030                         return false;
10031         }
10032         return true;
10033 }
10034
10035
10036 static u32 *reg2btf_ids[__BPF_REG_TYPE_MAX] = {
10037 #ifdef CONFIG_NET
10038         [PTR_TO_SOCKET] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK],
10039         [PTR_TO_SOCK_COMMON] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
10040         [PTR_TO_TCP_SOCK] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_TCP],
10041 #endif
10042 };
10043
10044 enum kfunc_ptr_arg_type {
10045         KF_ARG_PTR_TO_CTX,
10046         KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID,    /* Allocated object */
10047         KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR, /* Refcounted local kptr */
10048         KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR,
10049         KF_ARG_PTR_TO_ITER,
10050         KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD,
10051         KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE,
10052         KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID,          /* Also covers reg2btf_ids conversions */
10053         KF_ARG_PTR_TO_MEM,
10054         KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE,        /* Size derived from next argument, skip it */
10055         KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK,
10056         KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT,
10057         KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE,
10058 };
10059
10060 enum special_kfunc_type {
10061         KF_bpf_obj_new_impl,
10062         KF_bpf_obj_drop_impl,
10063         KF_bpf_refcount_acquire_impl,
10064         KF_bpf_list_push_front_impl,
10065         KF_bpf_list_push_back_impl,
10066         KF_bpf_list_pop_front,
10067         KF_bpf_list_pop_back,
10068         KF_bpf_cast_to_kern_ctx,
10069         KF_bpf_rdonly_cast,
10070         KF_bpf_rcu_read_lock,
10071         KF_bpf_rcu_read_unlock,
10072         KF_bpf_rbtree_remove,
10073         KF_bpf_rbtree_add_impl,
10074         KF_bpf_rbtree_first,
10075         KF_bpf_dynptr_from_skb,
10076         KF_bpf_dynptr_from_xdp,
10077         KF_bpf_dynptr_slice,
10078         KF_bpf_dynptr_slice_rdwr,
10079         KF_bpf_dynptr_clone,
10080 };
10081
10082 BTF_SET_START(special_kfunc_set)
10083 BTF_ID(func, bpf_obj_new_impl)
10084 BTF_ID(func, bpf_obj_drop_impl)
10085 BTF_ID(func, bpf_refcount_acquire_impl)
10086 BTF_ID(func, bpf_list_push_front_impl)
10087 BTF_ID(func, bpf_list_push_back_impl)
10088 BTF_ID(func, bpf_list_pop_front)
10089 BTF_ID(func, bpf_list_pop_back)
10090 BTF_ID(func, bpf_cast_to_kern_ctx)
10091 BTF_ID(func, bpf_rdonly_cast)
10092 BTF_ID(func, bpf_rbtree_remove)
10093 BTF_ID(func, bpf_rbtree_add_impl)
10094 BTF_ID(func, bpf_rbtree_first)
10095 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_skb)
10096 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_xdp)
10097 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice)
10098 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice_rdwr)
10099 BTF_ID(func, bpf_dynptr_clone)
10100 BTF_SET_END(special_kfunc_set)
10101
10102 BTF_ID_LIST(special_kfunc_list)
10103 BTF_ID(func, bpf_obj_new_impl)
10104 BTF_ID(func, bpf_obj_drop_impl)
10105 BTF_ID(func, bpf_refcount_acquire_impl)
10106 BTF_ID(func, bpf_list_push_front_impl)
10107 BTF_ID(func, bpf_list_push_back_impl)
10108 BTF_ID(func, bpf_list_pop_front)
10109 BTF_ID(func, bpf_list_pop_back)
10110 BTF_ID(func, bpf_cast_to_kern_ctx)
10111 BTF_ID(func, bpf_rdonly_cast)
10112 BTF_ID(func, bpf_rcu_read_lock)
10113 BTF_ID(func, bpf_rcu_read_unlock)
10114 BTF_ID(func, bpf_rbtree_remove)
10115 BTF_ID(func, bpf_rbtree_add_impl)
10116 BTF_ID(func, bpf_rbtree_first)
10117 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_skb)
10118 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_xdp)
10119 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice)
10120 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice_rdwr)
10121 BTF_ID(func, bpf_dynptr_clone)
10122
10123 static bool is_kfunc_ret_null(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10124 {
10125         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl] &&
10126             meta->arg_owning_ref) {
10127                 return false;
10128         }
10129
10130         return meta->kfunc_flags & KF_RET_NULL;
10131 }
10132
10133 static bool is_kfunc_bpf_rcu_read_lock(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10134 {
10135         return meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rcu_read_lock];
10136 }
10137
10138 static bool is_kfunc_bpf_rcu_read_unlock(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10139 {
10140         return meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rcu_read_unlock];
10141 }
10142
10143 static enum kfunc_ptr_arg_type
10144 get_kfunc_ptr_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
10145                        struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10146                        const struct btf_type *t, const struct btf_type *ref_t,
10147                        const char *ref_tname, const struct btf_param *args,
10148                        int argno, int nargs)
10149 {
10150         u32 regno = argno + 1;
10151         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
10152         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
10153         bool arg_mem_size = false;
10154
10155         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx])
10156                 return KF_ARG_PTR_TO_CTX;
10157
10158         /* In this function, we verify the kfunc's BTF as per the argument type,
10159          * leaving the rest of the verification with respect to the register
10160          * type to our caller. When a set of conditions hold in the BTF type of
10161          * arguments, we resolve it to a known kfunc_ptr_arg_type.
10162          */
10163         if (btf_get_prog_ctx_type(&env->log, meta->btf, t, resolve_prog_type(env->prog), argno))
10164                 return KF_ARG_PTR_TO_CTX;
10165
10166         if (is_kfunc_arg_alloc_obj(meta->btf, &args[argno]))
10167                 return KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID;
10168
10169         if (is_kfunc_arg_refcounted_kptr(meta->btf, &args[argno]))
10170                 return KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR;
10171
10172         if (is_kfunc_arg_dynptr(meta->btf, &args[argno]))
10173                 return KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR;
10174
10175         if (is_kfunc_arg_iter(meta, argno))
10176                 return KF_ARG_PTR_TO_ITER;
10177
10178         if (is_kfunc_arg_list_head(meta->btf, &args[argno]))
10179                 return KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD;
10180
10181         if (is_kfunc_arg_list_node(meta->btf, &args[argno]))
10182                 return KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE;
10183
10184         if (is_kfunc_arg_rbtree_root(meta->btf, &args[argno]))
10185                 return KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT;
10186
10187         if (is_kfunc_arg_rbtree_node(meta->btf, &args[argno]))
10188                 return KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE;
10189
10190         if ((base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID || reg2btf_ids[base_type(reg->type)])) {
10191                 if (!btf_type_is_struct(ref_t)) {
10192                         verbose(env, "kernel function %s args#%d pointer type %s %s is not supported\n",
10193                                 meta->func_name, argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname);
10194                         return -EINVAL;
10195                 }
10196                 return KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID;
10197         }
10198
10199         if (is_kfunc_arg_callback(env, meta->btf, &args[argno]))
10200                 return KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK;
10201
10202
10203         if (argno + 1 < nargs &&
10204             (is_kfunc_arg_mem_size(meta->btf, &args[argno + 1], &regs[regno + 1]) ||
10205              is_kfunc_arg_const_mem_size(meta->btf, &args[argno + 1], &regs[regno + 1])))
10206                 arg_mem_size = true;
10207
10208         /* This is the catch all argument type of register types supported by
10209          * check_helper_mem_access. However, we only allow when argument type is
10210          * pointer to scalar, or struct composed (recursively) of scalars. When
10211          * arg_mem_size is true, the pointer can be void *.
10212          */
10213         if (!btf_type_is_scalar(ref_t) && !__btf_type_is_scalar_struct(env, meta->btf, ref_t, 0) &&
10214             (arg_mem_size ? !btf_type_is_void(ref_t) : 1)) {
10215                 verbose(env, "arg#%d pointer type %s %s must point to %sscalar, or struct with scalar\n",
10216                         argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname, arg_mem_size ? "void, " : "");
10217                 return -EINVAL;
10218         }
10219         return arg_mem_size ? KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE : KF_ARG_PTR_TO_MEM;
10220 }
10221
10222 static int process_kf_arg_ptr_to_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
10223                                         struct bpf_reg_state *reg,
10224                                         const struct btf_type *ref_t,
10225                                         const char *ref_tname, u32 ref_id,
10226                                         struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10227                                         int argno)
10228 {
10229         const struct btf_type *reg_ref_t;
10230         bool strict_type_match = false;
10231         const struct btf *reg_btf;
10232         const char *reg_ref_tname;
10233         u32 reg_ref_id;
10234
10235         if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID) {
10236                 reg_btf = reg->btf;
10237                 reg_ref_id = reg->btf_id;
10238         } else {
10239                 reg_btf = btf_vmlinux;
10240                 reg_ref_id = *reg2btf_ids[base_type(reg->type)];
10241         }
10242
10243         /* Enforce strict type matching for calls to kfuncs that are acquiring
10244          * or releasing a reference, or are no-cast aliases. We do _not_
10245          * enforce strict matching for plain KF_TRUSTED_ARGS kfuncs by default,
10246          * as we want to enable BPF programs to pass types that are bitwise
10247          * equivalent without forcing them to explicitly cast with something
10248          * like bpf_cast_to_kern_ctx().
10249          *
10250          * For example, say we had a type like the following:
10251          *
10252          * struct bpf_cpumask {
10253          *      cpumask_t cpumask;
10254          *      refcount_t usage;
10255          * };
10256          *
10257          * Note that as specified in <linux/cpumask.h>, cpumask_t is typedef'ed
10258          * to a struct cpumask, so it would be safe to pass a struct
10259          * bpf_cpumask * to a kfunc expecting a struct cpumask *.
10260          *
10261          * The philosophy here is similar to how we allow scalars of different
10262          * types to be passed to kfuncs as long as the size is the same. The
10263          * only difference here is that we're simply allowing
10264          * btf_struct_ids_match() to walk the struct at the 0th offset, and
10265          * resolve types.
10266          */
10267         if (is_kfunc_acquire(meta) ||
10268             (is_kfunc_release(meta) && reg->ref_obj_id) ||
10269             btf_type_ids_nocast_alias(&env->log, reg_btf, reg_ref_id, meta->btf, ref_id))
10270                 strict_type_match = true;
10271
10272         WARN_ON_ONCE(is_kfunc_trusted_args(meta) && reg->off);
10273
10274         reg_ref_t = btf_type_skip_modifiers(reg_btf, reg_ref_id, &reg_ref_id);
10275         reg_ref_tname = btf_name_by_offset(reg_btf, reg_ref_t->name_off);
10276         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg_btf, reg_ref_id, reg->off, meta->btf, ref_id, strict_type_match)) {
10277                 verbose(env, "kernel function %s args#%d expected pointer to %s %s but R%d has a pointer to %s %s\n",
10278                         meta->func_name, argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname, argno + 1,
10279                         btf_type_str(reg_ref_t), reg_ref_tname);
10280                 return -EINVAL;
10281         }
10282         return 0;
10283 }
10284
10285 static int ref_set_non_owning(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
10286 {
10287         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
10288
10289         if (!state->active_lock.ptr) {
10290                 verbose(env, "verifier internal error: ref_set_non_owning w/o active lock\n");
10291                 return -EFAULT;
10292         }
10293
10294         if (type_flag(reg->type) & NON_OWN_REF) {
10295                 verbose(env, "verifier internal error: NON_OWN_REF already set\n");
10296                 return -EFAULT;
10297         }
10298
10299         reg->type |= NON_OWN_REF;
10300         return 0;
10301 }
10302
10303 static int ref_convert_owning_non_owning(struct bpf_verifier_env *env, u32 ref_obj_id)
10304 {
10305         struct bpf_func_state *state, *unused;
10306         struct bpf_reg_state *reg;
10307         int i;
10308
10309         state = cur_func(env);
10310
10311         if (!ref_obj_id) {
10312                 verbose(env, "verifier internal error: ref_obj_id is zero for "
10313                              "owning -> non-owning conversion\n");
10314                 return -EFAULT;
10315         }
10316
10317         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
10318                 if (state->refs[i].id != ref_obj_id)
10319                         continue;
10320
10321                 /* Clear ref_obj_id here so release_reference doesn't clobber
10322                  * the whole reg
10323                  */
10324                 bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, unused, reg, ({
10325                         if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id) {
10326                                 reg->ref_obj_id = 0;
10327                                 ref_set_non_owning(env, reg);
10328                         }
10329                 }));
10330                 return 0;
10331         }
10332
10333         verbose(env, "verifier internal error: ref state missing for ref_obj_id\n");
10334         return -EFAULT;
10335 }
10336
10337 /* Implementation details:
10338  *
10339  * Each register points to some region of memory, which we define as an
10340  * allocation. Each allocation may embed a bpf_spin_lock which protects any
10341  * special BPF objects (bpf_list_head, bpf_rb_root, etc.) part of the same
10342  * allocation. The lock and the data it protects are colocated in the same
10343  * memory region.
10344  *
10345  * Hence, everytime a register holds a pointer value pointing to such
10346  * allocation, the verifier preserves a unique reg->id for it.
10347  *
10348  * The verifier remembers the lock 'ptr' and the lock 'id' whenever
10349  * bpf_spin_lock is called.
10350  *
10351  * To enable this, lock state in the verifier captures two values:
10352  *      active_lock.ptr = Register's type specific pointer
10353  *      active_lock.id  = A unique ID for each register pointer value
10354  *
10355  * Currently, PTR_TO_MAP_VALUE and PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC are the two
10356  * supported register types.
10357  *
10358  * The active_lock.ptr in case of map values is the reg->map_ptr, and in case of
10359  * allocated objects is the reg->btf pointer.
10360  *
10361  * The active_lock.id is non-unique for maps supporting direct_value_addr, as we
10362  * can establish the provenance of the map value statically for each distinct
10363  * lookup into such maps. They always contain a single map value hence unique
10364  * IDs for each pseudo load pessimizes the algorithm and rejects valid programs.
10365  *
10366  * So, in case of global variables, they use array maps with max_entries = 1,
10367  * hence their active_lock.ptr becomes map_ptr and id = 0 (since they all point
10368  * into the same map value as max_entries is 1, as described above).
10369  *
10370  * In case of inner map lookups, the inner map pointer has same map_ptr as the
10371  * outer map pointer (in verifier context), but each lookup into an inner map
10372  * assigns a fresh reg->id to the lookup, so while lookups into distinct inner
10373  * maps from the same outer map share the same map_ptr as active_lock.ptr, they
10374  * will get different reg->id assigned to each lookup, hence different
10375  * active_lock.id.
10376  *
10377  * In case of allocated objects, active_lock.ptr is the reg->btf, and the
10378  * reg->id is a unique ID preserved after the NULL pointer check on the pointer
10379  * returned from bpf_obj_new. Each allocation receives a new reg->id.
10380  */
10381 static int check_reg_allocation_locked(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
10382 {
10383         void *ptr;
10384         u32 id;
10385
10386         switch ((int)reg->type) {
10387         case PTR_TO_MAP_VALUE:
10388                 ptr = reg->map_ptr;
10389                 break;
10390         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
10391                 ptr = reg->btf;
10392                 break;
10393         default:
10394                 verbose(env, "verifier internal error: unknown reg type for lock check\n");
10395                 return -EFAULT;
10396         }
10397         id = reg->id;
10398
10399         if (!env->cur_state->active_lock.ptr)
10400                 return -EINVAL;
10401         if (env->cur_state->active_lock.ptr != ptr ||
10402             env->cur_state->active_lock.id != id) {
10403                 verbose(env, "held lock and object are not in the same allocation\n");
10404                 return -EINVAL;
10405         }
10406         return 0;
10407 }
10408
10409 static bool is_bpf_list_api_kfunc(u32 btf_id)
10410 {
10411         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
10412                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl] ||
10413                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_front] ||
10414                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_back];
10415 }
10416
10417 static bool is_bpf_rbtree_api_kfunc(u32 btf_id)
10418 {
10419         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl] ||
10420                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
10421                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first];
10422 }
10423
10424 static bool is_bpf_graph_api_kfunc(u32 btf_id)
10425 {
10426         return is_bpf_list_api_kfunc(btf_id) || is_bpf_rbtree_api_kfunc(btf_id) ||
10427                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl];
10428 }
10429
10430 static bool is_callback_calling_kfunc(u32 btf_id)
10431 {
10432         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl];
10433 }
10434
10435 static bool is_rbtree_lock_required_kfunc(u32 btf_id)
10436 {
10437         return is_bpf_rbtree_api_kfunc(btf_id);
10438 }
10439
10440 static bool check_kfunc_is_graph_root_api(struct bpf_verifier_env *env,
10441                                           enum btf_field_type head_field_type,
10442                                           u32 kfunc_btf_id)
10443 {
10444         bool ret;
10445
10446         switch (head_field_type) {
10447         case BPF_LIST_HEAD:
10448                 ret = is_bpf_list_api_kfunc(kfunc_btf_id);
10449                 break;
10450         case BPF_RB_ROOT:
10451                 ret = is_bpf_rbtree_api_kfunc(kfunc_btf_id);
10452                 break;
10453         default:
10454                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected graph root argument type %s\n",
10455                         btf_field_type_name(head_field_type));
10456                 return false;
10457         }
10458
10459         if (!ret)
10460                 verbose(env, "verifier internal error: %s head arg for unknown kfunc\n",
10461                         btf_field_type_name(head_field_type));
10462         return ret;
10463 }
10464
10465 static bool check_kfunc_is_graph_node_api(struct bpf_verifier_env *env,
10466                                           enum btf_field_type node_field_type,
10467                                           u32 kfunc_btf_id)
10468 {
10469         bool ret;
10470
10471         switch (node_field_type) {
10472         case BPF_LIST_NODE:
10473                 ret = (kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
10474                        kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl]);
10475                 break;
10476         case BPF_RB_NODE:
10477                 ret = (kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
10478                        kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]);
10479                 break;
10480         default:
10481                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected graph node argument type %s\n",
10482                         btf_field_type_name(node_field_type));
10483                 return false;
10484         }
10485
10486         if (!ret)
10487                 verbose(env, "verifier internal error: %s node arg for unknown kfunc\n",
10488                         btf_field_type_name(node_field_type));
10489         return ret;
10490 }
10491
10492 static int
10493 __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(struct bpf_verifier_env *env,
10494                                    struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10495                                    struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10496                                    enum btf_field_type head_field_type,
10497                                    struct btf_field **head_field)
10498 {
10499         const char *head_type_name;
10500         struct btf_field *field;
10501         struct btf_record *rec;
10502         u32 head_off;
10503
10504         if (meta->btf != btf_vmlinux) {
10505                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected btf mismatch in kfunc call\n");
10506                 return -EFAULT;
10507         }
10508
10509         if (!check_kfunc_is_graph_root_api(env, head_field_type, meta->func_id))
10510                 return -EFAULT;
10511
10512         head_type_name = btf_field_type_name(head_field_type);
10513         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
10514                 verbose(env,
10515                         "R%d doesn't have constant offset. %s has to be at the constant offset\n",
10516                         regno, head_type_name);
10517                 return -EINVAL;
10518         }
10519
10520         rec = reg_btf_record(reg);
10521         head_off = reg->off + reg->var_off.value;
10522         field = btf_record_find(rec, head_off, head_field_type);
10523         if (!field) {
10524                 verbose(env, "%s not found at offset=%u\n", head_type_name, head_off);
10525                 return -EINVAL;
10526         }
10527
10528         /* All functions require bpf_list_head to be protected using a bpf_spin_lock */
10529         if (check_reg_allocation_locked(env, reg)) {
10530                 verbose(env, "bpf_spin_lock at off=%d must be held for %s\n",
10531                         rec->spin_lock_off, head_type_name);
10532                 return -EINVAL;
10533         }
10534
10535         if (*head_field) {
10536                 verbose(env, "verifier internal error: repeating %s arg\n", head_type_name);
10537                 return -EFAULT;
10538         }
10539         *head_field = field;
10540         return 0;
10541 }
10542
10543 static int process_kf_arg_ptr_to_list_head(struct bpf_verifier_env *env,
10544                                            struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10545                                            struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10546 {
10547         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(env, reg, regno, meta, BPF_LIST_HEAD,
10548                                                           &meta->arg_list_head.field);
10549 }
10550
10551 static int process_kf_arg_ptr_to_rbtree_root(struct bpf_verifier_env *env,
10552                                              struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10553                                              struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10554 {
10555         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(env, reg, regno, meta, BPF_RB_ROOT,
10556                                                           &meta->arg_rbtree_root.field);
10557 }
10558
10559 static int
10560 __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(struct bpf_verifier_env *env,
10561                                    struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10562                                    struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10563                                    enum btf_field_type head_field_type,
10564                                    enum btf_field_type node_field_type,
10565                                    struct btf_field **node_field)
10566 {
10567         const char *node_type_name;
10568         const struct btf_type *et, *t;
10569         struct btf_field *field;
10570         u32 node_off;
10571
10572         if (meta->btf != btf_vmlinux) {
10573                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected btf mismatch in kfunc call\n");
10574                 return -EFAULT;
10575         }
10576
10577         if (!check_kfunc_is_graph_node_api(env, node_field_type, meta->func_id))
10578                 return -EFAULT;
10579
10580         node_type_name = btf_field_type_name(node_field_type);
10581         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
10582                 verbose(env,
10583                         "R%d doesn't have constant offset. %s has to be at the constant offset\n",
10584                         regno, node_type_name);
10585                 return -EINVAL;
10586         }
10587
10588         node_off = reg->off + reg->var_off.value;
10589         field = reg_find_field_offset(reg, node_off, node_field_type);
10590         if (!field || field->offset != node_off) {
10591                 verbose(env, "%s not found at offset=%u\n", node_type_name, node_off);
10592                 return -EINVAL;
10593         }
10594
10595         field = *node_field;
10596
10597         et = btf_type_by_id(field->graph_root.btf, field->graph_root.value_btf_id);
10598         t = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
10599         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, 0, field->graph_root.btf,
10600                                   field->graph_root.value_btf_id, true)) {
10601                 verbose(env, "operation on %s expects arg#1 %s at offset=%d "
10602                         "in struct %s, but arg is at offset=%d in struct %s\n",
10603                         btf_field_type_name(head_field_type),
10604                         btf_field_type_name(node_field_type),
10605                         field->graph_root.node_offset,
10606                         btf_name_by_offset(field->graph_root.btf, et->name_off),
10607                         node_off, btf_name_by_offset(reg->btf, t->name_off));
10608                 return -EINVAL;
10609         }
10610         meta->arg_btf = reg->btf;
10611         meta->arg_btf_id = reg->btf_id;
10612
10613         if (node_off != field->graph_root.node_offset) {
10614                 verbose(env, "arg#1 offset=%d, but expected %s at offset=%d in struct %s\n",
10615                         node_off, btf_field_type_name(node_field_type),
10616                         field->graph_root.node_offset,
10617                         btf_name_by_offset(field->graph_root.btf, et->name_off));
10618                 return -EINVAL;
10619         }
10620
10621         return 0;
10622 }
10623
10624 static int process_kf_arg_ptr_to_list_node(struct bpf_verifier_env *env,
10625                                            struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10626                                            struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10627 {
10628         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(env, reg, regno, meta,
10629                                                   BPF_LIST_HEAD, BPF_LIST_NODE,
10630                                                   &meta->arg_list_head.field);
10631 }
10632
10633 static int process_kf_arg_ptr_to_rbtree_node(struct bpf_verifier_env *env,
10634                                              struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10635                                              struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10636 {
10637         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(env, reg, regno, meta,
10638                                                   BPF_RB_ROOT, BPF_RB_NODE,
10639                                                   &meta->arg_rbtree_root.field);
10640 }
10641
10642 static int check_kfunc_args(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10643                             int insn_idx)
10644 {
10645         const char *func_name = meta->func_name, *ref_tname;
10646         const struct btf *btf = meta->btf;
10647         const struct btf_param *args;
10648         struct btf_record *rec;
10649         u32 i, nargs;
10650         int ret;
10651
10652         args = (const struct btf_param *)(meta->func_proto + 1);
10653         nargs = btf_type_vlen(meta->func_proto);
10654         if (nargs > MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS) {
10655                 verbose(env, "Function %s has %d > %d args\n", func_name, nargs,
10656                         MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS);
10657                 return -EINVAL;
10658         }
10659
10660         /* Check that BTF function arguments match actual types that the
10661          * verifier sees.
10662          */
10663         for (i = 0; i < nargs; i++) {
10664                 struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[i + 1];
10665                 const struct btf_type *t, *ref_t, *resolve_ret;
10666                 enum bpf_arg_type arg_type = ARG_DONTCARE;
10667                 u32 regno = i + 1, ref_id, type_size;
10668                 bool is_ret_buf_sz = false;
10669                 int kf_arg_type;
10670
10671                 t = btf_type_skip_modifiers(btf, args[i].type, NULL);
10672
10673                 if (is_kfunc_arg_ignore(btf, &args[i]))
10674                         continue;
10675
10676                 if (btf_type_is_scalar(t)) {
10677                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
10678                                 verbose(env, "R%d is not a scalar\n", regno);
10679                                 return -EINVAL;
10680                         }
10681
10682                         if (is_kfunc_arg_constant(meta->btf, &args[i])) {
10683                                 if (meta->arg_constant.found) {
10684                                         verbose(env, "verifier internal error: only one constant argument permitted\n");
10685                                         return -EFAULT;
10686                                 }
10687                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
10688                                         verbose(env, "R%d must be a known constant\n", regno);
10689                                         return -EINVAL;
10690                                 }
10691                                 ret = mark_chain_precision(env, regno);
10692                                 if (ret < 0)
10693                                         return ret;
10694                                 meta->arg_constant.found = true;
10695                                 meta->arg_constant.value = reg->var_off.value;
10696                         } else if (is_kfunc_arg_scalar_with_name(btf, &args[i], "rdonly_buf_size")) {
10697                                 meta->r0_rdonly = true;
10698                                 is_ret_buf_sz = true;
10699                         } else if (is_kfunc_arg_scalar_with_name(btf, &args[i], "rdwr_buf_size")) {
10700                                 is_ret_buf_sz = true;
10701                         }
10702
10703                         if (is_ret_buf_sz) {
10704                                 if (meta->r0_size) {
10705                                         verbose(env, "2 or more rdonly/rdwr_buf_size parameters for kfunc");
10706                                         return -EINVAL;
10707                                 }
10708
10709                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
10710                                         verbose(env, "R%d is not a const\n", regno);
10711                                         return -EINVAL;
10712                                 }
10713
10714                                 meta->r0_size = reg->var_off.value;
10715                                 ret = mark_chain_precision(env, regno);
10716                                 if (ret)
10717                                         return ret;
10718                         }
10719                         continue;
10720                 }
10721
10722                 if (!btf_type_is_ptr(t)) {
10723                         verbose(env, "Unrecognized arg#%d type %s\n", i, btf_type_str(t));
10724                         return -EINVAL;
10725                 }
10726
10727                 if ((is_kfunc_trusted_args(meta) || is_kfunc_rcu(meta)) &&
10728                     (register_is_null(reg) || type_may_be_null(reg->type))) {
10729                         verbose(env, "Possibly NULL pointer passed to trusted arg%d\n", i);
10730                         return -EACCES;
10731                 }
10732
10733                 if (reg->ref_obj_id) {
10734                         if (is_kfunc_release(meta) && meta->ref_obj_id) {
10735                                 verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
10736                                         regno, reg->ref_obj_id,
10737                                         meta->ref_obj_id);
10738                                 return -EFAULT;
10739                         }
10740                         meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
10741                         if (is_kfunc_release(meta))
10742                                 meta->release_regno = regno;
10743                 }
10744
10745                 ref_t = btf_type_skip_modifiers(btf, t->type, &ref_id);
10746                 ref_tname = btf_name_by_offset(btf, ref_t->name_off);
10747
10748                 kf_arg_type = get_kfunc_ptr_arg_type(env, meta, t, ref_t, ref_tname, args, i, nargs);
10749                 if (kf_arg_type < 0)
10750                         return kf_arg_type;
10751
10752                 switch (kf_arg_type) {
10753                 case KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID:
10754                 case KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID:
10755                         if (!is_kfunc_trusted_args(meta) && !is_kfunc_rcu(meta))
10756                                 break;
10757
10758                         if (!is_trusted_reg(reg)) {
10759                                 if (!is_kfunc_rcu(meta)) {
10760                                         verbose(env, "R%d must be referenced or trusted\n", regno);
10761                                         return -EINVAL;
10762                                 }
10763                                 if (!is_rcu_reg(reg)) {
10764                                         verbose(env, "R%d must be a rcu pointer\n", regno);
10765                                         return -EINVAL;
10766                                 }
10767                         }
10768
10769                         fallthrough;
10770                 case KF_ARG_PTR_TO_CTX:
10771                         /* Trusted arguments have the same offset checks as release arguments */
10772                         arg_type |= OBJ_RELEASE;
10773                         break;
10774                 case KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR:
10775                 case KF_ARG_PTR_TO_ITER:
10776                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD:
10777                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE:
10778                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT:
10779                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE:
10780                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM:
10781                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE:
10782                 case KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK:
10783                 case KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR:
10784                         /* Trusted by default */
10785                         break;
10786                 default:
10787                         WARN_ON_ONCE(1);
10788                         return -EFAULT;
10789                 }
10790
10791                 if (is_kfunc_release(meta) && reg->ref_obj_id)
10792                         arg_type |= OBJ_RELEASE;
10793                 ret = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, arg_type);
10794                 if (ret < 0)
10795                         return ret;
10796
10797                 switch (kf_arg_type) {
10798                 case KF_ARG_PTR_TO_CTX:
10799                         if (reg->type != PTR_TO_CTX) {
10800                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to ctx, but got %s\n", i, btf_type_str(t));
10801                                 return -EINVAL;
10802                         }
10803
10804                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx]) {
10805                                 ret = get_kern_ctx_btf_id(&env->log, resolve_prog_type(env->prog));
10806                                 if (ret < 0)
10807                                         return -EINVAL;
10808                                 meta->ret_btf_id  = ret;
10809                         }
10810                         break;
10811                 case KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID:
10812                         if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
10813                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
10814                                 return -EINVAL;
10815                         }
10816                         if (!reg->ref_obj_id) {
10817                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
10818                                 return -EINVAL;
10819                         }
10820                         if (meta->btf == btf_vmlinux &&
10821                             meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl]) {
10822                                 meta->arg_btf = reg->btf;
10823                                 meta->arg_btf_id = reg->btf_id;
10824                         }
10825                         break;
10826                 case KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR:
10827                 {
10828                         enum bpf_arg_type dynptr_arg_type = ARG_PTR_TO_DYNPTR;
10829                         int clone_ref_obj_id = 0;
10830
10831                         if (reg->type != PTR_TO_STACK &&
10832                             reg->type != CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
10833                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to stack or dynptr_ptr\n", i);
10834                                 return -EINVAL;
10835                         }
10836
10837                         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
10838                                 dynptr_arg_type |= MEM_RDONLY;
10839
10840                         if (is_kfunc_arg_uninit(btf, &args[i]))
10841                                 dynptr_arg_type |= MEM_UNINIT;
10842
10843                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_skb]) {
10844                                 dynptr_arg_type |= DYNPTR_TYPE_SKB;
10845                         } else if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_xdp]) {
10846                                 dynptr_arg_type |= DYNPTR_TYPE_XDP;
10847                         } else if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_clone] &&
10848                                    (dynptr_arg_type & MEM_UNINIT)) {
10849                                 enum bpf_dynptr_type parent_type = meta->initialized_dynptr.type;
10850
10851                                 if (parent_type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID) {
10852                                         verbose(env, "verifier internal error: no dynptr type for parent of clone\n");
10853                                         return -EFAULT;
10854                                 }
10855
10856                                 dynptr_arg_type |= (unsigned int)get_dynptr_type_flag(parent_type);
10857                                 clone_ref_obj_id = meta->initialized_dynptr.ref_obj_id;
10858                                 if (dynptr_type_refcounted(parent_type) && !clone_ref_obj_id) {
10859                                         verbose(env, "verifier internal error: missing ref obj id for parent of clone\n");
10860                                         return -EFAULT;
10861                                 }
10862                         }
10863
10864                         ret = process_dynptr_func(env, regno, insn_idx, dynptr_arg_type, clone_ref_obj_id);
10865                         if (ret < 0)
10866                                 return ret;
10867
10868                         if (!(dynptr_arg_type & MEM_UNINIT)) {
10869                                 int id = dynptr_id(env, reg);
10870
10871                                 if (id < 0) {
10872                                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr id\n");
10873                                         return id;
10874                                 }
10875                                 meta->initialized_dynptr.id = id;
10876                                 meta->initialized_dynptr.type = dynptr_get_type(env, reg);
10877                                 meta->initialized_dynptr.ref_obj_id = dynptr_ref_obj_id(env, reg);
10878                         }
10879
10880                         break;
10881                 }
10882                 case KF_ARG_PTR_TO_ITER:
10883                         ret = process_iter_arg(env, regno, insn_idx, meta);
10884                         if (ret < 0)
10885                                 return ret;
10886                         break;
10887                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD:
10888                         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
10889                             reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
10890                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to map value or allocated object\n", i);
10891                                 return -EINVAL;
10892                         }
10893                         if (reg->type == (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC) && !reg->ref_obj_id) {
10894                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
10895                                 return -EINVAL;
10896                         }
10897                         ret = process_kf_arg_ptr_to_list_head(env, reg, regno, meta);
10898                         if (ret < 0)
10899                                 return ret;
10900                         break;
10901                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT:
10902                         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
10903                             reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
10904                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to map value or allocated object\n", i);
10905                                 return -EINVAL;
10906                         }
10907                         if (reg->type == (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC) && !reg->ref_obj_id) {
10908                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
10909                                 return -EINVAL;
10910                         }
10911                         ret = process_kf_arg_ptr_to_rbtree_root(env, reg, regno, meta);
10912                         if (ret < 0)
10913                                 return ret;
10914                         break;
10915                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE:
10916                         if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
10917                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
10918                                 return -EINVAL;
10919                         }
10920                         if (!reg->ref_obj_id) {
10921                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
10922                                 return -EINVAL;
10923                         }
10924                         ret = process_kf_arg_ptr_to_list_node(env, reg, regno, meta);
10925                         if (ret < 0)
10926                                 return ret;
10927                         break;
10928                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE:
10929                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove]) {
10930                                 if (!type_is_non_owning_ref(reg->type) || reg->ref_obj_id) {
10931                                         verbose(env, "rbtree_remove node input must be non-owning ref\n");
10932                                         return -EINVAL;
10933                                 }
10934                                 if (in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
10935                                         verbose(env, "rbtree_remove not allowed in rbtree cb\n");
10936                                         return -EINVAL;
10937                                 }
10938                         } else {
10939                                 if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
10940                                         verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
10941                                         return -EINVAL;
10942                                 }
10943                                 if (!reg->ref_obj_id) {
10944                                         verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
10945                                         return -EINVAL;
10946                                 }
10947                         }
10948
10949                         ret = process_kf_arg_ptr_to_rbtree_node(env, reg, regno, meta);
10950                         if (ret < 0)
10951                                 return ret;
10952                         break;
10953                 case KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID:
10954                         /* Only base_type is checked, further checks are done here */
10955                         if ((base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID ||
10956                              (bpf_type_has_unsafe_modifiers(reg->type) && !is_rcu_reg(reg))) &&
10957                             !reg2btf_ids[base_type(reg->type)]) {
10958                                 verbose(env, "arg#%d is %s ", i, reg_type_str(env, reg->type));
10959                                 verbose(env, "expected %s or socket\n",
10960                                         reg_type_str(env, base_type(reg->type) |
10961                                                           (type_flag(reg->type) & BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS)));
10962                                 return -EINVAL;
10963                         }
10964                         ret = process_kf_arg_ptr_to_btf_id(env, reg, ref_t, ref_tname, ref_id, meta, i);
10965                         if (ret < 0)
10966                                 return ret;
10967                         break;
10968                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM:
10969                         resolve_ret = btf_resolve_size(btf, ref_t, &type_size);
10970                         if (IS_ERR(resolve_ret)) {
10971                                 verbose(env, "arg#%d reference type('%s %s') size cannot be determined: %ld\n",
10972                                         i, btf_type_str(ref_t), ref_tname, PTR_ERR(resolve_ret));
10973                                 return -EINVAL;
10974                         }
10975                         ret = check_mem_reg(env, reg, regno, type_size);
10976                         if (ret < 0)
10977                                 return ret;
10978                         break;
10979                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE:
10980                 {
10981                         struct bpf_reg_state *buff_reg = &regs[regno];
10982                         const struct btf_param *buff_arg = &args[i];
10983                         struct bpf_reg_state *size_reg = &regs[regno + 1];
10984                         const struct btf_param *size_arg = &args[i + 1];
10985
10986                         if (!register_is_null(buff_reg) || !is_kfunc_arg_optional(meta->btf, buff_arg)) {
10987                                 ret = check_kfunc_mem_size_reg(env, size_reg, regno + 1);
10988                                 if (ret < 0) {
10989                                         verbose(env, "arg#%d arg#%d memory, len pair leads to invalid memory access\n", i, i + 1);
10990                                         return ret;
10991                                 }
10992                         }
10993
10994                         if (is_kfunc_arg_const_mem_size(meta->btf, size_arg, size_reg)) {
10995                                 if (meta->arg_constant.found) {
10996                                         verbose(env, "verifier internal error: only one constant argument permitted\n");
10997                                         return -EFAULT;
10998                                 }
10999                                 if (!tnum_is_const(size_reg->var_off)) {
11000                                         verbose(env, "R%d must be a known constant\n", regno + 1);
11001                                         return -EINVAL;
11002                                 }
11003                                 meta->arg_constant.found = true;
11004                                 meta->arg_constant.value = size_reg->var_off.value;
11005                         }
11006
11007                         /* Skip next '__sz' or '__szk' argument */
11008                         i++;
11009                         break;
11010                 }
11011                 case KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK:
11012                         meta->subprogno = reg->subprogno;
11013                         break;
11014                 case KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR:
11015                         if (!type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
11016                                 verbose(env, "arg#%d is neither owning or non-owning ref\n", i);
11017                                 return -EINVAL;
11018                         }
11019                         if (!type_is_non_owning_ref(reg->type))
11020                                 meta->arg_owning_ref = true;
11021
11022                         rec = reg_btf_record(reg);
11023                         if (!rec) {
11024                                 verbose(env, "verifier internal error: Couldn't find btf_record\n");
11025                                 return -EFAULT;
11026                         }
11027
11028                         if (rec->refcount_off < 0) {
11029                                 verbose(env, "arg#%d doesn't point to a type with bpf_refcount field\n", i);
11030                                 return -EINVAL;
11031                         }
11032                         if (rec->refcount_off >= 0) {
11033                                 verbose(env, "bpf_refcount_acquire calls are disabled for now\n");
11034                                 return -EINVAL;
11035                         }
11036                         meta->arg_btf = reg->btf;
11037                         meta->arg_btf_id = reg->btf_id;
11038                         break;
11039                 }
11040         }
11041
11042         if (is_kfunc_release(meta) && !meta->release_regno) {
11043                 verbose(env, "release kernel function %s expects refcounted PTR_TO_BTF_ID\n",
11044                         func_name);
11045                 return -EINVAL;
11046         }
11047
11048         return 0;
11049 }
11050
11051 static int fetch_kfunc_meta(struct bpf_verifier_env *env,
11052                             struct bpf_insn *insn,
11053                             struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
11054                             const char **kfunc_name)
11055 {
11056         const struct btf_type *func, *func_proto;
11057         u32 func_id, *kfunc_flags;
11058         const char *func_name;
11059         struct btf *desc_btf;
11060
11061         if (kfunc_name)
11062                 *kfunc_name = NULL;
11063
11064         if (!insn->imm)
11065                 return -EINVAL;
11066
11067         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, insn->off);
11068         if (IS_ERR(desc_btf))
11069                 return PTR_ERR(desc_btf);
11070
11071         func_id = insn->imm;
11072         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
11073         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
11074         if (kfunc_name)
11075                 *kfunc_name = func_name;
11076         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
11077
11078         kfunc_flags = btf_kfunc_id_set_contains(desc_btf, func_id, env->prog);
11079         if (!kfunc_flags) {
11080                 return -EACCES;
11081         }
11082
11083         memset(meta, 0, sizeof(*meta));
11084         meta->btf = desc_btf;
11085         meta->func_id = func_id;
11086         meta->kfunc_flags = *kfunc_flags;
11087         meta->func_proto = func_proto;
11088         meta->func_name = func_name;
11089
11090         return 0;
11091 }
11092
11093 static int check_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
11094                             int *insn_idx_p)
11095 {
11096         const struct btf_type *t, *ptr_type;
11097         u32 i, nargs, ptr_type_id, release_ref_obj_id;
11098         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
11099         const char *func_name, *ptr_type_name;
11100         bool sleepable, rcu_lock, rcu_unlock;
11101         struct bpf_kfunc_call_arg_meta meta;
11102         struct bpf_insn_aux_data *insn_aux;
11103         int err, insn_idx = *insn_idx_p;
11104         const struct btf_param *args;
11105         const struct btf_type *ret_t;
11106         struct btf *desc_btf;
11107
11108         /* skip for now, but return error when we find this in fixup_kfunc_call */
11109         if (!insn->imm)
11110                 return 0;
11111
11112         err = fetch_kfunc_meta(env, insn, &meta, &func_name);
11113         if (err == -EACCES && func_name)
11114                 verbose(env, "calling kernel function %s is not allowed\n", func_name);
11115         if (err)
11116                 return err;
11117         desc_btf = meta.btf;
11118         insn_aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
11119
11120         insn_aux->is_iter_next = is_iter_next_kfunc(&meta);
11121
11122         if (is_kfunc_destructive(&meta) && !capable(CAP_SYS_BOOT)) {
11123                 verbose(env, "destructive kfunc calls require CAP_SYS_BOOT capability\n");
11124                 return -EACCES;
11125         }
11126
11127         sleepable = is_kfunc_sleepable(&meta);
11128         if (sleepable && !env->prog->aux->sleepable) {
11129                 verbose(env, "program must be sleepable to call sleepable kfunc %s\n", func_name);
11130                 return -EACCES;
11131         }
11132
11133         rcu_lock = is_kfunc_bpf_rcu_read_lock(&meta);
11134         rcu_unlock = is_kfunc_bpf_rcu_read_unlock(&meta);
11135
11136         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
11137                 struct bpf_func_state *state;
11138                 struct bpf_reg_state *reg;
11139
11140                 if (rcu_lock) {
11141                         verbose(env, "nested rcu read lock (kernel function %s)\n", func_name);
11142                         return -EINVAL;
11143                 } else if (rcu_unlock) {
11144                         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
11145                                 if (reg->type & MEM_RCU) {
11146                                         reg->type &= ~(MEM_RCU | PTR_MAYBE_NULL);
11147                                         reg->type |= PTR_UNTRUSTED;
11148                                 }
11149                         }));
11150                         env->cur_state->active_rcu_lock = false;
11151                 } else if (sleepable) {
11152                         verbose(env, "kernel func %s is sleepable within rcu_read_lock region\n", func_name);
11153                         return -EACCES;
11154                 }
11155         } else if (rcu_lock) {
11156                 env->cur_state->active_rcu_lock = true;
11157         } else if (rcu_unlock) {
11158                 verbose(env, "unmatched rcu read unlock (kernel function %s)\n", func_name);
11159                 return -EINVAL;
11160         }
11161
11162         /* Check the arguments */
11163         err = check_kfunc_args(env, &meta, insn_idx);
11164         if (err < 0)
11165                 return err;
11166         /* In case of release function, we get register number of refcounted
11167          * PTR_TO_BTF_ID in bpf_kfunc_arg_meta, do the release now.
11168          */
11169         if (meta.release_regno) {
11170                 err = release_reference(env, regs[meta.release_regno].ref_obj_id);
11171                 if (err) {
11172                         verbose(env, "kfunc %s#%d reference has not been acquired before\n",
11173                                 func_name, meta.func_id);
11174                         return err;
11175                 }
11176         }
11177
11178         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
11179             meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl] ||
11180             meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
11181                 release_ref_obj_id = regs[BPF_REG_2].ref_obj_id;
11182                 insn_aux->insert_off = regs[BPF_REG_2].off;
11183                 insn_aux->kptr_struct_meta = btf_find_struct_meta(meta.arg_btf, meta.arg_btf_id);
11184                 err = ref_convert_owning_non_owning(env, release_ref_obj_id);
11185                 if (err) {
11186                         verbose(env, "kfunc %s#%d conversion of owning ref to non-owning failed\n",
11187                                 func_name, meta.func_id);
11188                         return err;
11189                 }
11190
11191                 err = release_reference(env, release_ref_obj_id);
11192                 if (err) {
11193                         verbose(env, "kfunc %s#%d reference has not been acquired before\n",
11194                                 func_name, meta.func_id);
11195                         return err;
11196                 }
11197         }
11198
11199         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
11200                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
11201                                         set_rbtree_add_callback_state);
11202                 if (err) {
11203                         verbose(env, "kfunc %s#%d failed callback verification\n",
11204                                 func_name, meta.func_id);
11205                         return err;
11206                 }
11207         }
11208
11209         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++)
11210                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
11211
11212         /* Check return type */
11213         t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, meta.func_proto->type, NULL);
11214
11215         if (is_kfunc_acquire(&meta) && !btf_type_is_struct_ptr(meta.btf, t)) {
11216                 /* Only exception is bpf_obj_new_impl */
11217                 if (meta.btf != btf_vmlinux ||
11218                     (meta.func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl] &&
11219                      meta.func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl])) {
11220                         verbose(env, "acquire kernel function does not return PTR_TO_BTF_ID\n");
11221                         return -EINVAL;
11222                 }
11223         }
11224
11225         if (btf_type_is_scalar(t)) {
11226                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
11227                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, t->size);
11228         } else if (btf_type_is_ptr(t)) {
11229                 ptr_type = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, t->type, &ptr_type_id);
11230
11231                 if (meta.btf == btf_vmlinux && btf_id_set_contains(&special_kfunc_set, meta.func_id)) {
11232                         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl]) {
11233                                 struct btf *ret_btf;
11234                                 u32 ret_btf_id;
11235
11236                                 if (unlikely(!bpf_global_ma_set))
11237                                         return -ENOMEM;
11238
11239                                 if (((u64)(u32)meta.arg_constant.value) != meta.arg_constant.value) {
11240                                         verbose(env, "local type ID argument must be in range [0, U32_MAX]\n");
11241                                         return -EINVAL;
11242                                 }
11243
11244                                 ret_btf = env->prog->aux->btf;
11245                                 ret_btf_id = meta.arg_constant.value;
11246
11247                                 /* This may be NULL due to user not supplying a BTF */
11248                                 if (!ret_btf) {
11249                                         verbose(env, "bpf_obj_new requires prog BTF\n");
11250                                         return -EINVAL;
11251                                 }
11252
11253                                 ret_t = btf_type_by_id(ret_btf, ret_btf_id);
11254                                 if (!ret_t || !__btf_type_is_struct(ret_t)) {
11255                                         verbose(env, "bpf_obj_new type ID argument must be of a struct\n");
11256                                         return -EINVAL;
11257                                 }
11258
11259                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11260                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
11261                                 regs[BPF_REG_0].btf = ret_btf;
11262                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
11263
11264                                 insn_aux->obj_new_size = ret_t->size;
11265                                 insn_aux->kptr_struct_meta =
11266                                         btf_find_struct_meta(ret_btf, ret_btf_id);
11267                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl]) {
11268                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11269                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
11270                                 regs[BPF_REG_0].btf = meta.arg_btf;
11271                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.arg_btf_id;
11272
11273                                 insn_aux->kptr_struct_meta =
11274                                         btf_find_struct_meta(meta.arg_btf,
11275                                                              meta.arg_btf_id);
11276                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_front] ||
11277                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_back]) {
11278                                 struct btf_field *field = meta.arg_list_head.field;
11279
11280                                 mark_reg_graph_node(regs, BPF_REG_0, &field->graph_root);
11281                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
11282                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first]) {
11283                                 struct btf_field *field = meta.arg_rbtree_root.field;
11284
11285                                 mark_reg_graph_node(regs, BPF_REG_0, &field->graph_root);
11286                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx]) {
11287                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11288                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED;
11289                                 regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
11290                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
11291                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rdonly_cast]) {
11292                                 ret_t = btf_type_by_id(desc_btf, meta.arg_constant.value);
11293                                 if (!ret_t || !btf_type_is_struct(ret_t)) {
11294                                         verbose(env,
11295                                                 "kfunc bpf_rdonly_cast type ID argument must be of a struct\n");
11296                                         return -EINVAL;
11297                                 }
11298
11299                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11300                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED;
11301                                 regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
11302                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.arg_constant.value;
11303                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice] ||
11304                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice_rdwr]) {
11305                                 enum bpf_type_flag type_flag = get_dynptr_type_flag(meta.initialized_dynptr.type);
11306
11307                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11308
11309                                 if (!meta.arg_constant.found) {
11310                                         verbose(env, "verifier internal error: bpf_dynptr_slice(_rdwr) no constant size\n");
11311                                         return -EFAULT;
11312                                 }
11313
11314                                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.arg_constant.value;
11315
11316                                 /* PTR_MAYBE_NULL will be added when is_kfunc_ret_null is checked */
11317                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | type_flag;
11318
11319                                 if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice]) {
11320                                         regs[BPF_REG_0].type |= MEM_RDONLY;
11321                                 } else {
11322                                         /* this will set env->seen_direct_write to true */
11323                                         if (!may_access_direct_pkt_data(env, NULL, BPF_WRITE)) {
11324                                                 verbose(env, "the prog does not allow writes to packet data\n");
11325                                                 return -EINVAL;
11326                                         }
11327                                 }
11328
11329                                 if (!meta.initialized_dynptr.id) {
11330                                         verbose(env, "verifier internal error: no dynptr id\n");
11331                                         return -EFAULT;
11332                                 }
11333                                 regs[BPF_REG_0].dynptr_id = meta.initialized_dynptr.id;
11334
11335                                 /* we don't need to set BPF_REG_0's ref obj id
11336                                  * because packet slices are not refcounted (see
11337                                  * dynptr_type_refcounted)
11338                                  */
11339                         } else {
11340                                 verbose(env, "kernel function %s unhandled dynamic return type\n",
11341                                         meta.func_name);
11342                                 return -EFAULT;
11343                         }
11344                 } else if (!__btf_type_is_struct(ptr_type)) {
11345                         if (!meta.r0_size) {
11346                                 __u32 sz;
11347
11348                                 if (!IS_ERR(btf_resolve_size(desc_btf, ptr_type, &sz))) {
11349                                         meta.r0_size = sz;
11350                                         meta.r0_rdonly = true;
11351                                 }
11352                         }
11353                         if (!meta.r0_size) {
11354                                 ptr_type_name = btf_name_by_offset(desc_btf,
11355                                                                    ptr_type->name_off);
11356                                 verbose(env,
11357                                         "kernel function %s returns pointer type %s %s is not supported\n",
11358                                         func_name,
11359                                         btf_type_str(ptr_type),
11360                                         ptr_type_name);
11361                                 return -EINVAL;
11362                         }
11363
11364                         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11365                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM;
11366                         regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.r0_size;
11367
11368                         if (meta.r0_rdonly)
11369                                 regs[BPF_REG_0].type |= MEM_RDONLY;
11370
11371                         /* Ensures we don't access the memory after a release_reference() */
11372                         if (meta.ref_obj_id)
11373                                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
11374                 } else {
11375                         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11376                         regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
11377                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID;
11378                         regs[BPF_REG_0].btf_id = ptr_type_id;
11379                 }
11380
11381                 if (is_kfunc_ret_null(&meta)) {
11382                         regs[BPF_REG_0].type |= PTR_MAYBE_NULL;
11383                         /* For mark_ptr_or_null_reg, see 93c230e3f5bd6 */
11384                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
11385                 }
11386                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, sizeof(void *));
11387                 if (is_kfunc_acquire(&meta)) {
11388                         int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
11389
11390                         if (id < 0)
11391                                 return id;
11392                         if (is_kfunc_ret_null(&meta))
11393                                 regs[BPF_REG_0].id = id;
11394                         regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
11395                 } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first]) {
11396                         ref_set_non_owning(env, &regs[BPF_REG_0]);
11397                 }
11398
11399                 if (reg_may_point_to_spin_lock(&regs[BPF_REG_0]) && !regs[BPF_REG_0].id)
11400                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
11401         } else if (btf_type_is_void(t)) {
11402                 if (meta.btf == btf_vmlinux && btf_id_set_contains(&special_kfunc_set, meta.func_id)) {
11403                         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl]) {
11404                                 insn_aux->kptr_struct_meta =
11405                                         btf_find_struct_meta(meta.arg_btf,
11406                                                              meta.arg_btf_id);
11407                         }
11408                 }
11409         }
11410
11411         nargs = btf_type_vlen(meta.func_proto);
11412         args = (const struct btf_param *)(meta.func_proto + 1);
11413         for (i = 0; i < nargs; i++) {
11414                 u32 regno = i + 1;
11415
11416                 t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, args[i].type, NULL);
11417                 if (btf_type_is_ptr(t))
11418                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, sizeof(void *));
11419                 else
11420                         /* scalar. ensured by btf_check_kfunc_arg_match() */
11421                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, t->size);
11422         }
11423
11424         if (is_iter_next_kfunc(&meta)) {
11425                 err = process_iter_next_call(env, insn_idx, &meta);
11426                 if (err)
11427                         return err;
11428         }
11429
11430         return 0;
11431 }
11432
11433 static bool signed_add_overflows(s64 a, s64 b)
11434 {
11435         /* Do the add in u64, where overflow is well-defined */
11436         s64 res = (s64)((u64)a + (u64)b);
11437
11438         if (b < 0)
11439                 return res > a;
11440         return res < a;
11441 }
11442
11443 static bool signed_add32_overflows(s32 a, s32 b)
11444 {
11445         /* Do the add in u32, where overflow is well-defined */
11446         s32 res = (s32)((u32)a + (u32)b);
11447
11448         if (b < 0)
11449                 return res > a;
11450         return res < a;
11451 }
11452
11453 static bool signed_sub_overflows(s64 a, s64 b)
11454 {
11455         /* Do the sub in u64, where overflow is well-defined */
11456         s64 res = (s64)((u64)a - (u64)b);
11457
11458         if (b < 0)
11459                 return res < a;
11460         return res > a;
11461 }
11462
11463 static bool signed_sub32_overflows(s32 a, s32 b)
11464 {
11465         /* Do the sub in u32, where overflow is well-defined */
11466         s32 res = (s32)((u32)a - (u32)b);
11467
11468         if (b < 0)
11469                 return res < a;
11470         return res > a;
11471 }
11472
11473 static bool check_reg_sane_offset(struct bpf_verifier_env *env,
11474                                   const struct bpf_reg_state *reg,
11475                                   enum bpf_reg_type type)
11476 {
11477         bool known = tnum_is_const(reg->var_off);
11478         s64 val = reg->var_off.value;
11479         s64 smin = reg->smin_value;
11480
11481         if (known && (val >= BPF_MAX_VAR_OFF || val <= -BPF_MAX_VAR_OFF)) {
11482                 verbose(env, "math between %s pointer and %lld is not allowed\n",
11483                         reg_type_str(env, type), val);
11484                 return false;
11485         }
11486
11487         if (reg->off >= BPF_MAX_VAR_OFF || reg->off <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
11488                 verbose(env, "%s pointer offset %d is not allowed\n",
11489                         reg_type_str(env, type), reg->off);
11490                 return false;
11491         }
11492
11493         if (smin == S64_MIN) {
11494                 verbose(env, "math between %s pointer and register with unbounded min value is not allowed\n",
11495                         reg_type_str(env, type));
11496                 return false;
11497         }
11498
11499         if (smin >= BPF_MAX_VAR_OFF || smin <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
11500                 verbose(env, "value %lld makes %s pointer be out of bounds\n",
11501                         smin, reg_type_str(env, type));
11502                 return false;
11503         }
11504
11505         return true;
11506 }
11507
11508 enum {
11509         REASON_BOUNDS   = -1,
11510         REASON_TYPE     = -2,
11511         REASON_PATHS    = -3,
11512         REASON_LIMIT    = -4,
11513         REASON_STACK    = -5,
11514 };
11515
11516 static int retrieve_ptr_limit(const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
11517                               u32 *alu_limit, bool mask_to_left)
11518 {
11519         u32 max = 0, ptr_limit = 0;
11520
11521         switch (ptr_reg->type) {
11522         case PTR_TO_STACK:
11523                 /* Offset 0 is out-of-bounds, but acceptable start for the
11524                  * left direction, see BPF_REG_FP. Also, unknown scalar
11525                  * offset where we would need to deal with min/max bounds is
11526                  * currently prohibited for unprivileged.
11527                  */
11528                 max = MAX_BPF_STACK + mask_to_left;
11529                 ptr_limit = -(ptr_reg->var_off.value + ptr_reg->off);
11530                 break;
11531         case PTR_TO_MAP_VALUE:
11532                 max = ptr_reg->map_ptr->value_size;
11533                 ptr_limit = (mask_to_left ?
11534                              ptr_reg->smin_value :
11535                              ptr_reg->umax_value) + ptr_reg->off;
11536                 break;
11537         default:
11538                 return REASON_TYPE;
11539         }
11540
11541         if (ptr_limit >= max)
11542                 return REASON_LIMIT;
11543         *alu_limit = ptr_limit;
11544         return 0;
11545 }
11546
11547 static bool can_skip_alu_sanitation(const struct bpf_verifier_env *env,
11548                                     const struct bpf_insn *insn)
11549 {
11550         return env->bypass_spec_v1 || BPF_SRC(insn->code) == BPF_K;
11551 }
11552
11553 static int update_alu_sanitation_state(struct bpf_insn_aux_data *aux,
11554                                        u32 alu_state, u32 alu_limit)
11555 {
11556         /* If we arrived here from different branches with different
11557          * state or limits to sanitize, then this won't work.
11558          */
11559         if (aux->alu_state &&
11560             (aux->alu_state != alu_state ||
11561              aux->alu_limit != alu_limit))
11562                 return REASON_PATHS;
11563
11564         /* Corresponding fixup done in do_misc_fixups(). */
11565         aux->alu_state = alu_state;
11566         aux->alu_limit = alu_limit;
11567         return 0;
11568 }
11569
11570 static int sanitize_val_alu(struct bpf_verifier_env *env,
11571                             struct bpf_insn *insn)
11572 {
11573         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
11574
11575         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
11576                 return 0;
11577
11578         return update_alu_sanitation_state(aux, BPF_ALU_NON_POINTER, 0);
11579 }
11580
11581 static bool sanitize_needed(u8 opcode)
11582 {
11583         return opcode == BPF_ADD || opcode == BPF_SUB;
11584 }
11585
11586 struct bpf_sanitize_info {
11587         struct bpf_insn_aux_data aux;
11588         bool mask_to_left;
11589 };
11590
11591 static struct bpf_verifier_state *
11592 sanitize_speculative_path(struct bpf_verifier_env *env,
11593                           const struct bpf_insn *insn,
11594                           u32 next_idx, u32 curr_idx)
11595 {
11596         struct bpf_verifier_state *branch;
11597         struct bpf_reg_state *regs;
11598
11599         branch = push_stack(env, next_idx, curr_idx, true);
11600         if (branch && insn) {
11601                 regs = branch->frame[branch->curframe]->regs;
11602                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
11603                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
11604                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
11605                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
11606                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->src_reg);
11607                 }
11608         }
11609         return branch;
11610 }
11611
11612 static int sanitize_ptr_alu(struct bpf_verifier_env *env,
11613                             struct bpf_insn *insn,
11614                             const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
11615                             const struct bpf_reg_state *off_reg,
11616                             struct bpf_reg_state *dst_reg,
11617                             struct bpf_sanitize_info *info,
11618                             const bool commit_window)
11619 {
11620         struct bpf_insn_aux_data *aux = commit_window ? cur_aux(env) : &info->aux;
11621         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
11622         bool off_is_imm = tnum_is_const(off_reg->var_off);
11623         bool off_is_neg = off_reg->smin_value < 0;
11624         bool ptr_is_dst_reg = ptr_reg == dst_reg;
11625         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
11626         u32 alu_state, alu_limit;
11627         struct bpf_reg_state tmp;
11628         bool ret;
11629         int err;
11630
11631         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
11632                 return 0;
11633
11634         /* We already marked aux for masking from non-speculative
11635          * paths, thus we got here in the first place. We only care
11636          * to explore bad access from here.
11637          */
11638         if (vstate->speculative)
11639                 goto do_sim;
11640
11641         if (!commit_window) {
11642                 if (!tnum_is_const(off_reg->var_off) &&
11643                     (off_reg->smin_value < 0) != (off_reg->smax_value < 0))
11644                         return REASON_BOUNDS;
11645
11646                 info->mask_to_left = (opcode == BPF_ADD &&  off_is_neg) ||
11647                                      (opcode == BPF_SUB && !off_is_neg);
11648         }
11649
11650         err = retrieve_ptr_limit(ptr_reg, &alu_limit, info->mask_to_left);
11651         if (err < 0)
11652                 return err;
11653
11654         if (commit_window) {
11655                 /* In commit phase we narrow the masking window based on
11656                  * the observed pointer move after the simulated operation.
11657                  */
11658                 alu_state = info->aux.alu_state;
11659                 alu_limit = abs(info->aux.alu_limit - alu_limit);
11660         } else {
11661                 alu_state  = off_is_neg ? BPF_ALU_NEG_VALUE : 0;
11662                 alu_state |= off_is_imm ? BPF_ALU_IMMEDIATE : 0;
11663                 alu_state |= ptr_is_dst_reg ?
11664                              BPF_ALU_SANITIZE_SRC : BPF_ALU_SANITIZE_DST;
11665
11666                 /* Limit pruning on unknown scalars to enable deep search for
11667                  * potential masking differences from other program paths.
11668                  */
11669                 if (!off_is_imm)
11670                         env->explore_alu_limits = true;
11671         }
11672
11673         err = update_alu_sanitation_state(aux, alu_state, alu_limit);
11674         if (err < 0)
11675                 return err;
11676 do_sim:
11677         /* If we're in commit phase, we're done here given we already
11678          * pushed the truncated dst_reg into the speculative verification
11679          * stack.
11680          *
11681          * Also, when register is a known constant, we rewrite register-based
11682          * operation to immediate-based, and thus do not need masking (and as
11683          * a consequence, do not need to simulate the zero-truncation either).
11684          */
11685         if (commit_window || off_is_imm)
11686                 return 0;
11687
11688         /* Simulate and find potential out-of-bounds access under
11689          * speculative execution from truncation as a result of
11690          * masking when off was not within expected range. If off
11691          * sits in dst, then we temporarily need to move ptr there
11692          * to simulate dst (== 0) +/-= ptr. Needed, for example,
11693          * for cases where we use K-based arithmetic in one direction
11694          * and truncated reg-based in the other in order to explore
11695          * bad access.
11696          */
11697         if (!ptr_is_dst_reg) {
11698                 tmp = *dst_reg;
11699                 copy_register_state(dst_reg, ptr_reg);
11700         }
11701         ret = sanitize_speculative_path(env, NULL, env->insn_idx + 1,
11702                                         env->insn_idx);
11703         if (!ptr_is_dst_reg && ret)
11704                 *dst_reg = tmp;
11705         return !ret ? REASON_STACK : 0;
11706 }
11707
11708 static void sanitize_mark_insn_seen(struct bpf_verifier_env *env)
11709 {
11710         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
11711
11712         /* If we simulate paths under speculation, we don't update the
11713          * insn as 'seen' such that when we verify unreachable paths in
11714          * the non-speculative domain, sanitize_dead_code() can still
11715          * rewrite/sanitize them.
11716          */
11717         if (!vstate->speculative)
11718                 env->insn_aux_data[env->insn_idx].seen = env->pass_cnt;
11719 }
11720
11721 static int sanitize_err(struct bpf_verifier_env *env,
11722                         const struct bpf_insn *insn, int reason,
11723                         const struct bpf_reg_state *off_reg,
11724                         const struct bpf_reg_state *dst_reg)
11725 {
11726         static const char *err = "pointer arithmetic with it prohibited for !root";
11727         const char *op = BPF_OP(insn->code) == BPF_ADD ? "add" : "sub";
11728         u32 dst = insn->dst_reg, src = insn->src_reg;
11729
11730         switch (reason) {
11731         case REASON_BOUNDS:
11732                 verbose(env, "R%d has unknown scalar with mixed signed bounds, %s\n",
11733                         off_reg == dst_reg ? dst : src, err);
11734                 break;
11735         case REASON_TYPE:
11736                 verbose(env, "R%d has pointer with unsupported alu operation, %s\n",
11737                         off_reg == dst_reg ? src : dst, err);
11738                 break;
11739         case REASON_PATHS:
11740                 verbose(env, "R%d tried to %s from different maps, paths or scalars, %s\n",
11741                         dst, op, err);
11742                 break;
11743         case REASON_LIMIT:
11744                 verbose(env, "R%d tried to %s beyond pointer bounds, %s\n",
11745                         dst, op, err);
11746                 break;
11747         case REASON_STACK:
11748                 verbose(env, "R%d could not be pushed for speculative verification, %s\n",
11749                         dst, err);
11750                 break;
11751         default:
11752                 verbose(env, "verifier internal error: unknown reason (%d)\n",
11753                         reason);
11754                 break;
11755         }
11756
11757         return -EACCES;
11758 }
11759
11760 /* check that stack access falls within stack limits and that 'reg' doesn't
11761  * have a variable offset.
11762  *
11763  * Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity since it
11764  * requires corresponding support in Spectre masking for stack ALU.  See also
11765  * retrieve_ptr_limit().
11766  *
11767  *
11768  * 'off' includes 'reg->off'.
11769  */
11770 static int check_stack_access_for_ptr_arithmetic(
11771                                 struct bpf_verifier_env *env,
11772                                 int regno,
11773                                 const struct bpf_reg_state *reg,
11774                                 int off)
11775 {
11776         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
11777                 char tn_buf[48];
11778
11779                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
11780                 verbose(env, "R%d variable stack access prohibited for !root, var_off=%s off=%d\n",
11781                         regno, tn_buf, off);
11782                 return -EACCES;
11783         }
11784
11785         if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK) {
11786                 verbose(env, "R%d stack pointer arithmetic goes out of range, "
11787                         "prohibited for !root; off=%d\n", regno, off);
11788                 return -EACCES;
11789         }
11790
11791         return 0;
11792 }
11793
11794 static int sanitize_check_bounds(struct bpf_verifier_env *env,
11795                                  const struct bpf_insn *insn,
11796                                  const struct bpf_reg_state *dst_reg)
11797 {
11798         u32 dst = insn->dst_reg;
11799
11800         /* For unprivileged we require that resulting offset must be in bounds
11801          * in order to be able to sanitize access later on.
11802          */
11803         if (env->bypass_spec_v1)
11804                 return 0;
11805
11806         switch (dst_reg->type) {
11807         case PTR_TO_STACK:
11808                 if (check_stack_access_for_ptr_arithmetic(env, dst, dst_reg,
11809                                         dst_reg->off + dst_reg->var_off.value))
11810                         return -EACCES;
11811                 break;
11812         case PTR_TO_MAP_VALUE:
11813                 if (check_map_access(env, dst, dst_reg->off, 1, false, ACCESS_HELPER)) {
11814                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic of map value goes out of range, "
11815                                 "prohibited for !root\n", dst);
11816                         return -EACCES;
11817                 }
11818                 break;
11819         default:
11820                 break;
11821         }
11822
11823         return 0;
11824 }
11825
11826 /* Handles arithmetic on a pointer and a scalar: computes new min/max and var_off.
11827  * Caller should also handle BPF_MOV case separately.
11828  * If we return -EACCES, caller may want to try again treating pointer as a
11829  * scalar.  So we only emit a diagnostic if !env->allow_ptr_leaks.
11830  */
11831 static int adjust_ptr_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
11832                                    struct bpf_insn *insn,
11833                                    const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
11834                                    const struct bpf_reg_state *off_reg)
11835 {
11836         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
11837         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
11838         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg;
11839         bool known = tnum_is_const(off_reg->var_off);
11840         s64 smin_val = off_reg->smin_value, smax_val = off_reg->smax_value,
11841             smin_ptr = ptr_reg->smin_value, smax_ptr = ptr_reg->smax_value;
11842         u64 umin_val = off_reg->umin_value, umax_val = off_reg->umax_value,
11843             umin_ptr = ptr_reg->umin_value, umax_ptr = ptr_reg->umax_value;
11844         struct bpf_sanitize_info info = {};
11845         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
11846         u32 dst = insn->dst_reg;
11847         int ret;
11848
11849         dst_reg = &regs[dst];
11850
11851         if ((known && (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
11852             smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
11853                 /* Taint dst register if offset had invalid bounds derived from
11854                  * e.g. dead branches.
11855                  */
11856                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
11857                 return 0;
11858         }
11859
11860         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64) {
11861                 /* 32-bit ALU ops on pointers produce (meaningless) scalars */
11862                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
11863                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
11864                         return 0;
11865                 }
11866
11867                 verbose(env,
11868                         "R%d 32-bit pointer arithmetic prohibited\n",
11869                         dst);
11870                 return -EACCES;
11871         }
11872
11873         if (ptr_reg->type & PTR_MAYBE_NULL) {
11874                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited, null-check it first\n",
11875                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
11876                 return -EACCES;
11877         }
11878
11879         switch (base_type(ptr_reg->type)) {
11880         case CONST_PTR_TO_MAP:
11881                 /* smin_val represents the known value */
11882                 if (known && smin_val == 0 && opcode == BPF_ADD)
11883                         break;
11884                 fallthrough;
11885         case PTR_TO_PACKET_END:
11886         case PTR_TO_SOCKET:
11887         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
11888         case PTR_TO_TCP_SOCK:
11889         case PTR_TO_XDP_SOCK:
11890                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited\n",
11891                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
11892                 return -EACCES;
11893         default:
11894                 break;
11895         }
11896
11897         /* In case of 'scalar += pointer', dst_reg inherits pointer type and id.
11898          * The id may be overwritten later if we create a new variable offset.
11899          */
11900         dst_reg->type = ptr_reg->type;
11901         dst_reg->id = ptr_reg->id;
11902
11903         if (!check_reg_sane_offset(env, off_reg, ptr_reg->type) ||
11904             !check_reg_sane_offset(env, ptr_reg, ptr_reg->type))
11905                 return -EINVAL;
11906
11907         /* pointer types do not carry 32-bit bounds at the moment. */
11908         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
11909
11910         if (sanitize_needed(opcode)) {
11911                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, ptr_reg, off_reg, dst_reg,
11912                                        &info, false);
11913                 if (ret < 0)
11914                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
11915         }
11916
11917         switch (opcode) {
11918         case BPF_ADD:
11919                 /* We can take a fixed offset as long as it doesn't overflow
11920                  * the s32 'off' field
11921                  */
11922                 if (known && (ptr_reg->off + smin_val ==
11923                               (s64)(s32)(ptr_reg->off + smin_val))) {
11924                         /* pointer += K.  Accumulate it into fixed offset */
11925                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
11926                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
11927                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
11928                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
11929                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
11930                         dst_reg->off = ptr_reg->off + smin_val;
11931                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
11932                         break;
11933                 }
11934                 /* A new variable offset is created.  Note that off_reg->off
11935                  * == 0, since it's a scalar.
11936                  * dst_reg gets the pointer type and since some positive
11937                  * integer value was added to the pointer, give it a new 'id'
11938                  * if it's a PTR_TO_PACKET.
11939                  * this creates a new 'base' pointer, off_reg (variable) gets
11940                  * added into the variable offset, and we copy the fixed offset
11941                  * from ptr_reg.
11942                  */
11943                 if (signed_add_overflows(smin_ptr, smin_val) ||
11944                     signed_add_overflows(smax_ptr, smax_val)) {
11945                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
11946                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
11947                 } else {
11948                         dst_reg->smin_value = smin_ptr + smin_val;
11949                         dst_reg->smax_value = smax_ptr + smax_val;
11950                 }
11951                 if (umin_ptr + umin_val < umin_ptr ||
11952                     umax_ptr + umax_val < umax_ptr) {
11953                         dst_reg->umin_value = 0;
11954                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
11955                 } else {
11956                         dst_reg->umin_value = umin_ptr + umin_val;
11957                         dst_reg->umax_value = umax_ptr + umax_val;
11958                 }
11959                 dst_reg->var_off = tnum_add(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
11960                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
11961                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
11962                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
11963                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
11964                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
11965                         memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
11966                 }
11967                 break;
11968         case BPF_SUB:
11969                 if (dst_reg == off_reg) {
11970                         /* scalar -= pointer.  Creates an unknown scalar */
11971                         verbose(env, "R%d tried to subtract pointer from scalar\n",
11972                                 dst);
11973                         return -EACCES;
11974                 }
11975                 /* We don't allow subtraction from FP, because (according to
11976                  * test_verifier.c test "invalid fp arithmetic", JITs might not
11977                  * be able to deal with it.
11978                  */
11979                 if (ptr_reg->type == PTR_TO_STACK) {
11980                         verbose(env, "R%d subtraction from stack pointer prohibited\n",
11981                                 dst);
11982                         return -EACCES;
11983                 }
11984                 if (known && (ptr_reg->off - smin_val ==
11985                               (s64)(s32)(ptr_reg->off - smin_val))) {
11986                         /* pointer -= K.  Subtract it from fixed offset */
11987                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
11988                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
11989                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
11990                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
11991                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
11992                         dst_reg->id = ptr_reg->id;
11993                         dst_reg->off = ptr_reg->off - smin_val;
11994                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
11995                         break;
11996                 }
11997                 /* A new variable offset is created.  If the subtrahend is known
11998                  * nonnegative, then any reg->range we had before is still good.
11999                  */
12000                 if (signed_sub_overflows(smin_ptr, smax_val) ||
12001                     signed_sub_overflows(smax_ptr, smin_val)) {
12002                         /* Overflow possible, we know nothing */
12003                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12004                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12005                 } else {
12006                         dst_reg->smin_value = smin_ptr - smax_val;
12007                         dst_reg->smax_value = smax_ptr - smin_val;
12008                 }
12009                 if (umin_ptr < umax_val) {
12010                         /* Overflow possible, we know nothing */
12011                         dst_reg->umin_value = 0;
12012                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12013                 } else {
12014                         /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
12015                         dst_reg->umin_value = umin_ptr - umax_val;
12016                         dst_reg->umax_value = umax_ptr - umin_val;
12017                 }
12018                 dst_reg->var_off = tnum_sub(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
12019                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
12020                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
12021                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
12022                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
12023                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
12024                         if (smin_val < 0)
12025                                 memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
12026                 }
12027                 break;
12028         case BPF_AND:
12029         case BPF_OR:
12030         case BPF_XOR:
12031                 /* bitwise ops on pointers are troublesome, prohibit. */
12032                 verbose(env, "R%d bitwise operator %s on pointer prohibited\n",
12033                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
12034                 return -EACCES;
12035         default:
12036                 /* other operators (e.g. MUL,LSH) produce non-pointer results */
12037                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic with %s operator prohibited\n",
12038                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
12039                 return -EACCES;
12040         }
12041
12042         if (!check_reg_sane_offset(env, dst_reg, ptr_reg->type))
12043                 return -EINVAL;
12044         reg_bounds_sync(dst_reg);
12045         if (sanitize_check_bounds(env, insn, dst_reg) < 0)
12046                 return -EACCES;
12047         if (sanitize_needed(opcode)) {
12048                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, dst_reg, off_reg, dst_reg,
12049                                        &info, true);
12050                 if (ret < 0)
12051                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
12052         }
12053
12054         return 0;
12055 }
12056
12057 static void scalar32_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12058                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12059 {
12060         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12061         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
12062         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12063         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12064
12065         if (signed_add32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smin_val) ||
12066             signed_add32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smax_val)) {
12067                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12068                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12069         } else {
12070                 dst_reg->s32_min_value += smin_val;
12071                 dst_reg->s32_max_value += smax_val;
12072         }
12073         if (dst_reg->u32_min_value + umin_val < umin_val ||
12074             dst_reg->u32_max_value + umax_val < umax_val) {
12075                 dst_reg->u32_min_value = 0;
12076                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
12077         } else {
12078                 dst_reg->u32_min_value += umin_val;
12079                 dst_reg->u32_max_value += umax_val;
12080         }
12081 }
12082
12083 static void scalar_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12084                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12085 {
12086         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12087         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
12088         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12089         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12090
12091         if (signed_add_overflows(dst_reg->smin_value, smin_val) ||
12092             signed_add_overflows(dst_reg->smax_value, smax_val)) {
12093                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12094                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12095         } else {
12096                 dst_reg->smin_value += smin_val;
12097                 dst_reg->smax_value += smax_val;
12098         }
12099         if (dst_reg->umin_value + umin_val < umin_val ||
12100             dst_reg->umax_value + umax_val < umax_val) {
12101                 dst_reg->umin_value = 0;
12102                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12103         } else {
12104                 dst_reg->umin_value += umin_val;
12105                 dst_reg->umax_value += umax_val;
12106         }
12107 }
12108
12109 static void scalar32_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12110                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12111 {
12112         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12113         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
12114         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12115         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12116
12117         if (signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smax_val) ||
12118             signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smin_val)) {
12119                 /* Overflow possible, we know nothing */
12120                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12121                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12122         } else {
12123                 dst_reg->s32_min_value -= smax_val;
12124                 dst_reg->s32_max_value -= smin_val;
12125         }
12126         if (dst_reg->u32_min_value < umax_val) {
12127                 /* Overflow possible, we know nothing */
12128                 dst_reg->u32_min_value = 0;
12129                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
12130         } else {
12131                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
12132                 dst_reg->u32_min_value -= umax_val;
12133                 dst_reg->u32_max_value -= umin_val;
12134         }
12135 }
12136
12137 static void scalar_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12138                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12139 {
12140         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12141         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
12142         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12143         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12144
12145         if (signed_sub_overflows(dst_reg->smin_value, smax_val) ||
12146             signed_sub_overflows(dst_reg->smax_value, smin_val)) {
12147                 /* Overflow possible, we know nothing */
12148                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12149                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12150         } else {
12151                 dst_reg->smin_value -= smax_val;
12152                 dst_reg->smax_value -= smin_val;
12153         }
12154         if (dst_reg->umin_value < umax_val) {
12155                 /* Overflow possible, we know nothing */
12156                 dst_reg->umin_value = 0;
12157                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12158         } else {
12159                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
12160                 dst_reg->umin_value -= umax_val;
12161                 dst_reg->umax_value -= umin_val;
12162         }
12163 }
12164
12165 static void scalar32_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12166                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12167 {
12168         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12169         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12170         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12171
12172         if (smin_val < 0 || dst_reg->s32_min_value < 0) {
12173                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
12174                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12175                 return;
12176         }
12177         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
12178          * copy the result to signed (unless it exceeds S32_MAX).
12179          */
12180         if (umax_val > U16_MAX || dst_reg->u32_max_value > U16_MAX) {
12181                 /* Potential overflow, we know nothing */
12182                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12183                 return;
12184         }
12185         dst_reg->u32_min_value *= umin_val;
12186         dst_reg->u32_max_value *= umax_val;
12187         if (dst_reg->u32_max_value > S32_MAX) {
12188                 /* Overflow possible, we know nothing */
12189                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12190                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12191         } else {
12192                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
12193                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
12194         }
12195 }
12196
12197 static void scalar_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12198                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12199 {
12200         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12201         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12202         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12203
12204         if (smin_val < 0 || dst_reg->smin_value < 0) {
12205                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
12206                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12207                 return;
12208         }
12209         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
12210          * copy the result to signed (unless it exceeds S64_MAX).
12211          */
12212         if (umax_val > U32_MAX || dst_reg->umax_value > U32_MAX) {
12213                 /* Potential overflow, we know nothing */
12214                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12215                 return;
12216         }
12217         dst_reg->umin_value *= umin_val;
12218         dst_reg->umax_value *= umax_val;
12219         if (dst_reg->umax_value > S64_MAX) {
12220                 /* Overflow possible, we know nothing */
12221                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12222                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12223         } else {
12224                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
12225                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
12226         }
12227 }
12228
12229 static void scalar32_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12230                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12231 {
12232         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
12233         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
12234         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12235         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12236         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12237
12238         if (src_known && dst_known) {
12239                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
12240                 return;
12241         }
12242
12243         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
12244          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
12245          */
12246         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
12247         dst_reg->u32_max_value = min(dst_reg->u32_max_value, umax_val);
12248         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
12249                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
12250                  * ain't nobody got time for that.
12251                  */
12252                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12253                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12254         } else {
12255                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
12256                  * cast result into s64.
12257                  */
12258                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
12259                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
12260         }
12261 }
12262
12263 static void scalar_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12264                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12265 {
12266         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
12267         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
12268         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12269         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12270
12271         if (src_known && dst_known) {
12272                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
12273                 return;
12274         }
12275
12276         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
12277          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
12278          */
12279         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
12280         dst_reg->umax_value = min(dst_reg->umax_value, umax_val);
12281         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
12282                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
12283                  * ain't nobody got time for that.
12284                  */
12285                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12286                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12287         } else {
12288                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
12289                  * cast result into s64.
12290                  */
12291                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
12292                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
12293         }
12294         /* We may learn something more from the var_off */
12295         __update_reg_bounds(dst_reg);
12296 }
12297
12298 static void scalar32_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12299                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
12300 {
12301         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
12302         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
12303         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12304         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12305         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12306
12307         if (src_known && dst_known) {
12308                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
12309                 return;
12310         }
12311
12312         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
12313          * maximum of the operands' minima
12314          */
12315         dst_reg->u32_min_value = max(dst_reg->u32_min_value, umin_val);
12316         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
12317         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
12318                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
12319                  * ain't nobody got time for that.
12320                  */
12321                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12322                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12323         } else {
12324                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
12325                  * cast result into s64.
12326                  */
12327                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
12328                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
12329         }
12330 }
12331
12332 static void scalar_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12333                               struct bpf_reg_state *src_reg)
12334 {
12335         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
12336         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
12337         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12338         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12339
12340         if (src_known && dst_known) {
12341                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
12342                 return;
12343         }
12344
12345         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
12346          * maximum of the operands' minima
12347          */
12348         dst_reg->umin_value = max(dst_reg->umin_value, umin_val);
12349         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
12350         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
12351                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
12352                  * ain't nobody got time for that.
12353                  */
12354                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12355                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12356         } else {
12357                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
12358                  * cast result into s64.
12359                  */
12360                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
12361                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
12362         }
12363         /* We may learn something more from the var_off */
12364         __update_reg_bounds(dst_reg);
12365 }
12366
12367 static void scalar32_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12368                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12369 {
12370         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
12371         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
12372         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12373         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12374
12375         if (src_known && dst_known) {
12376                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
12377                 return;
12378         }
12379
12380         /* We get both minimum and maximum from the var32_off. */
12381         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
12382         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
12383
12384         if (dst_reg->s32_min_value >= 0 && smin_val >= 0) {
12385                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
12386                  * so safe to cast u32 result into s32.
12387                  */
12388                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
12389                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
12390         } else {
12391                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12392                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12393         }
12394 }
12395
12396 static void scalar_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12397                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12398 {
12399         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
12400         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
12401         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12402
12403         if (src_known && dst_known) {
12404                 /* dst_reg->var_off.value has been updated earlier */
12405                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
12406                 return;
12407         }
12408
12409         /* We get both minimum and maximum from the var_off. */
12410         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
12411         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
12412
12413         if (dst_reg->smin_value >= 0 && smin_val >= 0) {
12414                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
12415                  * so safe to cast u64 result into s64.
12416                  */
12417                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
12418                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
12419         } else {
12420                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12421                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12422         }
12423
12424         __update_reg_bounds(dst_reg);
12425 }
12426
12427 static void __scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12428                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
12429 {
12430         /* We lose all sign bit information (except what we can pick
12431          * up from var_off)
12432          */
12433         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12434         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12435         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
12436         if (umax_val > 31 || dst_reg->u32_max_value > 1ULL << (31 - umax_val)) {
12437                 dst_reg->u32_min_value = 0;
12438                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
12439         } else {
12440                 dst_reg->u32_min_value <<= umin_val;
12441                 dst_reg->u32_max_value <<= umax_val;
12442         }
12443 }
12444
12445 static void scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12446                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12447 {
12448         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12449         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12450         /* u32 alu operation will zext upper bits */
12451         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12452
12453         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
12454         dst_reg->var_off = tnum_subreg(tnum_lshift(subreg, umin_val));
12455         /* Not required but being careful mark reg64 bounds as unknown so
12456          * that we are forced to pick them up from tnum and zext later and
12457          * if some path skips this step we are still safe.
12458          */
12459         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12460         __update_reg32_bounds(dst_reg);
12461 }
12462
12463 static void __scalar64_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12464                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
12465 {
12466         /* Special case <<32 because it is a common compiler pattern to sign
12467          * extend subreg by doing <<32 s>>32. In this case if 32bit bounds are
12468          * positive we know this shift will also be positive so we can track
12469          * bounds correctly. Otherwise we lose all sign bit information except
12470          * what we can pick up from var_off. Perhaps we can generalize this
12471          * later to shifts of any length.
12472          */
12473         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_max_value >= 0)
12474                 dst_reg->smax_value = (s64)dst_reg->s32_max_value << 32;
12475         else
12476                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12477
12478         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_min_value >= 0)
12479                 dst_reg->smin_value = (s64)dst_reg->s32_min_value << 32;
12480         else
12481                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12482
12483         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
12484         if (dst_reg->umax_value > 1ULL << (63 - umax_val)) {
12485                 dst_reg->umin_value = 0;
12486                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12487         } else {
12488                 dst_reg->umin_value <<= umin_val;
12489                 dst_reg->umax_value <<= umax_val;
12490         }
12491 }
12492
12493 static void scalar_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12494                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12495 {
12496         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12497         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12498
12499         /* scalar64 calc uses 32bit unshifted bounds so must be called first */
12500         __scalar64_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
12501         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
12502
12503         dst_reg->var_off = tnum_lshift(dst_reg->var_off, umin_val);
12504         /* We may learn something more from the var_off */
12505         __update_reg_bounds(dst_reg);
12506 }
12507
12508 static void scalar32_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12509                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12510 {
12511         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12512         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12513         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12514
12515         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
12516          * be negative, then either:
12517          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
12518          *    unknown, so we lose our signed bounds
12519          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
12520          *    signed bounds
12521          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
12522          *    about the result
12523          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
12524          * unsigned bounds capture the signed bounds.
12525          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
12526          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
12527          * var_off of the result.
12528          */
12529         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12530         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12531
12532         dst_reg->var_off = tnum_rshift(subreg, umin_val);
12533         dst_reg->u32_min_value >>= umax_val;
12534         dst_reg->u32_max_value >>= umin_val;
12535
12536         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12537         __update_reg32_bounds(dst_reg);
12538 }
12539
12540 static void scalar_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12541                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12542 {
12543         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12544         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12545
12546         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
12547          * be negative, then either:
12548          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
12549          *    unknown, so we lose our signed bounds
12550          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
12551          *    signed bounds
12552          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
12553          *    about the result
12554          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
12555          * unsigned bounds capture the signed bounds.
12556          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
12557          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
12558          * var_off of the result.
12559          */
12560         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12561         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12562         dst_reg->var_off = tnum_rshift(dst_reg->var_off, umin_val);
12563         dst_reg->umin_value >>= umax_val;
12564         dst_reg->umax_value >>= umin_val;
12565
12566         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
12567          * on bits being shifted in. Take easy way out and mark unbounded
12568          * so we can recalculate later from tnum.
12569          */
12570         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12571         __update_reg_bounds(dst_reg);
12572 }
12573
12574 static void scalar32_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12575                                   struct bpf_reg_state *src_reg)
12576 {
12577         u64 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12578
12579         /* Upon reaching here, src_known is true and
12580          * umax_val is equal to umin_val.
12581          */
12582         dst_reg->s32_min_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_min_value) >> umin_val);
12583         dst_reg->s32_max_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_max_value) >> umin_val);
12584
12585         dst_reg->var_off = tnum_arshift(tnum_subreg(dst_reg->var_off), umin_val, 32);
12586
12587         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
12588          * dst_reg var_off to refine the result.
12589          */
12590         dst_reg->u32_min_value = 0;
12591         dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
12592
12593         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12594         __update_reg32_bounds(dst_reg);
12595 }
12596
12597 static void scalar_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12598                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
12599 {
12600         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12601
12602         /* Upon reaching here, src_known is true and umax_val is equal
12603          * to umin_val.
12604          */
12605         dst_reg->smin_value >>= umin_val;
12606         dst_reg->smax_value >>= umin_val;
12607
12608         dst_reg->var_off = tnum_arshift(dst_reg->var_off, umin_val, 64);
12609
12610         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
12611          * dst_reg var_off to refine the result.
12612          */
12613         dst_reg->umin_value = 0;
12614         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12615
12616         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
12617          * on bits being shifted in from upper 32-bits. Take easy way out
12618          * and mark unbounded so we can recalculate later from tnum.
12619          */
12620         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12621         __update_reg_bounds(dst_reg);
12622 }
12623
12624 /* WARNING: This function does calculations on 64-bit values, but the actual
12625  * execution may occur on 32-bit values. Therefore, things like bitshifts
12626  * need extra checks in the 32-bit case.
12627  */
12628 static int adjust_scalar_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
12629                                       struct bpf_insn *insn,
12630                                       struct bpf_reg_state *dst_reg,
12631                                       struct bpf_reg_state src_reg)
12632 {
12633         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
12634         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
12635         bool src_known;
12636         s64 smin_val, smax_val;
12637         u64 umin_val, umax_val;
12638         s32 s32_min_val, s32_max_val;
12639         u32 u32_min_val, u32_max_val;
12640         u64 insn_bitness = (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) ? 64 : 32;
12641         bool alu32 = (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64);
12642         int ret;
12643
12644         smin_val = src_reg.smin_value;
12645         smax_val = src_reg.smax_value;
12646         umin_val = src_reg.umin_value;
12647         umax_val = src_reg.umax_value;
12648
12649         s32_min_val = src_reg.s32_min_value;
12650         s32_max_val = src_reg.s32_max_value;
12651         u32_min_val = src_reg.u32_min_value;
12652         u32_max_val = src_reg.u32_max_value;
12653
12654         if (alu32) {
12655                 src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg.var_off);
12656                 if ((src_known &&
12657                      (s32_min_val != s32_max_val || u32_min_val != u32_max_val)) ||
12658                     s32_min_val > s32_max_val || u32_min_val > u32_max_val) {
12659                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
12660                          * derived from e.g. dead branches.
12661                          */
12662                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12663                         return 0;
12664                 }
12665         } else {
12666                 src_known = tnum_is_const(src_reg.var_off);
12667                 if ((src_known &&
12668                      (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
12669                     smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
12670                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
12671                          * derived from e.g. dead branches.
12672                          */
12673                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12674                         return 0;
12675                 }
12676         }
12677
12678         if (!src_known &&
12679             opcode != BPF_ADD && opcode != BPF_SUB && opcode != BPF_AND) {
12680                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12681                 return 0;
12682         }
12683
12684         if (sanitize_needed(opcode)) {
12685                 ret = sanitize_val_alu(env, insn);
12686                 if (ret < 0)
12687                         return sanitize_err(env, insn, ret, NULL, NULL);
12688         }
12689
12690         /* Calculate sign/unsigned bounds and tnum for alu32 and alu64 bit ops.
12691          * There are two classes of instructions: The first class we track both
12692          * alu32 and alu64 sign/unsigned bounds independently this provides the
12693          * greatest amount of precision when alu operations are mixed with jmp32
12694          * operations. These operations are BPF_ADD, BPF_SUB, BPF_MUL, BPF_ADD,
12695          * and BPF_OR. This is possible because these ops have fairly easy to
12696          * understand and calculate behavior in both 32-bit and 64-bit alu ops.
12697          * See alu32 verifier tests for examples. The second class of
12698          * operations, BPF_LSH, BPF_RSH, and BPF_ARSH, however are not so easy
12699          * with regards to tracking sign/unsigned bounds because the bits may
12700          * cross subreg boundaries in the alu64 case. When this happens we mark
12701          * the reg unbounded in the subreg bound space and use the resulting
12702          * tnum to calculate an approximation of the sign/unsigned bounds.
12703          */
12704         switch (opcode) {
12705         case BPF_ADD:
12706                 scalar32_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
12707                 scalar_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
12708                 dst_reg->var_off = tnum_add(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12709                 break;
12710         case BPF_SUB:
12711                 scalar32_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
12712                 scalar_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
12713                 dst_reg->var_off = tnum_sub(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12714                 break;
12715         case BPF_MUL:
12716                 dst_reg->var_off = tnum_mul(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12717                 scalar32_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
12718                 scalar_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
12719                 break;
12720         case BPF_AND:
12721                 dst_reg->var_off = tnum_and(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12722                 scalar32_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
12723                 scalar_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
12724                 break;
12725         case BPF_OR:
12726                 dst_reg->var_off = tnum_or(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12727                 scalar32_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
12728                 scalar_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
12729                 break;
12730         case BPF_XOR:
12731                 dst_reg->var_off = tnum_xor(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12732                 scalar32_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
12733                 scalar_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
12734                 break;
12735         case BPF_LSH:
12736                 if (umax_val >= insn_bitness) {
12737                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
12738                          * This includes shifts by a negative number.
12739                          */
12740                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12741                         break;
12742                 }
12743                 if (alu32)
12744                         scalar32_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
12745                 else
12746                         scalar_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
12747                 break;
12748         case BPF_RSH:
12749                 if (umax_val >= insn_bitness) {
12750                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
12751                          * This includes shifts by a negative number.
12752                          */
12753                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12754                         break;
12755                 }
12756                 if (alu32)
12757                         scalar32_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
12758                 else
12759                         scalar_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
12760                 break;
12761         case BPF_ARSH:
12762                 if (umax_val >= insn_bitness) {
12763                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
12764                          * This includes shifts by a negative number.
12765                          */
12766                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12767                         break;
12768                 }
12769                 if (alu32)
12770                         scalar32_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
12771                 else
12772                         scalar_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
12773                 break;
12774         default:
12775                 mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12776                 break;
12777         }
12778
12779         /* ALU32 ops are zero extended into 64bit register */
12780         if (alu32)
12781                 zext_32_to_64(dst_reg);
12782         reg_bounds_sync(dst_reg);
12783         return 0;
12784 }
12785
12786 /* Handles ALU ops other than BPF_END, BPF_NEG and BPF_MOV: computes new min/max
12787  * and var_off.
12788  */
12789 static int adjust_reg_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
12790                                    struct bpf_insn *insn)
12791 {
12792         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
12793         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
12794         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg, *src_reg;
12795         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, off_reg = {0};
12796         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
12797         int err;
12798
12799         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
12800         src_reg = NULL;
12801         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE)
12802                 ptr_reg = dst_reg;
12803         else
12804                 /* Make sure ID is cleared otherwise dst_reg min/max could be
12805                  * incorrectly propagated into other registers by find_equal_scalars()
12806                  */
12807                 dst_reg->id = 0;
12808         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
12809                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
12810                 if (src_reg->type != SCALAR_VALUE) {
12811                         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE) {
12812                                 /* Combining two pointers by any ALU op yields
12813                                  * an arbitrary scalar. Disallow all math except
12814                                  * pointer subtraction
12815                                  */
12816                                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
12817                                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12818                                         return 0;
12819                                 }
12820                                 verbose(env, "R%d pointer %s pointer prohibited\n",
12821                                         insn->dst_reg,
12822                                         bpf_alu_string[opcode >> 4]);
12823                                 return -EACCES;
12824                         } else {
12825                                 /* scalar += pointer
12826                                  * This is legal, but we have to reverse our
12827                                  * src/dest handling in computing the range
12828                                  */
12829                                 err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
12830                                 if (err)
12831                                         return err;
12832                                 return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
12833                                                                src_reg, dst_reg);
12834                         }
12835                 } else if (ptr_reg) {
12836                         /* pointer += scalar */
12837                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
12838                         if (err)
12839                                 return err;
12840                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
12841                                                        dst_reg, src_reg);
12842                 } else if (dst_reg->precise) {
12843                         /* if dst_reg is precise, src_reg should be precise as well */
12844                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
12845                         if (err)
12846                                 return err;
12847                 }
12848         } else {
12849                 /* Pretend the src is a reg with a known value, since we only
12850                  * need to be able to read from this state.
12851                  */
12852                 off_reg.type = SCALAR_VALUE;
12853                 __mark_reg_known(&off_reg, insn->imm);
12854                 src_reg = &off_reg;
12855                 if (ptr_reg) /* pointer += K */
12856                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
12857                                                        ptr_reg, src_reg);
12858         }
12859
12860         /* Got here implies adding two SCALAR_VALUEs */
12861         if (WARN_ON_ONCE(ptr_reg)) {
12862                 print_verifier_state(env, state, true);
12863                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected ptr_reg\n");
12864                 return -EINVAL;
12865         }
12866         if (WARN_ON(!src_reg)) {
12867                 print_verifier_state(env, state, true);
12868                 verbose(env, "verifier internal error: no src_reg\n");
12869                 return -EINVAL;
12870         }
12871         return adjust_scalar_min_max_vals(env, insn, dst_reg, *src_reg);
12872 }
12873
12874 /* check validity of 32-bit and 64-bit arithmetic operations */
12875 static int check_alu_op(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
12876 {
12877         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
12878         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
12879         int err;
12880
12881         if (opcode == BPF_END || opcode == BPF_NEG) {
12882                 if (opcode == BPF_NEG) {
12883                         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
12884                             insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
12885                             insn->off != 0 || insn->imm != 0) {
12886                                 verbose(env, "BPF_NEG uses reserved fields\n");
12887                                 return -EINVAL;
12888                         }
12889                 } else {
12890                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
12891                             (insn->imm != 16 && insn->imm != 32 && insn->imm != 64) ||
12892                             BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
12893                                 verbose(env, "BPF_END uses reserved fields\n");
12894                                 return -EINVAL;
12895                         }
12896                 }
12897
12898                 /* check src operand */
12899                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
12900                 if (err)
12901                         return err;
12902
12903                 if (is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
12904                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic prohibited\n",
12905                                 insn->dst_reg);
12906                         return -EACCES;
12907                 }
12908
12909                 /* check dest operand */
12910                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
12911                 if (err)
12912                         return err;
12913
12914         } else if (opcode == BPF_MOV) {
12915
12916                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
12917                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
12918                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
12919                                 return -EINVAL;
12920                         }
12921
12922                         /* check src operand */
12923                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
12924                         if (err)
12925                                 return err;
12926                 } else {
12927                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
12928                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
12929                                 return -EINVAL;
12930                         }
12931                 }
12932
12933                 /* check dest operand, mark as required later */
12934                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
12935                 if (err)
12936                         return err;
12937
12938                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
12939                         struct bpf_reg_state *src_reg = regs + insn->src_reg;
12940                         struct bpf_reg_state *dst_reg = regs + insn->dst_reg;
12941                         bool need_id = src_reg->type == SCALAR_VALUE && !src_reg->id &&
12942                                        !tnum_is_const(src_reg->var_off);
12943
12944                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
12945                                 /* case: R1 = R2
12946                                  * copy register state to dest reg
12947                                  */
12948                                 if (need_id)
12949                                         /* Assign src and dst registers the same ID
12950                                          * that will be used by find_equal_scalars()
12951                                          * to propagate min/max range.
12952                                          */
12953                                         src_reg->id = ++env->id_gen;
12954                                 copy_register_state(dst_reg, src_reg);
12955                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
12956                                 dst_reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
12957                         } else {
12958                                 /* R1 = (u32) R2 */
12959                                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
12960                                         verbose(env,
12961                                                 "R%d partial copy of pointer\n",
12962                                                 insn->src_reg);
12963                                         return -EACCES;
12964                                 } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
12965                                         bool is_src_reg_u32 = src_reg->umax_value <= U32_MAX;
12966
12967                                         if (is_src_reg_u32 && need_id)
12968                                                 src_reg->id = ++env->id_gen;
12969                                         copy_register_state(dst_reg, src_reg);
12970                                         /* Make sure ID is cleared if src_reg is not in u32 range otherwise
12971                                          * dst_reg min/max could be incorrectly
12972                                          * propagated into src_reg by find_equal_scalars()
12973                                          */
12974                                         if (!is_src_reg_u32)
12975                                                 dst_reg->id = 0;
12976                                         dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
12977                                         dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
12978                                 } else {
12979                                         mark_reg_unknown(env, regs,
12980                                                          insn->dst_reg);
12981                                 }
12982                                 zext_32_to_64(dst_reg);
12983                                 reg_bounds_sync(dst_reg);
12984                         }
12985                 } else {
12986                         /* case: R = imm
12987                          * remember the value we stored into this reg
12988                          */
12989                         /* clear any state __mark_reg_known doesn't set */
12990                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12991                         regs[insn->dst_reg].type = SCALAR_VALUE;
12992                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
12993                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
12994                                                  insn->imm);
12995                         } else {
12996                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
12997                                                  (u32)insn->imm);
12998                         }
12999                 }
13000
13001         } else if (opcode > BPF_END) {
13002                 verbose(env, "invalid BPF_ALU opcode %x\n", opcode);
13003                 return -EINVAL;
13004
13005         } else {        /* all other ALU ops: and, sub, xor, add, ... */
13006
13007                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
13008                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
13009                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
13010                                 return -EINVAL;
13011                         }
13012                         /* check src1 operand */
13013                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
13014                         if (err)
13015                                 return err;
13016                 } else {
13017                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
13018                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
13019                                 return -EINVAL;
13020                         }
13021                 }
13022
13023                 /* check src2 operand */
13024                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
13025                 if (err)
13026                         return err;
13027
13028                 if ((opcode == BPF_MOD || opcode == BPF_DIV) &&
13029                     BPF_SRC(insn->code) == BPF_K && insn->imm == 0) {
13030                         verbose(env, "div by zero\n");
13031                         return -EINVAL;
13032                 }
13033
13034                 if ((opcode == BPF_LSH || opcode == BPF_RSH ||
13035                      opcode == BPF_ARSH) && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
13036                         int size = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 ? 64 : 32;
13037
13038                         if (insn->imm < 0 || insn->imm >= size) {
13039                                 verbose(env, "invalid shift %d\n", insn->imm);
13040                                 return -EINVAL;
13041                         }
13042                 }
13043
13044                 /* check dest operand */
13045                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
13046                 if (err)
13047                         return err;
13048
13049                 return adjust_reg_min_max_vals(env, insn);
13050         }
13051
13052         return 0;
13053 }
13054
13055 static void find_good_pkt_pointers(struct bpf_verifier_state *vstate,
13056                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
13057                                    enum bpf_reg_type type,
13058                                    bool range_right_open)
13059 {
13060         struct bpf_func_state *state;
13061         struct bpf_reg_state *reg;
13062         int new_range;
13063
13064         if (dst_reg->off < 0 ||
13065             (dst_reg->off == 0 && range_right_open))
13066                 /* This doesn't give us any range */
13067                 return;
13068
13069         if (dst_reg->umax_value > MAX_PACKET_OFF ||
13070             dst_reg->umax_value + dst_reg->off > MAX_PACKET_OFF)
13071                 /* Risk of overflow.  For instance, ptr + (1<<63) may be less
13072                  * than pkt_end, but that's because it's also less than pkt.
13073                  */
13074                 return;
13075
13076         new_range = dst_reg->off;
13077         if (range_right_open)
13078                 new_range++;
13079
13080         /* Examples for register markings:
13081          *
13082          * pkt_data in dst register:
13083          *
13084          *   r2 = r3;
13085          *   r2 += 8;
13086          *   if (r2 > pkt_end) goto <handle exception>
13087          *   <access okay>
13088          *
13089          *   r2 = r3;
13090          *   r2 += 8;
13091          *   if (r2 < pkt_end) goto <access okay>
13092          *   <handle exception>
13093          *
13094          *   Where:
13095          *     r2 == dst_reg, pkt_end == src_reg
13096          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
13097          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
13098          *
13099          * pkt_data in src register:
13100          *
13101          *   r2 = r3;
13102          *   r2 += 8;
13103          *   if (pkt_end >= r2) goto <access okay>
13104          *   <handle exception>
13105          *
13106          *   r2 = r3;
13107          *   r2 += 8;
13108          *   if (pkt_end <= r2) goto <handle exception>
13109          *   <access okay>
13110          *
13111          *   Where:
13112          *     pkt_end == dst_reg, r2 == src_reg
13113          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
13114          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
13115          *
13116          * Find register r3 and mark its range as r3=pkt(id=n,off=0,r=8)
13117          * or r3=pkt(id=n,off=0,r=8-1), so that range of bytes [r3, r3 + 8)
13118          * and [r3, r3 + 8-1) respectively is safe to access depending on
13119          * the check.
13120          */
13121
13122         /* If our ids match, then we must have the same max_value.  And we
13123          * don't care about the other reg's fixed offset, since if it's too big
13124          * the range won't allow anything.
13125          * dst_reg->off is known < MAX_PACKET_OFF, therefore it fits in a u16.
13126          */
13127         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
13128                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
13129                         /* keep the maximum range already checked */
13130                         reg->range = max(reg->range, new_range);
13131         }));
13132 }
13133
13134 static int is_branch32_taken(struct bpf_reg_state *reg, u32 val, u8 opcode)
13135 {
13136         struct tnum subreg = tnum_subreg(reg->var_off);
13137         s32 sval = (s32)val;
13138
13139         switch (opcode) {
13140         case BPF_JEQ:
13141                 if (tnum_is_const(subreg))
13142                         return !!tnum_equals_const(subreg, val);
13143                 else if (val < reg->u32_min_value || val > reg->u32_max_value)
13144                         return 0;
13145                 break;
13146         case BPF_JNE:
13147                 if (tnum_is_const(subreg))
13148                         return !tnum_equals_const(subreg, val);
13149                 else if (val < reg->u32_min_value || val > reg->u32_max_value)
13150                         return 1;
13151                 break;
13152         case BPF_JSET:
13153                 if ((~subreg.mask & subreg.value) & val)
13154                         return 1;
13155                 if (!((subreg.mask | subreg.value) & val))
13156                         return 0;
13157                 break;
13158         case BPF_JGT:
13159                 if (reg->u32_min_value > val)
13160                         return 1;
13161                 else if (reg->u32_max_value <= val)
13162                         return 0;
13163                 break;
13164         case BPF_JSGT:
13165                 if (reg->s32_min_value > sval)
13166                         return 1;
13167                 else if (reg->s32_max_value <= sval)
13168                         return 0;
13169                 break;
13170         case BPF_JLT:
13171                 if (reg->u32_max_value < val)
13172                         return 1;
13173                 else if (reg->u32_min_value >= val)
13174                         return 0;
13175                 break;
13176         case BPF_JSLT:
13177                 if (reg->s32_max_value < sval)
13178                         return 1;
13179                 else if (reg->s32_min_value >= sval)
13180                         return 0;
13181                 break;
13182         case BPF_JGE:
13183                 if (reg->u32_min_value >= val)
13184                         return 1;
13185                 else if (reg->u32_max_value < val)
13186                         return 0;
13187                 break;
13188         case BPF_JSGE:
13189                 if (reg->s32_min_value >= sval)
13190                         return 1;
13191                 else if (reg->s32_max_value < sval)
13192                         return 0;
13193                 break;
13194         case BPF_JLE:
13195                 if (reg->u32_max_value <= val)
13196                         return 1;
13197                 else if (reg->u32_min_value > val)
13198                         return 0;
13199                 break;
13200         case BPF_JSLE:
13201                 if (reg->s32_max_value <= sval)
13202                         return 1;
13203                 else if (reg->s32_min_value > sval)
13204                         return 0;
13205                 break;
13206         }
13207
13208         return -1;
13209 }
13210
13211
13212 static int is_branch64_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode)
13213 {
13214         s64 sval = (s64)val;
13215
13216         switch (opcode) {
13217         case BPF_JEQ:
13218                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
13219                         return !!tnum_equals_const(reg->var_off, val);
13220                 else if (val < reg->umin_value || val > reg->umax_value)
13221                         return 0;
13222                 break;
13223         case BPF_JNE:
13224                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
13225                         return !tnum_equals_const(reg->var_off, val);
13226                 else if (val < reg->umin_value || val > reg->umax_value)
13227                         return 1;
13228                 break;
13229         case BPF_JSET:
13230                 if ((~reg->var_off.mask & reg->var_off.value) & val)
13231                         return 1;
13232                 if (!((reg->var_off.mask | reg->var_off.value) & val))
13233                         return 0;
13234                 break;
13235         case BPF_JGT:
13236                 if (reg->umin_value > val)
13237                         return 1;
13238                 else if (reg->umax_value <= val)
13239                         return 0;
13240                 break;
13241         case BPF_JSGT:
13242                 if (reg->smin_value > sval)
13243                         return 1;
13244                 else if (reg->smax_value <= sval)
13245                         return 0;
13246                 break;
13247         case BPF_JLT:
13248                 if (reg->umax_value < val)
13249                         return 1;
13250                 else if (reg->umin_value >= val)
13251                         return 0;
13252                 break;
13253         case BPF_JSLT:
13254                 if (reg->smax_value < sval)
13255                         return 1;
13256                 else if (reg->smin_value >= sval)
13257                         return 0;
13258                 break;
13259         case BPF_JGE:
13260                 if (reg->umin_value >= val)
13261                         return 1;
13262                 else if (reg->umax_value < val)
13263                         return 0;
13264                 break;
13265         case BPF_JSGE:
13266                 if (reg->smin_value >= sval)
13267                         return 1;
13268                 else if (reg->smax_value < sval)
13269                         return 0;
13270                 break;
13271         case BPF_JLE:
13272                 if (reg->umax_value <= val)
13273                         return 1;
13274                 else if (reg->umin_value > val)
13275                         return 0;
13276                 break;
13277         case BPF_JSLE:
13278                 if (reg->smax_value <= sval)
13279                         return 1;
13280                 else if (reg->smin_value > sval)
13281                         return 0;
13282                 break;
13283         }
13284
13285         return -1;
13286 }
13287
13288 /* compute branch direction of the expression "if (reg opcode val) goto target;"
13289  * and return:
13290  *  1 - branch will be taken and "goto target" will be executed
13291  *  0 - branch will not be taken and fall-through to next insn
13292  * -1 - unknown. Example: "if (reg < 5)" is unknown when register value
13293  *      range [0,10]
13294  */
13295 static int is_branch_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode,
13296                            bool is_jmp32)
13297 {
13298         if (__is_pointer_value(false, reg)) {
13299                 if (!reg_not_null(reg))
13300                         return -1;
13301
13302                 /* If pointer is valid tests against zero will fail so we can
13303                  * use this to direct branch taken.
13304                  */
13305                 if (val != 0)
13306                         return -1;
13307
13308                 switch (opcode) {
13309                 case BPF_JEQ:
13310                         return 0;
13311                 case BPF_JNE:
13312                         return 1;
13313                 default:
13314                         return -1;
13315                 }
13316         }
13317
13318         if (is_jmp32)
13319                 return is_branch32_taken(reg, val, opcode);
13320         return is_branch64_taken(reg, val, opcode);
13321 }
13322
13323 static int flip_opcode(u32 opcode)
13324 {
13325         /* How can we transform "a <op> b" into "b <op> a"? */
13326         static const u8 opcode_flip[16] = {
13327                 /* these stay the same */
13328                 [BPF_JEQ  >> 4] = BPF_JEQ,
13329                 [BPF_JNE  >> 4] = BPF_JNE,
13330                 [BPF_JSET >> 4] = BPF_JSET,
13331                 /* these swap "lesser" and "greater" (L and G in the opcodes) */
13332                 [BPF_JGE  >> 4] = BPF_JLE,
13333                 [BPF_JGT  >> 4] = BPF_JLT,
13334                 [BPF_JLE  >> 4] = BPF_JGE,
13335                 [BPF_JLT  >> 4] = BPF_JGT,
13336                 [BPF_JSGE >> 4] = BPF_JSLE,
13337                 [BPF_JSGT >> 4] = BPF_JSLT,
13338                 [BPF_JSLE >> 4] = BPF_JSGE,
13339                 [BPF_JSLT >> 4] = BPF_JSGT
13340         };
13341         return opcode_flip[opcode >> 4];
13342 }
13343
13344 static int is_pkt_ptr_branch_taken(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13345                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
13346                                    u8 opcode)
13347 {
13348         struct bpf_reg_state *pkt;
13349
13350         if (src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
13351                 pkt = dst_reg;
13352         } else if (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
13353                 pkt = src_reg;
13354                 opcode = flip_opcode(opcode);
13355         } else {
13356                 return -1;
13357         }
13358
13359         if (pkt->range >= 0)
13360                 return -1;
13361
13362         switch (opcode) {
13363         case BPF_JLE:
13364                 /* pkt <= pkt_end */
13365                 fallthrough;
13366         case BPF_JGT:
13367                 /* pkt > pkt_end */
13368                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END)
13369                         /* pkt has at last one extra byte beyond pkt_end */
13370                         return opcode == BPF_JGT;
13371                 break;
13372         case BPF_JLT:
13373                 /* pkt < pkt_end */
13374                 fallthrough;
13375         case BPF_JGE:
13376                 /* pkt >= pkt_end */
13377                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END || pkt->range == AT_PKT_END)
13378                         return opcode == BPF_JGE;
13379                 break;
13380         }
13381         return -1;
13382 }
13383
13384 /* Adjusts the register min/max values in the case that the dst_reg is the
13385  * variable register that we are working on, and src_reg is a constant or we're
13386  * simply doing a BPF_K check.
13387  * In JEQ/JNE cases we also adjust the var_off values.
13388  */
13389 static void reg_set_min_max(struct bpf_reg_state *true_reg,
13390                             struct bpf_reg_state *false_reg,
13391                             u64 val, u32 val32,
13392                             u8 opcode, bool is_jmp32)
13393 {
13394         struct tnum false_32off = tnum_subreg(false_reg->var_off);
13395         struct tnum false_64off = false_reg->var_off;
13396         struct tnum true_32off = tnum_subreg(true_reg->var_off);
13397         struct tnum true_64off = true_reg->var_off;
13398         s64 sval = (s64)val;
13399         s32 sval32 = (s32)val32;
13400
13401         /* If the dst_reg is a pointer, we can't learn anything about its
13402          * variable offset from the compare (unless src_reg were a pointer into
13403          * the same object, but we don't bother with that.
13404          * Since false_reg and true_reg have the same type by construction, we
13405          * only need to check one of them for pointerness.
13406          */
13407         if (__is_pointer_value(false, false_reg))
13408                 return;
13409
13410         switch (opcode) {
13411         /* JEQ/JNE comparison doesn't change the register equivalence.
13412          *
13413          * r1 = r2;
13414          * if (r1 == 42) goto label;
13415          * ...
13416          * label: // here both r1 and r2 are known to be 42.
13417          *
13418          * Hence when marking register as known preserve it's ID.
13419          */
13420         case BPF_JEQ:
13421                 if (is_jmp32) {
13422                         __mark_reg32_known(true_reg, val32);
13423                         true_32off = tnum_subreg(true_reg->var_off);
13424                 } else {
13425                         ___mark_reg_known(true_reg, val);
13426                         true_64off = true_reg->var_off;
13427                 }
13428                 break;
13429         case BPF_JNE:
13430                 if (is_jmp32) {
13431                         __mark_reg32_known(false_reg, val32);
13432                         false_32off = tnum_subreg(false_reg->var_off);
13433                 } else {
13434                         ___mark_reg_known(false_reg, val);
13435                         false_64off = false_reg->var_off;
13436                 }
13437                 break;
13438         case BPF_JSET:
13439                 if (is_jmp32) {
13440                         false_32off = tnum_and(false_32off, tnum_const(~val32));
13441                         if (is_power_of_2(val32))
13442                                 true_32off = tnum_or(true_32off,
13443                                                      tnum_const(val32));
13444                 } else {
13445                         false_64off = tnum_and(false_64off, tnum_const(~val));
13446                         if (is_power_of_2(val))
13447                                 true_64off = tnum_or(true_64off,
13448                                                      tnum_const(val));
13449                 }
13450                 break;
13451         case BPF_JGE:
13452         case BPF_JGT:
13453         {
13454                 if (is_jmp32) {
13455                         u32 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val32  : val32 - 1;
13456                         u32 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val32 + 1 : val32;
13457
13458                         false_reg->u32_max_value = min(false_reg->u32_max_value,
13459                                                        false_umax);
13460                         true_reg->u32_min_value = max(true_reg->u32_min_value,
13461                                                       true_umin);
13462                 } else {
13463                         u64 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val    : val - 1;
13464                         u64 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val + 1 : val;
13465
13466                         false_reg->umax_value = min(false_reg->umax_value, false_umax);
13467                         true_reg->umin_value = max(true_reg->umin_value, true_umin);
13468                 }
13469                 break;
13470         }
13471         case BPF_JSGE:
13472         case BPF_JSGT:
13473         {
13474                 if (is_jmp32) {
13475                         s32 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval32    : sval32 - 1;
13476                         s32 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval32 + 1 : sval32;
13477
13478                         false_reg->s32_max_value = min(false_reg->s32_max_value, false_smax);
13479                         true_reg->s32_min_value = max(true_reg->s32_min_value, true_smin);
13480                 } else {
13481                         s64 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval    : sval - 1;
13482                         s64 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval + 1 : sval;
13483
13484                         false_reg->smax_value = min(false_reg->smax_value, false_smax);
13485                         true_reg->smin_value = max(true_reg->smin_value, true_smin);
13486                 }
13487                 break;
13488         }
13489         case BPF_JLE:
13490         case BPF_JLT:
13491         {
13492                 if (is_jmp32) {
13493                         u32 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val32  : val32 + 1;
13494                         u32 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val32 - 1 : val32;
13495
13496                         false_reg->u32_min_value = max(false_reg->u32_min_value,
13497                                                        false_umin);
13498                         true_reg->u32_max_value = min(true_reg->u32_max_value,
13499                                                       true_umax);
13500                 } else {
13501                         u64 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val    : val + 1;
13502                         u64 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val - 1 : val;
13503
13504                         false_reg->umin_value = max(false_reg->umin_value, false_umin);
13505                         true_reg->umax_value = min(true_reg->umax_value, true_umax);
13506                 }
13507                 break;
13508         }
13509         case BPF_JSLE:
13510         case BPF_JSLT:
13511         {
13512                 if (is_jmp32) {
13513                         s32 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval32    : sval32 + 1;
13514                         s32 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval32 - 1 : sval32;
13515
13516                         false_reg->s32_min_value = max(false_reg->s32_min_value, false_smin);
13517                         true_reg->s32_max_value = min(true_reg->s32_max_value, true_smax);
13518                 } else {
13519                         s64 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval    : sval + 1;
13520                         s64 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval - 1 : sval;
13521
13522                         false_reg->smin_value = max(false_reg->smin_value, false_smin);
13523                         true_reg->smax_value = min(true_reg->smax_value, true_smax);
13524                 }
13525                 break;
13526         }
13527         default:
13528                 return;
13529         }
13530
13531         if (is_jmp32) {
13532                 false_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(false_64off),
13533                                              tnum_subreg(false_32off));
13534                 true_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(true_64off),
13535                                             tnum_subreg(true_32off));
13536                 __reg_combine_32_into_64(false_reg);
13537                 __reg_combine_32_into_64(true_reg);
13538         } else {
13539                 false_reg->var_off = false_64off;
13540                 true_reg->var_off = true_64off;
13541                 __reg_combine_64_into_32(false_reg);
13542                 __reg_combine_64_into_32(true_reg);
13543         }
13544 }
13545
13546 /* Same as above, but for the case that dst_reg holds a constant and src_reg is
13547  * the variable reg.
13548  */
13549 static void reg_set_min_max_inv(struct bpf_reg_state *true_reg,
13550                                 struct bpf_reg_state *false_reg,
13551                                 u64 val, u32 val32,
13552                                 u8 opcode, bool is_jmp32)
13553 {
13554         opcode = flip_opcode(opcode);
13555         /* This uses zero as "not present in table"; luckily the zero opcode,
13556          * BPF_JA, can't get here.
13557          */
13558         if (opcode)
13559                 reg_set_min_max(true_reg, false_reg, val, val32, opcode, is_jmp32);
13560 }
13561
13562 /* Regs are known to be equal, so intersect their min/max/var_off */
13563 static void __reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *src_reg,
13564                                   struct bpf_reg_state *dst_reg)
13565 {
13566         src_reg->umin_value = dst_reg->umin_value = max(src_reg->umin_value,
13567                                                         dst_reg->umin_value);
13568         src_reg->umax_value = dst_reg->umax_value = min(src_reg->umax_value,
13569                                                         dst_reg->umax_value);
13570         src_reg->smin_value = dst_reg->smin_value = max(src_reg->smin_value,
13571                                                         dst_reg->smin_value);
13572         src_reg->smax_value = dst_reg->smax_value = min(src_reg->smax_value,
13573                                                         dst_reg->smax_value);
13574         src_reg->var_off = dst_reg->var_off = tnum_intersect(src_reg->var_off,
13575                                                              dst_reg->var_off);
13576         reg_bounds_sync(src_reg);
13577         reg_bounds_sync(dst_reg);
13578 }
13579
13580 static void reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *true_src,
13581                                 struct bpf_reg_state *true_dst,
13582                                 struct bpf_reg_state *false_src,
13583                                 struct bpf_reg_state *false_dst,
13584                                 u8 opcode)
13585 {
13586         switch (opcode) {
13587         case BPF_JEQ:
13588                 __reg_combine_min_max(true_src, true_dst);
13589                 break;
13590         case BPF_JNE:
13591                 __reg_combine_min_max(false_src, false_dst);
13592                 break;
13593         }
13594 }
13595
13596 static void mark_ptr_or_null_reg(struct bpf_func_state *state,
13597                                  struct bpf_reg_state *reg, u32 id,
13598                                  bool is_null)
13599 {
13600         if (type_may_be_null(reg->type) && reg->id == id &&
13601             (is_rcu_reg(reg) || !WARN_ON_ONCE(!reg->id))) {
13602                 /* Old offset (both fixed and variable parts) should have been
13603                  * known-zero, because we don't allow pointer arithmetic on
13604                  * pointers that might be NULL. If we see this happening, don't
13605                  * convert the register.
13606                  *
13607                  * But in some cases, some helpers that return local kptrs
13608                  * advance offset for the returned pointer. In those cases, it
13609                  * is fine to expect to see reg->off.
13610                  */
13611                 if (WARN_ON_ONCE(reg->smin_value || reg->smax_value || !tnum_equals_const(reg->var_off, 0)))
13612                         return;
13613                 if (!(type_is_ptr_alloc_obj(reg->type) || type_is_non_owning_ref(reg->type)) &&
13614                     WARN_ON_ONCE(reg->off))
13615                         return;
13616
13617                 if (is_null) {
13618                         reg->type = SCALAR_VALUE;
13619                         /* We don't need id and ref_obj_id from this point
13620                          * onwards anymore, thus we should better reset it,
13621                          * so that state pruning has chances to take effect.
13622                          */
13623                         reg->id = 0;
13624                         reg->ref_obj_id = 0;
13625
13626                         return;
13627                 }
13628
13629                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
13630
13631                 if (!reg_may_point_to_spin_lock(reg)) {
13632                         /* For not-NULL ptr, reg->ref_obj_id will be reset
13633                          * in release_reference().
13634                          *
13635                          * reg->id is still used by spin_lock ptr. Other
13636                          * than spin_lock ptr type, reg->id can be reset.
13637                          */
13638                         reg->id = 0;
13639                 }
13640         }
13641 }
13642
13643 /* The logic is similar to find_good_pkt_pointers(), both could eventually
13644  * be folded together at some point.
13645  */
13646 static void mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_verifier_state *vstate, u32 regno,
13647                                   bool is_null)
13648 {
13649         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
13650         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
13651         u32 ref_obj_id = regs[regno].ref_obj_id;
13652         u32 id = regs[regno].id;
13653
13654         if (ref_obj_id && ref_obj_id == id && is_null)
13655                 /* regs[regno] is in the " == NULL" branch.
13656                  * No one could have freed the reference state before
13657                  * doing the NULL check.
13658                  */
13659                 WARN_ON_ONCE(release_reference_state(state, id));
13660
13661         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
13662                 mark_ptr_or_null_reg(state, reg, id, is_null);
13663         }));
13664 }
13665
13666 static bool try_match_pkt_pointers(const struct bpf_insn *insn,
13667                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
13668                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
13669                                    struct bpf_verifier_state *this_branch,
13670                                    struct bpf_verifier_state *other_branch)
13671 {
13672         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_X)
13673                 return false;
13674
13675         /* Pointers are always 64-bit. */
13676         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32)
13677                 return false;
13678
13679         switch (BPF_OP(insn->code)) {
13680         case BPF_JGT:
13681                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
13682                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
13683                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
13684                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
13685                         /* pkt_data' > pkt_end, pkt_meta' > pkt_data */
13686                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
13687                                                dst_reg->type, false);
13688                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, true);
13689                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
13690                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
13691                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
13692                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
13693                         /* pkt_end > pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
13694                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
13695                                                src_reg->type, true);
13696                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, false);
13697                 } else {
13698                         return false;
13699                 }
13700                 break;
13701         case BPF_JLT:
13702                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
13703                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
13704                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
13705                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
13706                         /* pkt_data' < pkt_end, pkt_meta' < pkt_data */
13707                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
13708                                                dst_reg->type, true);
13709                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, false);
13710                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
13711                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
13712                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
13713                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
13714                         /* pkt_end < pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
13715                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
13716                                                src_reg->type, false);
13717                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, true);
13718                 } else {
13719                         return false;
13720                 }
13721                 break;
13722         case BPF_JGE:
13723                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
13724                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
13725                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
13726                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
13727                         /* pkt_data' >= pkt_end, pkt_meta' >= pkt_data */
13728                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
13729                                                dst_reg->type, true);
13730                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, false);
13731                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
13732                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
13733                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
13734                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
13735                         /* pkt_end >= pkt_data', pkt_data >= pkt_meta' */
13736                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
13737                                                src_reg->type, false);
13738                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, true);
13739                 } else {
13740                         return false;
13741                 }
13742                 break;
13743         case BPF_JLE:
13744                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
13745                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
13746                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
13747                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
13748                         /* pkt_data' <= pkt_end, pkt_meta' <= pkt_data */
13749                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
13750                                                dst_reg->type, false);
13751                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, true);
13752                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
13753                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
13754                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
13755                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
13756                         /* pkt_end <= pkt_data', pkt_data <= pkt_meta' */
13757                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
13758                                                src_reg->type, true);
13759                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, false);
13760                 } else {
13761                         return false;
13762                 }
13763                 break;
13764         default:
13765                 return false;
13766         }
13767
13768         return true;
13769 }
13770
13771 static void find_equal_scalars(struct bpf_verifier_state *vstate,
13772                                struct bpf_reg_state *known_reg)
13773 {
13774         struct bpf_func_state *state;
13775         struct bpf_reg_state *reg;
13776
13777         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
13778                 if (reg->type == SCALAR_VALUE && reg->id == known_reg->id)
13779                         copy_register_state(reg, known_reg);
13780         }));
13781 }
13782
13783 static int check_cond_jmp_op(struct bpf_verifier_env *env,
13784                              struct bpf_insn *insn, int *insn_idx)
13785 {
13786         struct bpf_verifier_state *this_branch = env->cur_state;
13787         struct bpf_verifier_state *other_branch;
13788         struct bpf_reg_state *regs = this_branch->frame[this_branch->curframe]->regs;
13789         struct bpf_reg_state *dst_reg, *other_branch_regs, *src_reg = NULL;
13790         struct bpf_reg_state *eq_branch_regs;
13791         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
13792         bool is_jmp32;
13793         int pred = -1;
13794         int err;
13795
13796         /* Only conditional jumps are expected to reach here. */
13797         if (opcode == BPF_JA || opcode > BPF_JSLE) {
13798                 verbose(env, "invalid BPF_JMP/JMP32 opcode %x\n", opcode);
13799                 return -EINVAL;
13800         }
13801
13802         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
13803                 if (insn->imm != 0) {
13804                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
13805                         return -EINVAL;
13806                 }
13807
13808                 /* check src1 operand */
13809                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
13810                 if (err)
13811                         return err;
13812
13813                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
13814                         verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
13815                                 insn->src_reg);
13816                         return -EACCES;
13817                 }
13818                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
13819         } else {
13820                 if (insn->src_reg != BPF_REG_0) {
13821                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
13822                         return -EINVAL;
13823                 }
13824         }
13825
13826         /* check src2 operand */
13827         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
13828         if (err)
13829                 return err;
13830
13831         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
13832         is_jmp32 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32;
13833
13834         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
13835                 pred = is_branch_taken(dst_reg, insn->imm, opcode, is_jmp32);
13836         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
13837                    is_jmp32 && tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))) {
13838                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
13839                                        tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
13840                                        opcode,
13841                                        is_jmp32);
13842         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
13843                    !is_jmp32 && tnum_is_const(src_reg->var_off)) {
13844                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
13845                                        src_reg->var_off.value,
13846                                        opcode,
13847                                        is_jmp32);
13848         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
13849                    is_jmp32 && tnum_is_const(tnum_subreg(dst_reg->var_off))) {
13850                 pred = is_branch_taken(src_reg,
13851                                        tnum_subreg(dst_reg->var_off).value,
13852                                        flip_opcode(opcode),
13853                                        is_jmp32);
13854         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
13855                    !is_jmp32 && tnum_is_const(dst_reg->var_off)) {
13856                 pred = is_branch_taken(src_reg,
13857                                        dst_reg->var_off.value,
13858                                        flip_opcode(opcode),
13859                                        is_jmp32);
13860         } else if (reg_is_pkt_pointer_any(dst_reg) &&
13861                    reg_is_pkt_pointer_any(src_reg) &&
13862                    !is_jmp32) {
13863                 pred = is_pkt_ptr_branch_taken(dst_reg, src_reg, opcode);
13864         }
13865
13866         if (pred >= 0) {
13867                 /* If we get here with a dst_reg pointer type it is because
13868                  * above is_branch_taken() special cased the 0 comparison.
13869                  */
13870                 if (!__is_pointer_value(false, dst_reg))
13871                         err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
13872                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X && !err &&
13873                     !__is_pointer_value(false, src_reg))
13874                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
13875                 if (err)
13876                         return err;
13877         }
13878
13879         if (pred == 1) {
13880                 /* Only follow the goto, ignore fall-through. If needed, push
13881                  * the fall-through branch for simulation under speculative
13882                  * execution.
13883                  */
13884                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
13885                     !sanitize_speculative_path(env, insn, *insn_idx + 1,
13886                                                *insn_idx))
13887                         return -EFAULT;
13888                 *insn_idx += insn->off;
13889                 return 0;
13890         } else if (pred == 0) {
13891                 /* Only follow the fall-through branch, since that's where the
13892                  * program will go. If needed, push the goto branch for
13893                  * simulation under speculative execution.
13894                  */
13895                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
13896                     !sanitize_speculative_path(env, insn,
13897                                                *insn_idx + insn->off + 1,
13898                                                *insn_idx))
13899                         return -EFAULT;
13900                 return 0;
13901         }
13902
13903         other_branch = push_stack(env, *insn_idx + insn->off + 1, *insn_idx,
13904                                   false);
13905         if (!other_branch)
13906                 return -EFAULT;
13907         other_branch_regs = other_branch->frame[other_branch->curframe]->regs;
13908
13909         /* detect if we are comparing against a constant value so we can adjust
13910          * our min/max values for our dst register.
13911          * this is only legit if both are scalars (or pointers to the same
13912          * object, I suppose, see the PTR_MAYBE_NULL related if block below),
13913          * because otherwise the different base pointers mean the offsets aren't
13914          * comparable.
13915          */
13916         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
13917                 struct bpf_reg_state *src_reg = &regs[insn->src_reg];
13918
13919                 if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
13920                     src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
13921                         if (tnum_is_const(src_reg->var_off) ||
13922                             (is_jmp32 &&
13923                              tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))))
13924                                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
13925                                                 dst_reg,
13926                                                 src_reg->var_off.value,
13927                                                 tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
13928                                                 opcode, is_jmp32);
13929                         else if (tnum_is_const(dst_reg->var_off) ||
13930                                  (is_jmp32 &&
13931                                   tnum_is_const(tnum_subreg(dst_reg->var_off))))
13932                                 reg_set_min_max_inv(&other_branch_regs[insn->src_reg],
13933                                                     src_reg,
13934                                                     dst_reg->var_off.value,
13935                                                     tnum_subreg(dst_reg->var_off).value,
13936                                                     opcode, is_jmp32);
13937                         else if (!is_jmp32 &&
13938                                  (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE))
13939                                 /* Comparing for equality, we can combine knowledge */
13940                                 reg_combine_min_max(&other_branch_regs[insn->src_reg],
13941                                                     &other_branch_regs[insn->dst_reg],
13942                                                     src_reg, dst_reg, opcode);
13943                         if (src_reg->id &&
13944                             !WARN_ON_ONCE(src_reg->id != other_branch_regs[insn->src_reg].id)) {
13945                                 find_equal_scalars(this_branch, src_reg);
13946                                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->src_reg]);
13947                         }
13948
13949                 }
13950         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE) {
13951                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
13952                                         dst_reg, insn->imm, (u32)insn->imm,
13953                                         opcode, is_jmp32);
13954         }
13955
13956         if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE && dst_reg->id &&
13957             !WARN_ON_ONCE(dst_reg->id != other_branch_regs[insn->dst_reg].id)) {
13958                 find_equal_scalars(this_branch, dst_reg);
13959                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->dst_reg]);
13960         }
13961
13962         /* if one pointer register is compared to another pointer
13963          * register check if PTR_MAYBE_NULL could be lifted.
13964          * E.g. register A - maybe null
13965          *      register B - not null
13966          * for JNE A, B, ... - A is not null in the false branch;
13967          * for JEQ A, B, ... - A is not null in the true branch.
13968          *
13969          * Since PTR_TO_BTF_ID points to a kernel struct that does
13970          * not need to be null checked by the BPF program, i.e.,
13971          * could be null even without PTR_MAYBE_NULL marking, so
13972          * only propagate nullness when neither reg is that type.
13973          */
13974         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_X &&
13975             __is_pointer_value(false, src_reg) && __is_pointer_value(false, dst_reg) &&
13976             type_may_be_null(src_reg->type) != type_may_be_null(dst_reg->type) &&
13977             base_type(src_reg->type) != PTR_TO_BTF_ID &&
13978             base_type(dst_reg->type) != PTR_TO_BTF_ID) {
13979                 eq_branch_regs = NULL;
13980                 switch (opcode) {
13981                 case BPF_JEQ:
13982                         eq_branch_regs = other_branch_regs;
13983                         break;
13984                 case BPF_JNE:
13985                         eq_branch_regs = regs;
13986                         break;
13987                 default:
13988                         /* do nothing */
13989                         break;
13990                 }
13991                 if (eq_branch_regs) {
13992                         if (type_may_be_null(src_reg->type))
13993                                 mark_ptr_not_null_reg(&eq_branch_regs[insn->src_reg]);
13994                         else
13995                                 mark_ptr_not_null_reg(&eq_branch_regs[insn->dst_reg]);
13996                 }
13997         }
13998
13999         /* detect if R == 0 where R is returned from bpf_map_lookup_elem().
14000          * NOTE: these optimizations below are related with pointer comparison
14001          *       which will never be JMP32.
14002          */
14003         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K &&
14004             insn->imm == 0 && (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE) &&
14005             type_may_be_null(dst_reg->type)) {
14006                 /* Mark all identical registers in each branch as either
14007                  * safe or unknown depending R == 0 or R != 0 conditional.
14008                  */
14009                 mark_ptr_or_null_regs(this_branch, insn->dst_reg,
14010                                       opcode == BPF_JNE);
14011                 mark_ptr_or_null_regs(other_branch, insn->dst_reg,
14012                                       opcode == BPF_JEQ);
14013         } else if (!try_match_pkt_pointers(insn, dst_reg, &regs[insn->src_reg],
14014                                            this_branch, other_branch) &&
14015                    is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
14016                 verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
14017                         insn->dst_reg);
14018                 return -EACCES;
14019         }
14020         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
14021                 print_insn_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
14022         return 0;
14023 }
14024
14025 /* verify BPF_LD_IMM64 instruction */
14026 static int check_ld_imm(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
14027 {
14028         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
14029         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
14030         struct bpf_reg_state *dst_reg;
14031         struct bpf_map *map;
14032         int err;
14033
14034         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
14035                 verbose(env, "invalid BPF_LD_IMM insn\n");
14036                 return -EINVAL;
14037         }
14038         if (insn->off != 0) {
14039                 verbose(env, "BPF_LD_IMM64 uses reserved fields\n");
14040                 return -EINVAL;
14041         }
14042
14043         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
14044         if (err)
14045                 return err;
14046
14047         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
14048         if (insn->src_reg == 0) {
14049                 u64 imm = ((u64)(insn + 1)->imm << 32) | (u32)insn->imm;
14050
14051                 dst_reg->type = SCALAR_VALUE;
14052                 __mark_reg_known(&regs[insn->dst_reg], imm);
14053                 return 0;
14054         }
14055
14056         /* All special src_reg cases are listed below. From this point onwards
14057          * we either succeed and assign a corresponding dst_reg->type after
14058          * zeroing the offset, or fail and reject the program.
14059          */
14060         mark_reg_known_zero(env, regs, insn->dst_reg);
14061
14062         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
14063                 dst_reg->type = aux->btf_var.reg_type;
14064                 switch (base_type(dst_reg->type)) {
14065                 case PTR_TO_MEM:
14066                         dst_reg->mem_size = aux->btf_var.mem_size;
14067                         break;
14068                 case PTR_TO_BTF_ID:
14069                         dst_reg->btf = aux->btf_var.btf;
14070                         dst_reg->btf_id = aux->btf_var.btf_id;
14071                         break;
14072                 default:
14073                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
14074                         return -EFAULT;
14075                 }
14076                 return 0;
14077         }
14078
14079         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
14080                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
14081                 u32 subprogno = find_subprog(env,
14082                                              env->insn_idx + insn->imm + 1);
14083
14084                 if (!aux->func_info) {
14085                         verbose(env, "missing btf func_info\n");
14086                         return -EINVAL;
14087                 }
14088                 if (aux->func_info_aux[subprogno].linkage != BTF_FUNC_STATIC) {
14089                         verbose(env, "callback function not static\n");
14090                         return -EINVAL;
14091                 }
14092
14093                 dst_reg->type = PTR_TO_FUNC;
14094                 dst_reg->subprogno = subprogno;
14095                 return 0;
14096         }
14097
14098         map = env->used_maps[aux->map_index];
14099         dst_reg->map_ptr = map;
14100
14101         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_VALUE ||
14102             insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE) {
14103                 dst_reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
14104                 dst_reg->off = aux->map_off;
14105                 WARN_ON_ONCE(map->max_entries != 1);
14106                 /* We want reg->id to be same (0) as map_value is not distinct */
14107         } else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
14108                    insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
14109                 dst_reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
14110         } else {
14111                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
14112                 return -EINVAL;
14113         }
14114
14115         return 0;
14116 }
14117
14118 static bool may_access_skb(enum bpf_prog_type type)
14119 {
14120         switch (type) {
14121         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
14122         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
14123         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
14124                 return true;
14125         default:
14126                 return false;
14127         }
14128 }
14129
14130 /* verify safety of LD_ABS|LD_IND instructions:
14131  * - they can only appear in the programs where ctx == skb
14132  * - since they are wrappers of function calls, they scratch R1-R5 registers,
14133  *   preserve R6-R9, and store return value into R0
14134  *
14135  * Implicit input:
14136  *   ctx == skb == R6 == CTX
14137  *
14138  * Explicit input:
14139  *   SRC == any register
14140  *   IMM == 32-bit immediate
14141  *
14142  * Output:
14143  *   R0 - 8/16/32-bit skb data converted to cpu endianness
14144  */
14145 static int check_ld_abs(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
14146 {
14147         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
14148         static const int ctx_reg = BPF_REG_6;
14149         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
14150         int i, err;
14151
14152         if (!may_access_skb(resolve_prog_type(env->prog))) {
14153                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] instructions not allowed for this program type\n");
14154                 return -EINVAL;
14155         }
14156
14157         if (!env->ops->gen_ld_abs) {
14158                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
14159                 return -EINVAL;
14160         }
14161
14162         if (insn->dst_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
14163             BPF_SIZE(insn->code) == BPF_DW ||
14164             (mode == BPF_ABS && insn->src_reg != BPF_REG_0)) {
14165                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] uses reserved fields\n");
14166                 return -EINVAL;
14167         }
14168
14169         /* check whether implicit source operand (register R6) is readable */
14170         err = check_reg_arg(env, ctx_reg, SRC_OP);
14171         if (err)
14172                 return err;
14173
14174         /* Disallow usage of BPF_LD_[ABS|IND] with reference tracking, as
14175          * gen_ld_abs() may terminate the program at runtime, leading to
14176          * reference leak.
14177          */
14178         err = check_reference_leak(env);
14179         if (err) {
14180                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be mixed with socket references\n");
14181                 return err;
14182         }
14183
14184         if (env->cur_state->active_lock.ptr) {
14185                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_spin_lock-ed region\n");
14186                 return -EINVAL;
14187         }
14188
14189         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
14190                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_rcu_read_lock-ed region\n");
14191                 return -EINVAL;
14192         }
14193
14194         if (regs[ctx_reg].type != PTR_TO_CTX) {
14195                 verbose(env,
14196                         "at the time of BPF_LD_ABS|IND R6 != pointer to skb\n");
14197                 return -EINVAL;
14198         }
14199
14200         if (mode == BPF_IND) {
14201                 /* check explicit source operand */
14202                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
14203                 if (err)
14204                         return err;
14205         }
14206
14207         err = check_ptr_off_reg(env, &regs[ctx_reg], ctx_reg);
14208         if (err < 0)
14209                 return err;
14210
14211         /* reset caller saved regs to unreadable */
14212         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
14213                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
14214                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
14215         }
14216
14217         /* mark destination R0 register as readable, since it contains
14218          * the value fetched from the packet.
14219          * Already marked as written above.
14220          */
14221         mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
14222         /* ld_abs load up to 32-bit skb data. */
14223         regs[BPF_REG_0].subreg_def = env->insn_idx + 1;
14224         return 0;
14225 }
14226
14227 static int check_return_code(struct bpf_verifier_env *env)
14228 {
14229         struct tnum enforce_attach_type_range = tnum_unknown;
14230         const struct bpf_prog *prog = env->prog;
14231         struct bpf_reg_state *reg;
14232         struct tnum range = tnum_range(0, 1);
14233         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
14234         int err;
14235         struct bpf_func_state *frame = env->cur_state->frame[0];
14236         const bool is_subprog = frame->subprogno;
14237
14238         /* LSM and struct_ops func-ptr's return type could be "void" */
14239         if (!is_subprog) {
14240                 switch (prog_type) {
14241                 case BPF_PROG_TYPE_LSM:
14242                         if (prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP)
14243                                 /* See below, can be 0 or 0-1 depending on hook. */
14244                                 break;
14245                         fallthrough;
14246                 case BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS:
14247                         if (!prog->aux->attach_func_proto->type)
14248                                 return 0;
14249                         break;
14250                 default:
14251                         break;
14252                 }
14253         }
14254
14255         /* eBPF calling convention is such that R0 is used
14256          * to return the value from eBPF program.
14257          * Make sure that it's readable at this time
14258          * of bpf_exit, which means that program wrote
14259          * something into it earlier
14260          */
14261         err = check_reg_arg(env, BPF_REG_0, SRC_OP);
14262         if (err)
14263                 return err;
14264
14265         if (is_pointer_value(env, BPF_REG_0)) {
14266                 verbose(env, "R0 leaks addr as return value\n");
14267                 return -EACCES;
14268         }
14269
14270         reg = cur_regs(env) + BPF_REG_0;
14271
14272         if (frame->in_async_callback_fn) {
14273                 /* enforce return zero from async callbacks like timer */
14274                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
14275                         verbose(env, "In async callback the register R0 is not a known value (%s)\n",
14276                                 reg_type_str(env, reg->type));
14277                         return -EINVAL;
14278                 }
14279
14280                 if (!tnum_in(tnum_const(0), reg->var_off)) {
14281                         verbose_invalid_scalar(env, reg, &range, "async callback", "R0");
14282                         return -EINVAL;
14283                 }
14284                 return 0;
14285         }
14286
14287         if (is_subprog) {
14288                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
14289                         verbose(env, "At subprogram exit the register R0 is not a scalar value (%s)\n",
14290                                 reg_type_str(env, reg->type));
14291                         return -EINVAL;
14292                 }
14293                 return 0;
14294         }
14295
14296         switch (prog_type) {
14297         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK_ADDR:
14298                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP4_RECVMSG ||
14299                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP6_RECVMSG ||
14300                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETPEERNAME ||
14301                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETPEERNAME ||
14302                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETSOCKNAME ||
14303                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETSOCKNAME)
14304                         range = tnum_range(1, 1);
14305                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_BIND ||
14306                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_BIND)
14307                         range = tnum_range(0, 3);
14308                 break;
14309         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
14310                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET_EGRESS) {
14311                         range = tnum_range(0, 3);
14312                         enforce_attach_type_range = tnum_range(2, 3);
14313                 }
14314                 break;
14315         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK:
14316         case BPF_PROG_TYPE_SOCK_OPS:
14317         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_DEVICE:
14318         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SYSCTL:
14319         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
14320                 break;
14321         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
14322                 if (!env->prog->aux->attach_btf_id)
14323                         return 0;
14324                 range = tnum_const(0);
14325                 break;
14326         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
14327                 switch (env->prog->expected_attach_type) {
14328                 case BPF_TRACE_FENTRY:
14329                 case BPF_TRACE_FEXIT:
14330                         range = tnum_const(0);
14331                         break;
14332                 case BPF_TRACE_RAW_TP:
14333                 case BPF_MODIFY_RETURN:
14334                         return 0;
14335                 case BPF_TRACE_ITER:
14336                         break;
14337                 default:
14338                         return -ENOTSUPP;
14339                 }
14340                 break;
14341         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
14342                 range = tnum_range(SK_DROP, SK_PASS);
14343                 break;
14344
14345         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
14346                 if (env->prog->expected_attach_type != BPF_LSM_CGROUP) {
14347                         /* Regular BPF_PROG_TYPE_LSM programs can return
14348                          * any value.
14349                          */
14350                         return 0;
14351                 }
14352                 if (!env->prog->aux->attach_func_proto->type) {
14353                         /* Make sure programs that attach to void
14354                          * hooks don't try to modify return value.
14355                          */
14356                         range = tnum_range(1, 1);
14357                 }
14358                 break;
14359
14360         case BPF_PROG_TYPE_NETFILTER:
14361                 range = tnum_range(NF_DROP, NF_ACCEPT);
14362                 break;
14363         case BPF_PROG_TYPE_EXT:
14364                 /* freplace program can return anything as its return value
14365                  * depends on the to-be-replaced kernel func or bpf program.
14366                  */
14367         default:
14368                 return 0;
14369         }
14370
14371         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
14372                 verbose(env, "At program exit the register R0 is not a known value (%s)\n",
14373                         reg_type_str(env, reg->type));
14374                 return -EINVAL;
14375         }
14376
14377         if (!tnum_in(range, reg->var_off)) {
14378                 verbose_invalid_scalar(env, reg, &range, "program exit", "R0");
14379                 if (prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP &&
14380                     prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM &&
14381                     !prog->aux->attach_func_proto->type)
14382                         verbose(env, "Note, BPF_LSM_CGROUP that attach to void LSM hooks can't modify return value!\n");
14383                 return -EINVAL;
14384         }
14385
14386         if (!tnum_is_unknown(enforce_attach_type_range) &&
14387             tnum_in(enforce_attach_type_range, reg->var_off))
14388                 env->prog->enforce_expected_attach_type = 1;
14389         return 0;
14390 }
14391
14392 /* non-recursive DFS pseudo code
14393  * 1  procedure DFS-iterative(G,v):
14394  * 2      label v as discovered
14395  * 3      let S be a stack
14396  * 4      S.push(v)
14397  * 5      while S is not empty
14398  * 6            t <- S.peek()
14399  * 7            if t is what we're looking for:
14400  * 8                return t
14401  * 9            for all edges e in G.adjacentEdges(t) do
14402  * 10               if edge e is already labelled
14403  * 11                   continue with the next edge
14404  * 12               w <- G.adjacentVertex(t,e)
14405  * 13               if vertex w is not discovered and not explored
14406  * 14                   label e as tree-edge
14407  * 15                   label w as discovered
14408  * 16                   S.push(w)
14409  * 17                   continue at 5
14410  * 18               else if vertex w is discovered
14411  * 19                   label e as back-edge
14412  * 20               else
14413  * 21                   // vertex w is explored
14414  * 22                   label e as forward- or cross-edge
14415  * 23           label t as explored
14416  * 24           S.pop()
14417  *
14418  * convention:
14419  * 0x10 - discovered
14420  * 0x11 - discovered and fall-through edge labelled
14421  * 0x12 - discovered and fall-through and branch edges labelled
14422  * 0x20 - explored
14423  */
14424
14425 enum {
14426         DISCOVERED = 0x10,
14427         EXPLORED = 0x20,
14428         FALLTHROUGH = 1,
14429         BRANCH = 2,
14430 };
14431
14432 static u32 state_htab_size(struct bpf_verifier_env *env)
14433 {
14434         return env->prog->len;
14435 }
14436
14437 static struct bpf_verifier_state_list **explored_state(
14438                                         struct bpf_verifier_env *env,
14439                                         int idx)
14440 {
14441         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
14442         struct bpf_func_state *state = cur->frame[cur->curframe];
14443
14444         return &env->explored_states[(idx ^ state->callsite) % state_htab_size(env)];
14445 }
14446
14447 static void mark_prune_point(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
14448 {
14449         env->insn_aux_data[idx].prune_point = true;
14450 }
14451
14452 static bool is_prune_point(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
14453 {
14454         return env->insn_aux_data[insn_idx].prune_point;
14455 }
14456
14457 static void mark_force_checkpoint(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
14458 {
14459         env->insn_aux_data[idx].force_checkpoint = true;
14460 }
14461
14462 static bool is_force_checkpoint(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
14463 {
14464         return env->insn_aux_data[insn_idx].force_checkpoint;
14465 }
14466
14467
14468 enum {
14469         DONE_EXPLORING = 0,
14470         KEEP_EXPLORING = 1,
14471 };
14472
14473 /* t, w, e - match pseudo-code above:
14474  * t - index of current instruction
14475  * w - next instruction
14476  * e - edge
14477  */
14478 static int push_insn(int t, int w, int e, struct bpf_verifier_env *env,
14479                      bool loop_ok)
14480 {
14481         int *insn_stack = env->cfg.insn_stack;
14482         int *insn_state = env->cfg.insn_state;
14483
14484         if (e == FALLTHROUGH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | FALLTHROUGH))
14485                 return DONE_EXPLORING;
14486
14487         if (e == BRANCH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | BRANCH))
14488                 return DONE_EXPLORING;
14489
14490         if (w < 0 || w >= env->prog->len) {
14491                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
14492                 verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", t, w);
14493                 return -EINVAL;
14494         }
14495
14496         if (e == BRANCH) {
14497                 /* mark branch target for state pruning */
14498                 mark_prune_point(env, w);
14499                 mark_jmp_point(env, w);
14500         }
14501
14502         if (insn_state[w] == 0) {
14503                 /* tree-edge */
14504                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
14505                 insn_state[w] = DISCOVERED;
14506                 if (env->cfg.cur_stack >= env->prog->len)
14507                         return -E2BIG;
14508                 insn_stack[env->cfg.cur_stack++] = w;
14509                 return KEEP_EXPLORING;
14510         } else if ((insn_state[w] & 0xF0) == DISCOVERED) {
14511                 if (loop_ok && env->bpf_capable)
14512                         return DONE_EXPLORING;
14513                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
14514                 verbose_linfo(env, w, "%d: ", w);
14515                 verbose(env, "back-edge from insn %d to %d\n", t, w);
14516                 return -EINVAL;
14517         } else if (insn_state[w] == EXPLORED) {
14518                 /* forward- or cross-edge */
14519                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
14520         } else {
14521                 verbose(env, "insn state internal bug\n");
14522                 return -EFAULT;
14523         }
14524         return DONE_EXPLORING;
14525 }
14526
14527 static int visit_func_call_insn(int t, struct bpf_insn *insns,
14528                                 struct bpf_verifier_env *env,
14529                                 bool visit_callee)
14530 {
14531         int ret;
14532
14533         ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
14534         if (ret)
14535                 return ret;
14536
14537         mark_prune_point(env, t + 1);
14538         /* when we exit from subprog, we need to record non-linear history */
14539         mark_jmp_point(env, t + 1);
14540
14541         if (visit_callee) {
14542                 mark_prune_point(env, t);
14543                 ret = push_insn(t, t + insns[t].imm + 1, BRANCH, env,
14544                                 /* It's ok to allow recursion from CFG point of
14545                                  * view. __check_func_call() will do the actual
14546                                  * check.
14547                                  */
14548                                 bpf_pseudo_func(insns + t));
14549         }
14550         return ret;
14551 }
14552
14553 /* Visits the instruction at index t and returns one of the following:
14554  *  < 0 - an error occurred
14555  *  DONE_EXPLORING - the instruction was fully explored
14556  *  KEEP_EXPLORING - there is still work to be done before it is fully explored
14557  */
14558 static int visit_insn(int t, struct bpf_verifier_env *env)
14559 {
14560         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi, *insn = &insns[t];
14561         int ret;
14562
14563         if (bpf_pseudo_func(insn))
14564                 return visit_func_call_insn(t, insns, env, true);
14565
14566         /* All non-branch instructions have a single fall-through edge. */
14567         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_JMP &&
14568             BPF_CLASS(insn->code) != BPF_JMP32)
14569                 return push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
14570
14571         switch (BPF_OP(insn->code)) {
14572         case BPF_EXIT:
14573                 return DONE_EXPLORING;
14574
14575         case BPF_CALL:
14576                 if (insn->src_reg == 0 && insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback)
14577                         /* Mark this call insn as a prune point to trigger
14578                          * is_state_visited() check before call itself is
14579                          * processed by __check_func_call(). Otherwise new
14580                          * async state will be pushed for further exploration.
14581                          */
14582                         mark_prune_point(env, t);
14583                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) {
14584                         struct bpf_kfunc_call_arg_meta meta;
14585
14586                         ret = fetch_kfunc_meta(env, insn, &meta, NULL);
14587                         if (ret == 0 && is_iter_next_kfunc(&meta)) {
14588                                 mark_prune_point(env, t);
14589                                 /* Checking and saving state checkpoints at iter_next() call
14590                                  * is crucial for fast convergence of open-coded iterator loop
14591                                  * logic, so we need to force it. If we don't do that,
14592                                  * is_state_visited() might skip saving a checkpoint, causing
14593                                  * unnecessarily long sequence of not checkpointed
14594                                  * instructions and jumps, leading to exhaustion of jump
14595                                  * history buffer, and potentially other undesired outcomes.
14596                                  * It is expected that with correct open-coded iterators
14597                                  * convergence will happen quickly, so we don't run a risk of
14598                                  * exhausting memory.
14599                                  */
14600                                 mark_force_checkpoint(env, t);
14601                         }
14602                 }
14603                 return visit_func_call_insn(t, insns, env, insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL);
14604
14605         case BPF_JA:
14606                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K)
14607                         return -EINVAL;
14608
14609                 /* unconditional jump with single edge */
14610                 ret = push_insn(t, t + insn->off + 1, FALLTHROUGH, env,
14611                                 true);
14612                 if (ret)
14613                         return ret;
14614
14615                 mark_prune_point(env, t + insn->off + 1);
14616                 mark_jmp_point(env, t + insn->off + 1);
14617
14618                 return ret;
14619
14620         default:
14621                 /* conditional jump with two edges */
14622                 mark_prune_point(env, t);
14623
14624                 ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, true);
14625                 if (ret)
14626                         return ret;
14627
14628                 return push_insn(t, t + insn->off + 1, BRANCH, env, true);
14629         }
14630 }
14631
14632 /* non-recursive depth-first-search to detect loops in BPF program
14633  * loop == back-edge in directed graph
14634  */
14635 static int check_cfg(struct bpf_verifier_env *env)
14636 {
14637         int insn_cnt = env->prog->len;
14638         int *insn_stack, *insn_state;
14639         int ret = 0;
14640         int i;
14641
14642         insn_state = env->cfg.insn_state = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
14643         if (!insn_state)
14644                 return -ENOMEM;
14645
14646         insn_stack = env->cfg.insn_stack = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
14647         if (!insn_stack) {
14648                 kvfree(insn_state);
14649                 return -ENOMEM;
14650         }
14651
14652         insn_state[0] = DISCOVERED; /* mark 1st insn as discovered */
14653         insn_stack[0] = 0; /* 0 is the first instruction */
14654         env->cfg.cur_stack = 1;
14655
14656         while (env->cfg.cur_stack > 0) {
14657                 int t = insn_stack[env->cfg.cur_stack - 1];
14658
14659                 ret = visit_insn(t, env);
14660                 switch (ret) {
14661                 case DONE_EXPLORING:
14662                         insn_state[t] = EXPLORED;
14663                         env->cfg.cur_stack--;
14664                         break;
14665                 case KEEP_EXPLORING:
14666                         break;
14667                 default:
14668                         if (ret > 0) {
14669                                 verbose(env, "visit_insn internal bug\n");
14670                                 ret = -EFAULT;
14671                         }
14672                         goto err_free;
14673                 }
14674         }
14675
14676         if (env->cfg.cur_stack < 0) {
14677                 verbose(env, "pop stack internal bug\n");
14678                 ret = -EFAULT;
14679                 goto err_free;
14680         }
14681
14682         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
14683                 if (insn_state[i] != EXPLORED) {
14684                         verbose(env, "unreachable insn %d\n", i);
14685                         ret = -EINVAL;
14686                         goto err_free;
14687                 }
14688         }
14689         ret = 0; /* cfg looks good */
14690
14691 err_free:
14692         kvfree(insn_state);
14693         kvfree(insn_stack);
14694         env->cfg.insn_state = env->cfg.insn_stack = NULL;
14695         return ret;
14696 }
14697
14698 static int check_abnormal_return(struct bpf_verifier_env *env)
14699 {
14700         int i;
14701
14702         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
14703                 if (env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
14704                         verbose(env, "LD_ABS is not allowed in subprogs without BTF\n");
14705                         return -EINVAL;
14706                 }
14707                 if (env->subprog_info[i].has_tail_call) {
14708                         verbose(env, "tail_call is not allowed in subprogs without BTF\n");
14709                         return -EINVAL;
14710                 }
14711         }
14712         return 0;
14713 }
14714
14715 /* The minimum supported BTF func info size */
14716 #define MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE   8
14717 #define MAX_FUNCINFO_REC_SIZE   252
14718
14719 static int check_btf_func(struct bpf_verifier_env *env,
14720                           const union bpf_attr *attr,
14721                           bpfptr_t uattr)
14722 {
14723         const struct btf_type *type, *func_proto, *ret_type;
14724         u32 i, nfuncs, urec_size, min_size;
14725         u32 krec_size = sizeof(struct bpf_func_info);
14726         struct bpf_func_info *krecord;
14727         struct bpf_func_info_aux *info_aux = NULL;
14728         struct bpf_prog *prog;
14729         const struct btf *btf;
14730         bpfptr_t urecord;
14731         u32 prev_offset = 0;
14732         bool scalar_return;
14733         int ret = -ENOMEM;
14734
14735         nfuncs = attr->func_info_cnt;
14736         if (!nfuncs) {
14737                 if (check_abnormal_return(env))
14738                         return -EINVAL;
14739                 return 0;
14740         }
14741
14742         if (nfuncs != env->subprog_cnt) {
14743                 verbose(env, "number of funcs in func_info doesn't match number of subprogs\n");
14744                 return -EINVAL;
14745         }
14746
14747         urec_size = attr->func_info_rec_size;
14748         if (urec_size < MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE ||
14749             urec_size > MAX_FUNCINFO_REC_SIZE ||
14750             urec_size % sizeof(u32)) {
14751                 verbose(env, "invalid func info rec size %u\n", urec_size);
14752                 return -EINVAL;
14753         }
14754
14755         prog = env->prog;
14756         btf = prog->aux->btf;
14757
14758         urecord = make_bpfptr(attr->func_info, uattr.is_kernel);
14759         min_size = min_t(u32, krec_size, urec_size);
14760
14761         krecord = kvcalloc(nfuncs, krec_size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
14762         if (!krecord)
14763                 return -ENOMEM;
14764         info_aux = kcalloc(nfuncs, sizeof(*info_aux), GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
14765         if (!info_aux)
14766                 goto err_free;
14767
14768         for (i = 0; i < nfuncs; i++) {
14769                 ret = bpf_check_uarg_tail_zero(urecord, krec_size, urec_size);
14770                 if (ret) {
14771                         if (ret == -E2BIG) {
14772                                 verbose(env, "nonzero tailing record in func info");
14773                                 /* set the size kernel expects so loader can zero
14774                                  * out the rest of the record.
14775                                  */
14776                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
14777                                                           offsetof(union bpf_attr, func_info_rec_size),
14778                                                           &min_size, sizeof(min_size)))
14779                                         ret = -EFAULT;
14780                         }
14781                         goto err_free;
14782                 }
14783
14784                 if (copy_from_bpfptr(&krecord[i], urecord, min_size)) {
14785                         ret = -EFAULT;
14786                         goto err_free;
14787                 }
14788
14789                 /* check insn_off */
14790                 ret = -EINVAL;
14791                 if (i == 0) {
14792                         if (krecord[i].insn_off) {
14793                                 verbose(env,
14794                                         "nonzero insn_off %u for the first func info record",
14795                                         krecord[i].insn_off);
14796                                 goto err_free;
14797                         }
14798                 } else if (krecord[i].insn_off <= prev_offset) {
14799                         verbose(env,
14800                                 "same or smaller insn offset (%u) than previous func info record (%u)",
14801                                 krecord[i].insn_off, prev_offset);
14802                         goto err_free;
14803                 }
14804
14805                 if (env->subprog_info[i].start != krecord[i].insn_off) {
14806                         verbose(env, "func_info BTF section doesn't match subprog layout in BPF program\n");
14807                         goto err_free;
14808                 }
14809
14810                 /* check type_id */
14811                 type = btf_type_by_id(btf, krecord[i].type_id);
14812                 if (!type || !btf_type_is_func(type)) {
14813                         verbose(env, "invalid type id %d in func info",
14814                                 krecord[i].type_id);
14815                         goto err_free;
14816                 }
14817                 info_aux[i].linkage = BTF_INFO_VLEN(type->info);
14818
14819                 func_proto = btf_type_by_id(btf, type->type);
14820                 if (unlikely(!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)))
14821                         /* btf_func_check() already verified it during BTF load */
14822                         goto err_free;
14823                 ret_type = btf_type_skip_modifiers(btf, func_proto->type, NULL);
14824                 scalar_return =
14825                         btf_type_is_small_int(ret_type) || btf_is_any_enum(ret_type);
14826                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
14827                         verbose(env, "LD_ABS is only allowed in functions that return 'int'.\n");
14828                         goto err_free;
14829                 }
14830                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_tail_call) {
14831                         verbose(env, "tail_call is only allowed in functions that return 'int'.\n");
14832                         goto err_free;
14833                 }
14834
14835                 prev_offset = krecord[i].insn_off;
14836                 bpfptr_add(&urecord, urec_size);
14837         }
14838
14839         prog->aux->func_info = krecord;
14840         prog->aux->func_info_cnt = nfuncs;
14841         prog->aux->func_info_aux = info_aux;
14842         return 0;
14843
14844 err_free:
14845         kvfree(krecord);
14846         kfree(info_aux);
14847         return ret;
14848 }
14849
14850 static void adjust_btf_func(struct bpf_verifier_env *env)
14851 {
14852         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
14853         int i;
14854
14855         if (!aux->func_info)
14856                 return;
14857
14858         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
14859                 aux->func_info[i].insn_off = env->subprog_info[i].start;
14860 }
14861
14862 #define MIN_BPF_LINEINFO_SIZE   offsetofend(struct bpf_line_info, line_col)
14863 #define MAX_LINEINFO_REC_SIZE   MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
14864
14865 static int check_btf_line(struct bpf_verifier_env *env,
14866                           const union bpf_attr *attr,
14867                           bpfptr_t uattr)
14868 {
14869         u32 i, s, nr_linfo, ncopy, expected_size, rec_size, prev_offset = 0;
14870         struct bpf_subprog_info *sub;
14871         struct bpf_line_info *linfo;
14872         struct bpf_prog *prog;
14873         const struct btf *btf;
14874         bpfptr_t ulinfo;
14875         int err;
14876
14877         nr_linfo = attr->line_info_cnt;
14878         if (!nr_linfo)
14879                 return 0;
14880         if (nr_linfo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_line_info))
14881                 return -EINVAL;
14882
14883         rec_size = attr->line_info_rec_size;
14884         if (rec_size < MIN_BPF_LINEINFO_SIZE ||
14885             rec_size > MAX_LINEINFO_REC_SIZE ||
14886             rec_size & (sizeof(u32) - 1))
14887                 return -EINVAL;
14888
14889         /* Need to zero it in case the userspace may
14890          * pass in a smaller bpf_line_info object.
14891          */
14892         linfo = kvcalloc(nr_linfo, sizeof(struct bpf_line_info),
14893                          GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
14894         if (!linfo)
14895                 return -ENOMEM;
14896
14897         prog = env->prog;
14898         btf = prog->aux->btf;
14899
14900         s = 0;
14901         sub = env->subprog_info;
14902         ulinfo = make_bpfptr(attr->line_info, uattr.is_kernel);
14903         expected_size = sizeof(struct bpf_line_info);
14904         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
14905         for (i = 0; i < nr_linfo; i++) {
14906                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(ulinfo, expected_size, rec_size);
14907                 if (err) {
14908                         if (err == -E2BIG) {
14909                                 verbose(env, "nonzero tailing record in line_info");
14910                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
14911                                                           offsetof(union bpf_attr, line_info_rec_size),
14912                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
14913                                         err = -EFAULT;
14914                         }
14915                         goto err_free;
14916                 }
14917
14918                 if (copy_from_bpfptr(&linfo[i], ulinfo, ncopy)) {
14919                         err = -EFAULT;
14920                         goto err_free;
14921                 }
14922
14923                 /*
14924                  * Check insn_off to ensure
14925                  * 1) strictly increasing AND
14926                  * 2) bounded by prog->len
14927                  *
14928                  * The linfo[0].insn_off == 0 check logically falls into
14929                  * the later "missing bpf_line_info for func..." case
14930                  * because the first linfo[0].insn_off must be the
14931                  * first sub also and the first sub must have
14932                  * subprog_info[0].start == 0.
14933                  */
14934                 if ((i && linfo[i].insn_off <= prev_offset) ||
14935                     linfo[i].insn_off >= prog->len) {
14936                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].insn_off:%u (prev_offset:%u prog->len:%u)\n",
14937                                 i, linfo[i].insn_off, prev_offset,
14938                                 prog->len);
14939                         err = -EINVAL;
14940                         goto err_free;
14941                 }
14942
14943                 if (!prog->insnsi[linfo[i].insn_off].code) {
14944                         verbose(env,
14945                                 "Invalid insn code at line_info[%u].insn_off\n",
14946                                 i);
14947                         err = -EINVAL;
14948                         goto err_free;
14949                 }
14950
14951                 if (!btf_name_by_offset(btf, linfo[i].line_off) ||
14952                     !btf_name_by_offset(btf, linfo[i].file_name_off)) {
14953                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].line_off or .file_name_off\n", i);
14954                         err = -EINVAL;
14955                         goto err_free;
14956                 }
14957
14958                 if (s != env->subprog_cnt) {
14959                         if (linfo[i].insn_off == sub[s].start) {
14960                                 sub[s].linfo_idx = i;
14961                                 s++;
14962                         } else if (sub[s].start < linfo[i].insn_off) {
14963                                 verbose(env, "missing bpf_line_info for func#%u\n", s);
14964                                 err = -EINVAL;
14965                                 goto err_free;
14966                         }
14967                 }
14968
14969                 prev_offset = linfo[i].insn_off;
14970                 bpfptr_add(&ulinfo, rec_size);
14971         }
14972
14973         if (s != env->subprog_cnt) {
14974                 verbose(env, "missing bpf_line_info for %u funcs starting from func#%u\n",
14975                         env->subprog_cnt - s, s);
14976                 err = -EINVAL;
14977                 goto err_free;
14978         }
14979
14980         prog->aux->linfo = linfo;
14981         prog->aux->nr_linfo = nr_linfo;
14982
14983         return 0;
14984
14985 err_free:
14986         kvfree(linfo);
14987         return err;
14988 }
14989
14990 #define MIN_CORE_RELO_SIZE      sizeof(struct bpf_core_relo)
14991 #define MAX_CORE_RELO_SIZE      MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
14992
14993 static int check_core_relo(struct bpf_verifier_env *env,
14994                            const union bpf_attr *attr,
14995                            bpfptr_t uattr)
14996 {
14997         u32 i, nr_core_relo, ncopy, expected_size, rec_size;
14998         struct bpf_core_relo core_relo = {};
14999         struct bpf_prog *prog = env->prog;
15000         const struct btf *btf = prog->aux->btf;
15001         struct bpf_core_ctx ctx = {
15002                 .log = &env->log,
15003                 .btf = btf,
15004         };
15005         bpfptr_t u_core_relo;
15006         int err;
15007
15008         nr_core_relo = attr->core_relo_cnt;
15009         if (!nr_core_relo)
15010                 return 0;
15011         if (nr_core_relo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_core_relo))
15012                 return -EINVAL;
15013
15014         rec_size = attr->core_relo_rec_size;
15015         if (rec_size < MIN_CORE_RELO_SIZE ||
15016             rec_size > MAX_CORE_RELO_SIZE ||
15017             rec_size % sizeof(u32))
15018                 return -EINVAL;
15019
15020         u_core_relo = make_bpfptr(attr->core_relos, uattr.is_kernel);
15021         expected_size = sizeof(struct bpf_core_relo);
15022         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
15023
15024         /* Unlike func_info and line_info, copy and apply each CO-RE
15025          * relocation record one at a time.
15026          */
15027         for (i = 0; i < nr_core_relo; i++) {
15028                 /* future proofing when sizeof(bpf_core_relo) changes */
15029                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(u_core_relo, expected_size, rec_size);
15030                 if (err) {
15031                         if (err == -E2BIG) {
15032                                 verbose(env, "nonzero tailing record in core_relo");
15033                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
15034                                                           offsetof(union bpf_attr, core_relo_rec_size),
15035                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
15036                                         err = -EFAULT;
15037                         }
15038                         break;
15039                 }
15040
15041                 if (copy_from_bpfptr(&core_relo, u_core_relo, ncopy)) {
15042                         err = -EFAULT;
15043                         break;
15044                 }
15045
15046                 if (core_relo.insn_off % 8 || core_relo.insn_off / 8 >= prog->len) {
15047                         verbose(env, "Invalid core_relo[%u].insn_off:%u prog->len:%u\n",
15048                                 i, core_relo.insn_off, prog->len);
15049                         err = -EINVAL;
15050                         break;
15051                 }
15052
15053                 err = bpf_core_apply(&ctx, &core_relo, i,
15054                                      &prog->insnsi[core_relo.insn_off / 8]);
15055                 if (err)
15056                         break;
15057                 bpfptr_add(&u_core_relo, rec_size);
15058         }
15059         return err;
15060 }
15061
15062 static int check_btf_info(struct bpf_verifier_env *env,
15063                           const union bpf_attr *attr,
15064                           bpfptr_t uattr)
15065 {
15066         struct btf *btf;
15067         int err;
15068
15069         if (!attr->func_info_cnt && !attr->line_info_cnt) {
15070                 if (check_abnormal_return(env))
15071                         return -EINVAL;
15072                 return 0;
15073         }
15074
15075         btf = btf_get_by_fd(attr->prog_btf_fd);
15076         if (IS_ERR(btf))
15077                 return PTR_ERR(btf);
15078         if (btf_is_kernel(btf)) {
15079                 btf_put(btf);
15080                 return -EACCES;
15081         }
15082         env->prog->aux->btf = btf;
15083
15084         err = check_btf_func(env, attr, uattr);
15085         if (err)
15086                 return err;
15087
15088         err = check_btf_line(env, attr, uattr);
15089         if (err)
15090                 return err;
15091
15092         err = check_core_relo(env, attr, uattr);
15093         if (err)
15094                 return err;
15095
15096         return 0;
15097 }
15098
15099 /* check %cur's range satisfies %old's */
15100 static bool range_within(struct bpf_reg_state *old,
15101                          struct bpf_reg_state *cur)
15102 {
15103         return old->umin_value <= cur->umin_value &&
15104                old->umax_value >= cur->umax_value &&
15105                old->smin_value <= cur->smin_value &&
15106                old->smax_value >= cur->smax_value &&
15107                old->u32_min_value <= cur->u32_min_value &&
15108                old->u32_max_value >= cur->u32_max_value &&
15109                old->s32_min_value <= cur->s32_min_value &&
15110                old->s32_max_value >= cur->s32_max_value;
15111 }
15112
15113 /* If in the old state two registers had the same id, then they need to have
15114  * the same id in the new state as well.  But that id could be different from
15115  * the old state, so we need to track the mapping from old to new ids.
15116  * Once we have seen that, say, a reg with old id 5 had new id 9, any subsequent
15117  * regs with old id 5 must also have new id 9 for the new state to be safe.  But
15118  * regs with a different old id could still have new id 9, we don't care about
15119  * that.
15120  * So we look through our idmap to see if this old id has been seen before.  If
15121  * so, we require the new id to match; otherwise, we add the id pair to the map.
15122  */
15123 static bool check_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct bpf_idmap *idmap)
15124 {
15125         struct bpf_id_pair *map = idmap->map;
15126         unsigned int i;
15127
15128         /* either both IDs should be set or both should be zero */
15129         if (!!old_id != !!cur_id)
15130                 return false;
15131
15132         if (old_id == 0) /* cur_id == 0 as well */
15133                 return true;
15134
15135         for (i = 0; i < BPF_ID_MAP_SIZE; i++) {
15136                 if (!map[i].old) {
15137                         /* Reached an empty slot; haven't seen this id before */
15138                         map[i].old = old_id;
15139                         map[i].cur = cur_id;
15140                         return true;
15141                 }
15142                 if (map[i].old == old_id)
15143                         return map[i].cur == cur_id;
15144                 if (map[i].cur == cur_id)
15145                         return false;
15146         }
15147         /* We ran out of idmap slots, which should be impossible */
15148         WARN_ON_ONCE(1);
15149         return false;
15150 }
15151
15152 /* Similar to check_ids(), but allocate a unique temporary ID
15153  * for 'old_id' or 'cur_id' of zero.
15154  * This makes pairs like '0 vs unique ID', 'unique ID vs 0' valid.
15155  */
15156 static bool check_scalar_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct bpf_idmap *idmap)
15157 {
15158         old_id = old_id ? old_id : ++idmap->tmp_id_gen;
15159         cur_id = cur_id ? cur_id : ++idmap->tmp_id_gen;
15160
15161         return check_ids(old_id, cur_id, idmap);
15162 }
15163
15164 static void clean_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
15165                              struct bpf_func_state *st)
15166 {
15167         enum bpf_reg_liveness live;
15168         int i, j;
15169
15170         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
15171                 live = st->regs[i].live;
15172                 /* liveness must not touch this register anymore */
15173                 st->regs[i].live |= REG_LIVE_DONE;
15174                 if (!(live & REG_LIVE_READ))
15175                         /* since the register is unused, clear its state
15176                          * to make further comparison simpler
15177                          */
15178                         __mark_reg_not_init(env, &st->regs[i]);
15179         }
15180
15181         for (i = 0; i < st->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
15182                 live = st->stack[i].spilled_ptr.live;
15183                 /* liveness must not touch this stack slot anymore */
15184                 st->stack[i].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_DONE;
15185                 if (!(live & REG_LIVE_READ)) {
15186                         __mark_reg_not_init(env, &st->stack[i].spilled_ptr);
15187                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
15188                                 st->stack[i].slot_type[j] = STACK_INVALID;
15189                 }
15190         }
15191 }
15192
15193 static void clean_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
15194                                  struct bpf_verifier_state *st)
15195 {
15196         int i;
15197
15198         if (st->frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE)
15199                 /* all regs in this state in all frames were already marked */
15200                 return;
15201
15202         for (i = 0; i <= st->curframe; i++)
15203                 clean_func_state(env, st->frame[i]);
15204 }
15205
15206 /* the parentage chains form a tree.
15207  * the verifier states are added to state lists at given insn and
15208  * pushed into state stack for future exploration.
15209  * when the verifier reaches bpf_exit insn some of the verifer states
15210  * stored in the state lists have their final liveness state already,
15211  * but a lot of states will get revised from liveness point of view when
15212  * the verifier explores other branches.
15213  * Example:
15214  * 1: r0 = 1
15215  * 2: if r1 == 100 goto pc+1
15216  * 3: r0 = 2
15217  * 4: exit
15218  * when the verifier reaches exit insn the register r0 in the state list of
15219  * insn 2 will be seen as !REG_LIVE_READ. Then the verifier pops the other_branch
15220  * of insn 2 and goes exploring further. At the insn 4 it will walk the
15221  * parentage chain from insn 4 into insn 2 and will mark r0 as REG_LIVE_READ.
15222  *
15223  * Since the verifier pushes the branch states as it sees them while exploring
15224  * the program the condition of walking the branch instruction for the second
15225  * time means that all states below this branch were already explored and
15226  * their final liveness marks are already propagated.
15227  * Hence when the verifier completes the search of state list in is_state_visited()
15228  * we can call this clean_live_states() function to mark all liveness states
15229  * as REG_LIVE_DONE to indicate that 'parent' pointers of 'struct bpf_reg_state'
15230  * will not be used.
15231  * This function also clears the registers and stack for states that !READ
15232  * to simplify state merging.
15233  *
15234  * Important note here that walking the same branch instruction in the callee
15235  * doesn't meant that the states are DONE. The verifier has to compare
15236  * the callsites
15237  */
15238 static void clean_live_states(struct bpf_verifier_env *env, int insn,
15239                               struct bpf_verifier_state *cur)
15240 {
15241         struct bpf_verifier_state_list *sl;
15242         int i;
15243
15244         sl = *explored_state(env, insn);
15245         while (sl) {
15246                 if (sl->state.branches)
15247                         goto next;
15248                 if (sl->state.insn_idx != insn ||
15249                     sl->state.curframe != cur->curframe)
15250                         goto next;
15251                 for (i = 0; i <= cur->curframe; i++)
15252                         if (sl->state.frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
15253                                 goto next;
15254                 clean_verifier_state(env, &sl->state);
15255 next:
15256                 sl = sl->next;
15257         }
15258 }
15259
15260 static bool regs_exact(const struct bpf_reg_state *rold,
15261                        const struct bpf_reg_state *rcur,
15262                        struct bpf_idmap *idmap)
15263 {
15264         return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
15265                check_ids(rold->id, rcur->id, idmap) &&
15266                check_ids(rold->ref_obj_id, rcur->ref_obj_id, idmap);
15267 }
15268
15269 /* Returns true if (rold safe implies rcur safe) */
15270 static bool regsafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *rold,
15271                     struct bpf_reg_state *rcur, struct bpf_idmap *idmap)
15272 {
15273         if (!(rold->live & REG_LIVE_READ))
15274                 /* explored state didn't use this */
15275                 return true;
15276         if (rold->type == NOT_INIT)
15277                 /* explored state can't have used this */
15278                 return true;
15279         if (rcur->type == NOT_INIT)
15280                 return false;
15281
15282         /* Enforce that register types have to match exactly, including their
15283          * modifiers (like PTR_MAYBE_NULL, MEM_RDONLY, etc), as a general
15284          * rule.
15285          *
15286          * One can make a point that using a pointer register as unbounded
15287          * SCALAR would be technically acceptable, but this could lead to
15288          * pointer leaks because scalars are allowed to leak while pointers
15289          * are not. We could make this safe in special cases if root is
15290          * calling us, but it's probably not worth the hassle.
15291          *
15292          * Also, register types that are *not* MAYBE_NULL could technically be
15293          * safe to use as their MAYBE_NULL variants (e.g., PTR_TO_MAP_VALUE
15294          * is safe to be used as PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, provided both point
15295          * to the same map).
15296          * However, if the old MAYBE_NULL register then got NULL checked,
15297          * doing so could have affected others with the same id, and we can't
15298          * check for that because we lost the id when we converted to
15299          * a non-MAYBE_NULL variant.
15300          * So, as a general rule we don't allow mixing MAYBE_NULL and
15301          * non-MAYBE_NULL registers as well.
15302          */
15303         if (rold->type != rcur->type)
15304                 return false;
15305
15306         switch (base_type(rold->type)) {
15307         case SCALAR_VALUE:
15308                 if (env->explore_alu_limits) {
15309                         /* explore_alu_limits disables tnum_in() and range_within()
15310                          * logic and requires everything to be strict
15311                          */
15312                         return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
15313                                check_scalar_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
15314                 }
15315                 if (!rold->precise)
15316                         return true;
15317                 /* Why check_ids() for scalar registers?
15318                  *
15319                  * Consider the following BPF code:
15320                  *   1: r6 = ... unbound scalar, ID=a ...
15321                  *   2: r7 = ... unbound scalar, ID=b ...
15322                  *   3: if (r6 > r7) goto +1
15323                  *   4: r6 = r7
15324                  *   5: if (r6 > X) goto ...
15325                  *   6: ... memory operation using r7 ...
15326                  *
15327                  * First verification path is [1-6]:
15328                  * - at (4) same bpf_reg_state::id (b) would be assigned to r6 and r7;
15329                  * - at (5) r6 would be marked <= X, find_equal_scalars() would also mark
15330                  *   r7 <= X, because r6 and r7 share same id.
15331                  * Next verification path is [1-4, 6].
15332                  *
15333                  * Instruction (6) would be reached in two states:
15334                  *   I.  r6{.id=b}, r7{.id=b} via path 1-6;
15335                  *   II. r6{.id=a}, r7{.id=b} via path 1-4, 6.
15336                  *
15337                  * Use check_ids() to distinguish these states.
15338                  * ---
15339                  * Also verify that new value satisfies old value range knowledge.
15340                  */
15341                 return range_within(rold, rcur) &&
15342                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off) &&
15343                        check_scalar_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
15344         case PTR_TO_MAP_KEY:
15345         case PTR_TO_MAP_VALUE:
15346         case PTR_TO_MEM:
15347         case PTR_TO_BUF:
15348         case PTR_TO_TP_BUFFER:
15349                 /* If the new min/max/var_off satisfy the old ones and
15350                  * everything else matches, we are OK.
15351                  */
15352                 return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off)) == 0 &&
15353                        range_within(rold, rcur) &&
15354                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off) &&
15355                        check_ids(rold->id, rcur->id, idmap) &&
15356                        check_ids(rold->ref_obj_id, rcur->ref_obj_id, idmap);
15357         case PTR_TO_PACKET_META:
15358         case PTR_TO_PACKET:
15359                 /* We must have at least as much range as the old ptr
15360                  * did, so that any accesses which were safe before are
15361                  * still safe.  This is true even if old range < old off,
15362                  * since someone could have accessed through (ptr - k), or
15363                  * even done ptr -= k in a register, to get a safe access.
15364                  */
15365                 if (rold->range > rcur->range)
15366                         return false;
15367                 /* If the offsets don't match, we can't trust our alignment;
15368                  * nor can we be sure that we won't fall out of range.
15369                  */
15370                 if (rold->off != rcur->off)
15371                         return false;
15372                 /* id relations must be preserved */
15373                 if (!check_ids(rold->id, rcur->id, idmap))
15374                         return false;
15375                 /* new val must satisfy old val knowledge */
15376                 return range_within(rold, rcur) &&
15377                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
15378         case PTR_TO_STACK:
15379                 /* two stack pointers are equal only if they're pointing to
15380                  * the same stack frame, since fp-8 in foo != fp-8 in bar
15381                  */
15382                 return regs_exact(rold, rcur, idmap) && rold->frameno == rcur->frameno;
15383         default:
15384                 return regs_exact(rold, rcur, idmap);
15385         }
15386 }
15387
15388 static bool stacksafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
15389                       struct bpf_func_state *cur, struct bpf_idmap *idmap)
15390 {
15391         int i, spi;
15392
15393         /* walk slots of the explored stack and ignore any additional
15394          * slots in the current stack, since explored(safe) state
15395          * didn't use them
15396          */
15397         for (i = 0; i < old->allocated_stack; i++) {
15398                 struct bpf_reg_state *old_reg, *cur_reg;
15399
15400                 spi = i / BPF_REG_SIZE;
15401
15402                 if (!(old->stack[spi].spilled_ptr.live & REG_LIVE_READ)) {
15403                         i += BPF_REG_SIZE - 1;
15404                         /* explored state didn't use this */
15405                         continue;
15406                 }
15407
15408                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_INVALID)
15409                         continue;
15410
15411                 if (env->allow_uninit_stack &&
15412                     old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC)
15413                         continue;
15414
15415                 /* explored stack has more populated slots than current stack
15416                  * and these slots were used
15417                  */
15418                 if (i >= cur->allocated_stack)
15419                         return false;
15420
15421                 /* if old state was safe with misc data in the stack
15422                  * it will be safe with zero-initialized stack.
15423                  * The opposite is not true
15424                  */
15425                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC &&
15426                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_ZERO)
15427                         continue;
15428                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] !=
15429                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE])
15430                         /* Ex: old explored (safe) state has STACK_SPILL in
15431                          * this stack slot, but current has STACK_MISC ->
15432                          * this verifier states are not equivalent,
15433                          * return false to continue verification of this path
15434                          */
15435                         return false;
15436                 if (i % BPF_REG_SIZE != BPF_REG_SIZE - 1)
15437                         continue;
15438                 /* Both old and cur are having same slot_type */
15439                 switch (old->stack[spi].slot_type[BPF_REG_SIZE - 1]) {
15440                 case STACK_SPILL:
15441                         /* when explored and current stack slot are both storing
15442                          * spilled registers, check that stored pointers types
15443                          * are the same as well.
15444                          * Ex: explored safe path could have stored
15445                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -8}
15446                          * but current path has stored:
15447                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -16}
15448                          * such verifier states are not equivalent.
15449                          * return false to continue verification of this path
15450                          */
15451                         if (!regsafe(env, &old->stack[spi].spilled_ptr,
15452                                      &cur->stack[spi].spilled_ptr, idmap))
15453                                 return false;
15454                         break;
15455                 case STACK_DYNPTR:
15456                         old_reg = &old->stack[spi].spilled_ptr;
15457                         cur_reg = &cur->stack[spi].spilled_ptr;
15458                         if (old_reg->dynptr.type != cur_reg->dynptr.type ||
15459                             old_reg->dynptr.first_slot != cur_reg->dynptr.first_slot ||
15460                             !check_ids(old_reg->ref_obj_id, cur_reg->ref_obj_id, idmap))
15461                                 return false;
15462                         break;
15463                 case STACK_ITER:
15464                         old_reg = &old->stack[spi].spilled_ptr;
15465                         cur_reg = &cur->stack[spi].spilled_ptr;
15466                         /* iter.depth is not compared between states as it
15467                          * doesn't matter for correctness and would otherwise
15468                          * prevent convergence; we maintain it only to prevent
15469                          * infinite loop check triggering, see
15470                          * iter_active_depths_differ()
15471                          */
15472                         if (old_reg->iter.btf != cur_reg->iter.btf ||
15473                             old_reg->iter.btf_id != cur_reg->iter.btf_id ||
15474                             old_reg->iter.state != cur_reg->iter.state ||
15475                             /* ignore {old_reg,cur_reg}->iter.depth, see above */
15476                             !check_ids(old_reg->ref_obj_id, cur_reg->ref_obj_id, idmap))
15477                                 return false;
15478                         break;
15479                 case STACK_MISC:
15480                 case STACK_ZERO:
15481                 case STACK_INVALID:
15482                         continue;
15483                 /* Ensure that new unhandled slot types return false by default */
15484                 default:
15485                         return false;
15486                 }
15487         }
15488         return true;
15489 }
15490
15491 static bool refsafe(struct bpf_func_state *old, struct bpf_func_state *cur,
15492                     struct bpf_idmap *idmap)
15493 {
15494         int i;
15495
15496         if (old->acquired_refs != cur->acquired_refs)
15497                 return false;
15498
15499         for (i = 0; i < old->acquired_refs; i++) {
15500                 if (!check_ids(old->refs[i].id, cur->refs[i].id, idmap))
15501                         return false;
15502         }
15503
15504         return true;
15505 }
15506
15507 /* compare two verifier states
15508  *
15509  * all states stored in state_list are known to be valid, since
15510  * verifier reached 'bpf_exit' instruction through them
15511  *
15512  * this function is called when verifier exploring different branches of
15513  * execution popped from the state stack. If it sees an old state that has
15514  * more strict register state and more strict stack state then this execution
15515  * branch doesn't need to be explored further, since verifier already
15516  * concluded that more strict state leads to valid finish.
15517  *
15518  * Therefore two states are equivalent if register state is more conservative
15519  * and explored stack state is more conservative than the current one.
15520  * Example:
15521  *       explored                   current
15522  * (slot1=INV slot2=MISC) == (slot1=MISC slot2=MISC)
15523  * (slot1=MISC slot2=MISC) != (slot1=INV slot2=MISC)
15524  *
15525  * In other words if current stack state (one being explored) has more
15526  * valid slots than old one that already passed validation, it means
15527  * the verifier can stop exploring and conclude that current state is valid too
15528  *
15529  * Similarly with registers. If explored state has register type as invalid
15530  * whereas register type in current state is meaningful, it means that
15531  * the current state will reach 'bpf_exit' instruction safely
15532  */
15533 static bool func_states_equal(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
15534                               struct bpf_func_state *cur)
15535 {
15536         int i;
15537
15538         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
15539                 if (!regsafe(env, &old->regs[i], &cur->regs[i],
15540                              &env->idmap_scratch))
15541                         return false;
15542
15543         if (!stacksafe(env, old, cur, &env->idmap_scratch))
15544                 return false;
15545
15546         if (!refsafe(old, cur, &env->idmap_scratch))
15547                 return false;
15548
15549         return true;
15550 }
15551
15552 static bool states_equal(struct bpf_verifier_env *env,
15553                          struct bpf_verifier_state *old,
15554                          struct bpf_verifier_state *cur)
15555 {
15556         int i;
15557
15558         if (old->curframe != cur->curframe)
15559                 return false;
15560
15561         env->idmap_scratch.tmp_id_gen = env->id_gen;
15562         memset(&env->idmap_scratch.map, 0, sizeof(env->idmap_scratch.map));
15563
15564         /* Verification state from speculative execution simulation
15565          * must never prune a non-speculative execution one.
15566          */
15567         if (old->speculative && !cur->speculative)
15568                 return false;
15569
15570         if (old->active_lock.ptr != cur->active_lock.ptr)
15571                 return false;
15572
15573         /* Old and cur active_lock's have to be either both present
15574          * or both absent.
15575          */
15576         if (!!old->active_lock.id != !!cur->active_lock.id)
15577                 return false;
15578
15579         if (old->active_lock.id &&
15580             !check_ids(old->active_lock.id, cur->active_lock.id, &env->idmap_scratch))
15581                 return false;
15582
15583         if (old->active_rcu_lock != cur->active_rcu_lock)
15584                 return false;
15585
15586         /* for states to be equal callsites have to be the same
15587          * and all frame states need to be equivalent
15588          */
15589         for (i = 0; i <= old->curframe; i++) {
15590                 if (old->frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
15591                         return false;
15592                 if (!func_states_equal(env, old->frame[i], cur->frame[i]))
15593                         return false;
15594         }
15595         return true;
15596 }
15597
15598 /* Return 0 if no propagation happened. Return negative error code if error
15599  * happened. Otherwise, return the propagated bit.
15600  */
15601 static int propagate_liveness_reg(struct bpf_verifier_env *env,
15602                                   struct bpf_reg_state *reg,
15603                                   struct bpf_reg_state *parent_reg)
15604 {
15605         u8 parent_flag = parent_reg->live & REG_LIVE_READ;
15606         u8 flag = reg->live & REG_LIVE_READ;
15607         int err;
15608
15609         /* When comes here, read flags of PARENT_REG or REG could be any of
15610          * REG_LIVE_READ64, REG_LIVE_READ32, REG_LIVE_NONE. There is no need
15611          * of propagation if PARENT_REG has strongest REG_LIVE_READ64.
15612          */
15613         if (parent_flag == REG_LIVE_READ64 ||
15614             /* Or if there is no read flag from REG. */
15615             !flag ||
15616             /* Or if the read flag from REG is the same as PARENT_REG. */
15617             parent_flag == flag)
15618                 return 0;
15619
15620         err = mark_reg_read(env, reg, parent_reg, flag);
15621         if (err)
15622                 return err;
15623
15624         return flag;
15625 }
15626
15627 /* A write screens off any subsequent reads; but write marks come from the
15628  * straight-line code between a state and its parent.  When we arrive at an
15629  * equivalent state (jump target or such) we didn't arrive by the straight-line
15630  * code, so read marks in the state must propagate to the parent regardless
15631  * of the state's write marks. That's what 'parent == state->parent' comparison
15632  * in mark_reg_read() is for.
15633  */
15634 static int propagate_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
15635                               const struct bpf_verifier_state *vstate,
15636                               struct bpf_verifier_state *vparent)
15637 {
15638         struct bpf_reg_state *state_reg, *parent_reg;
15639         struct bpf_func_state *state, *parent;
15640         int i, frame, err = 0;
15641
15642         if (vparent->curframe != vstate->curframe) {
15643                 WARN(1, "propagate_live: parent frame %d current frame %d\n",
15644                      vparent->curframe, vstate->curframe);
15645                 return -EFAULT;
15646         }
15647         /* Propagate read liveness of registers... */
15648         BUILD_BUG_ON(BPF_REG_FP + 1 != MAX_BPF_REG);
15649         for (frame = 0; frame <= vstate->curframe; frame++) {
15650                 parent = vparent->frame[frame];
15651                 state = vstate->frame[frame];
15652                 parent_reg = parent->regs;
15653                 state_reg = state->regs;
15654                 /* We don't need to worry about FP liveness, it's read-only */
15655                 for (i = frame < vstate->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
15656                         err = propagate_liveness_reg(env, &state_reg[i],
15657                                                      &parent_reg[i]);
15658                         if (err < 0)
15659                                 return err;
15660                         if (err == REG_LIVE_READ64)
15661                                 mark_insn_zext(env, &parent_reg[i]);
15662                 }
15663
15664                 /* Propagate stack slots. */
15665                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE &&
15666                             i < parent->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
15667                         parent_reg = &parent->stack[i].spilled_ptr;
15668                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
15669                         err = propagate_liveness_reg(env, state_reg,
15670                                                      parent_reg);
15671                         if (err < 0)
15672                                 return err;
15673                 }
15674         }
15675         return 0;
15676 }
15677
15678 /* find precise scalars in the previous equivalent state and
15679  * propagate them into the current state
15680  */
15681 static int propagate_precision(struct bpf_verifier_env *env,
15682                                const struct bpf_verifier_state *old)
15683 {
15684         struct bpf_reg_state *state_reg;
15685         struct bpf_func_state *state;
15686         int i, err = 0, fr;
15687         bool first;
15688
15689         for (fr = old->curframe; fr >= 0; fr--) {
15690                 state = old->frame[fr];
15691                 state_reg = state->regs;
15692                 first = true;
15693                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++, state_reg++) {
15694                         if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
15695                             !state_reg->precise ||
15696                             !(state_reg->live & REG_LIVE_READ))
15697                                 continue;
15698                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
15699                                 if (first)
15700                                         verbose(env, "frame %d: propagating r%d", fr, i);
15701                                 else
15702                                         verbose(env, ",r%d", i);
15703                         }
15704                         bt_set_frame_reg(&env->bt, fr, i);
15705                         first = false;
15706                 }
15707
15708                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
15709                         if (!is_spilled_reg(&state->stack[i]))
15710                                 continue;
15711                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
15712                         if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
15713                             !state_reg->precise ||
15714                             !(state_reg->live & REG_LIVE_READ))
15715                                 continue;
15716                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
15717                                 if (first)
15718                                         verbose(env, "frame %d: propagating fp%d",
15719                                                 fr, (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
15720                                 else
15721                                         verbose(env, ",fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
15722                         }
15723                         bt_set_frame_slot(&env->bt, fr, i);
15724                         first = false;
15725                 }
15726                 if (!first)
15727                         verbose(env, "\n");
15728         }
15729
15730         err = mark_chain_precision_batch(env);
15731         if (err < 0)
15732                 return err;
15733
15734         return 0;
15735 }
15736
15737 static bool states_maybe_looping(struct bpf_verifier_state *old,
15738                                  struct bpf_verifier_state *cur)
15739 {
15740         struct bpf_func_state *fold, *fcur;
15741         int i, fr = cur->curframe;
15742
15743         if (old->curframe != fr)
15744                 return false;
15745
15746         fold = old->frame[fr];
15747         fcur = cur->frame[fr];
15748         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
15749                 if (memcmp(&fold->regs[i], &fcur->regs[i],
15750                            offsetof(struct bpf_reg_state, parent)))
15751                         return false;
15752         return true;
15753 }
15754
15755 static bool is_iter_next_insn(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
15756 {
15757         return env->insn_aux_data[insn_idx].is_iter_next;
15758 }
15759
15760 /* is_state_visited() handles iter_next() (see process_iter_next_call() for
15761  * terminology) calls specially: as opposed to bounded BPF loops, it *expects*
15762  * states to match, which otherwise would look like an infinite loop. So while
15763  * iter_next() calls are taken care of, we still need to be careful and
15764  * prevent erroneous and too eager declaration of "ininite loop", when
15765  * iterators are involved.
15766  *
15767  * Here's a situation in pseudo-BPF assembly form:
15768  *
15769  *   0: again:                          ; set up iter_next() call args
15770  *   1:   r1 = &it                      ; <CHECKPOINT HERE>
15771  *   2:   call bpf_iter_num_next        ; this is iter_next() call
15772  *   3:   if r0 == 0 goto done
15773  *   4:   ... something useful here ...
15774  *   5:   goto again                    ; another iteration
15775  *   6: done:
15776  *   7:   r1 = &it
15777  *   8:   call bpf_iter_num_destroy     ; clean up iter state
15778  *   9:   exit
15779  *
15780  * This is a typical loop. Let's assume that we have a prune point at 1:,
15781  * before we get to `call bpf_iter_num_next` (e.g., because of that `goto
15782  * again`, assuming other heuristics don't get in a way).
15783  *
15784  * When we first time come to 1:, let's say we have some state X. We proceed
15785  * to 2:, fork states, enqueue ACTIVE, validate NULL case successfully, exit.
15786  * Now we come back to validate that forked ACTIVE state. We proceed through
15787  * 3-5, come to goto, jump to 1:. Let's assume our state didn't change, so we
15788  * are converging. But the problem is that we don't know that yet, as this
15789  * convergence has to happen at iter_next() call site only. So if nothing is
15790  * done, at 1: verifier will use bounded loop logic and declare infinite
15791  * looping (and would be *technically* correct, if not for iterator's
15792  * "eventual sticky NULL" contract, see process_iter_next_call()). But we
15793  * don't want that. So what we do in process_iter_next_call() when we go on
15794  * another ACTIVE iteration, we bump slot->iter.depth, to mark that it's
15795  * a different iteration. So when we suspect an infinite loop, we additionally
15796  * check if any of the *ACTIVE* iterator states depths differ. If yes, we
15797  * pretend we are not looping and wait for next iter_next() call.
15798  *
15799  * This only applies to ACTIVE state. In DRAINED state we don't expect to
15800  * loop, because that would actually mean infinite loop, as DRAINED state is
15801  * "sticky", and so we'll keep returning into the same instruction with the
15802  * same state (at least in one of possible code paths).
15803  *
15804  * This approach allows to keep infinite loop heuristic even in the face of
15805  * active iterator. E.g., C snippet below is and will be detected as
15806  * inifintely looping:
15807  *
15808  *   struct bpf_iter_num it;
15809  *   int *p, x;
15810  *
15811  *   bpf_iter_num_new(&it, 0, 10);
15812  *   while ((p = bpf_iter_num_next(&t))) {
15813  *       x = p;
15814  *       while (x--) {} // <<-- infinite loop here
15815  *   }
15816  *
15817  */
15818 static bool iter_active_depths_differ(struct bpf_verifier_state *old, struct bpf_verifier_state *cur)
15819 {
15820         struct bpf_reg_state *slot, *cur_slot;
15821         struct bpf_func_state *state;
15822         int i, fr;
15823
15824         for (fr = old->curframe; fr >= 0; fr--) {
15825                 state = old->frame[fr];
15826                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
15827                         if (state->stack[i].slot_type[0] != STACK_ITER)
15828                                 continue;
15829
15830                         slot = &state->stack[i].spilled_ptr;
15831                         if (slot->iter.state != BPF_ITER_STATE_ACTIVE)
15832                                 continue;
15833
15834                         cur_slot = &cur->frame[fr]->stack[i].spilled_ptr;
15835                         if (cur_slot->iter.depth != slot->iter.depth)
15836                                 return true;
15837                 }
15838         }
15839         return false;
15840 }
15841
15842 static int is_state_visited(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
15843 {
15844         struct bpf_verifier_state_list *new_sl;
15845         struct bpf_verifier_state_list *sl, **pprev;
15846         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state, *new;
15847         int i, j, err, states_cnt = 0;
15848         bool force_new_state = env->test_state_freq || is_force_checkpoint(env, insn_idx);
15849         bool add_new_state = force_new_state;
15850
15851         /* bpf progs typically have pruning point every 4 instructions
15852          * http://vger.kernel.org/bpfconf2019.html#session-1
15853          * Do not add new state for future pruning if the verifier hasn't seen
15854          * at least 2 jumps and at least 8 instructions.
15855          * This heuristics helps decrease 'total_states' and 'peak_states' metric.
15856          * In tests that amounts to up to 50% reduction into total verifier
15857          * memory consumption and 20% verifier time speedup.
15858          */
15859         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed >= 2 &&
15860             env->insn_processed - env->prev_insn_processed >= 8)
15861                 add_new_state = true;
15862
15863         pprev = explored_state(env, insn_idx);
15864         sl = *pprev;
15865
15866         clean_live_states(env, insn_idx, cur);
15867
15868         while (sl) {
15869                 states_cnt++;
15870                 if (sl->state.insn_idx != insn_idx)
15871                         goto next;
15872
15873                 if (sl->state.branches) {
15874                         struct bpf_func_state *frame = sl->state.frame[sl->state.curframe];
15875
15876                         if (frame->in_async_callback_fn &&
15877                             frame->async_entry_cnt != cur->frame[cur->curframe]->async_entry_cnt) {
15878                                 /* Different async_entry_cnt means that the verifier is
15879                                  * processing another entry into async callback.
15880                                  * Seeing the same state is not an indication of infinite
15881                                  * loop or infinite recursion.
15882                                  * But finding the same state doesn't mean that it's safe
15883                                  * to stop processing the current state. The previous state
15884                                  * hasn't yet reached bpf_exit, since state.branches > 0.
15885                                  * Checking in_async_callback_fn alone is not enough either.
15886                                  * Since the verifier still needs to catch infinite loops
15887                                  * inside async callbacks.
15888                                  */
15889                                 goto skip_inf_loop_check;
15890                         }
15891                         /* BPF open-coded iterators loop detection is special.
15892                          * states_maybe_looping() logic is too simplistic in detecting
15893                          * states that *might* be equivalent, because it doesn't know
15894                          * about ID remapping, so don't even perform it.
15895                          * See process_iter_next_call() and iter_active_depths_differ()
15896                          * for overview of the logic. When current and one of parent
15897                          * states are detected as equivalent, it's a good thing: we prove
15898                          * convergence and can stop simulating further iterations.
15899                          * It's safe to assume that iterator loop will finish, taking into
15900                          * account iter_next() contract of eventually returning
15901                          * sticky NULL result.
15902                          */
15903                         if (is_iter_next_insn(env, insn_idx)) {
15904                                 if (states_equal(env, &sl->state, cur)) {
15905                                         struct bpf_func_state *cur_frame;
15906                                         struct bpf_reg_state *iter_state, *iter_reg;
15907                                         int spi;
15908
15909                                         cur_frame = cur->frame[cur->curframe];
15910                                         /* btf_check_iter_kfuncs() enforces that
15911                                          * iter state pointer is always the first arg
15912                                          */
15913                                         iter_reg = &cur_frame->regs[BPF_REG_1];
15914                                         /* current state is valid due to states_equal(),
15915                                          * so we can assume valid iter and reg state,
15916                                          * no need for extra (re-)validations
15917                                          */
15918                                         spi = __get_spi(iter_reg->off + iter_reg->var_off.value);
15919                                         iter_state = &func(env, iter_reg)->stack[spi].spilled_ptr;
15920                                         if (iter_state->iter.state == BPF_ITER_STATE_ACTIVE)
15921                                                 goto hit;
15922                                 }
15923                                 goto skip_inf_loop_check;
15924                         }
15925                         /* attempt to detect infinite loop to avoid unnecessary doomed work */
15926                         if (states_maybe_looping(&sl->state, cur) &&
15927                             states_equal(env, &sl->state, cur) &&
15928                             !iter_active_depths_differ(&sl->state, cur)) {
15929                                 verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
15930                                 verbose(env, "infinite loop detected at insn %d\n", insn_idx);
15931                                 return -EINVAL;
15932                         }
15933                         /* if the verifier is processing a loop, avoid adding new state
15934                          * too often, since different loop iterations have distinct
15935                          * states and may not help future pruning.
15936                          * This threshold shouldn't be too low to make sure that
15937                          * a loop with large bound will be rejected quickly.
15938                          * The most abusive loop will be:
15939                          * r1 += 1
15940                          * if r1 < 1000000 goto pc-2
15941                          * 1M insn_procssed limit / 100 == 10k peak states.
15942                          * This threshold shouldn't be too high either, since states
15943                          * at the end of the loop are likely to be useful in pruning.
15944                          */
15945 skip_inf_loop_check:
15946                         if (!force_new_state &&
15947                             env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed < 20 &&
15948                             env->insn_processed - env->prev_insn_processed < 100)
15949                                 add_new_state = false;
15950                         goto miss;
15951                 }
15952                 if (states_equal(env, &sl->state, cur)) {
15953 hit:
15954                         sl->hit_cnt++;
15955                         /* reached equivalent register/stack state,
15956                          * prune the search.
15957                          * Registers read by the continuation are read by us.
15958                          * If we have any write marks in env->cur_state, they
15959                          * will prevent corresponding reads in the continuation
15960                          * from reaching our parent (an explored_state).  Our
15961                          * own state will get the read marks recorded, but
15962                          * they'll be immediately forgotten as we're pruning
15963                          * this state and will pop a new one.
15964                          */
15965                         err = propagate_liveness(env, &sl->state, cur);
15966
15967                         /* if previous state reached the exit with precision and
15968                          * current state is equivalent to it (except precsion marks)
15969                          * the precision needs to be propagated back in
15970                          * the current state.
15971                          */
15972                         err = err ? : push_jmp_history(env, cur);
15973                         err = err ? : propagate_precision(env, &sl->state);
15974                         if (err)
15975                                 return err;
15976                         return 1;
15977                 }
15978 miss:
15979                 /* when new state is not going to be added do not increase miss count.
15980                  * Otherwise several loop iterations will remove the state
15981                  * recorded earlier. The goal of these heuristics is to have
15982                  * states from some iterations of the loop (some in the beginning
15983                  * and some at the end) to help pruning.
15984                  */
15985                 if (add_new_state)
15986                         sl->miss_cnt++;
15987                 /* heuristic to determine whether this state is beneficial
15988                  * to keep checking from state equivalence point of view.
15989                  * Higher numbers increase max_states_per_insn and verification time,
15990                  * but do not meaningfully decrease insn_processed.
15991                  */
15992                 if (sl->miss_cnt > sl->hit_cnt * 3 + 3) {
15993                         /* the state is unlikely to be useful. Remove it to
15994                          * speed up verification
15995                          */
15996                         *pprev = sl->next;
15997                         if (sl->state.frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE) {
15998                                 u32 br = sl->state.branches;
15999
16000                                 WARN_ONCE(br,
16001                                           "BUG live_done but branches_to_explore %d\n",
16002                                           br);
16003                                 free_verifier_state(&sl->state, false);
16004                                 kfree(sl);
16005                                 env->peak_states--;
16006                         } else {
16007                                 /* cannot free this state, since parentage chain may
16008                                  * walk it later. Add it for free_list instead to
16009                                  * be freed at the end of verification
16010                                  */
16011                                 sl->next = env->free_list;
16012                                 env->free_list = sl;
16013                         }
16014                         sl = *pprev;
16015                         continue;
16016                 }
16017 next:
16018                 pprev = &sl->next;
16019                 sl = *pprev;
16020         }
16021
16022         if (env->max_states_per_insn < states_cnt)
16023                 env->max_states_per_insn = states_cnt;
16024
16025         if (!env->bpf_capable && states_cnt > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES)
16026                 return 0;
16027
16028         if (!add_new_state)
16029                 return 0;
16030
16031         /* There were no equivalent states, remember the current one.
16032          * Technically the current state is not proven to be safe yet,
16033          * but it will either reach outer most bpf_exit (which means it's safe)
16034          * or it will be rejected. When there are no loops the verifier won't be
16035          * seeing this tuple (frame[0].callsite, frame[1].callsite, .. insn_idx)
16036          * again on the way to bpf_exit.
16037          * When looping the sl->state.branches will be > 0 and this state
16038          * will not be considered for equivalence until branches == 0.
16039          */
16040         new_sl = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state_list), GFP_KERNEL);
16041         if (!new_sl)
16042                 return -ENOMEM;
16043         env->total_states++;
16044         env->peak_states++;
16045         env->prev_jmps_processed = env->jmps_processed;
16046         env->prev_insn_processed = env->insn_processed;
16047
16048         /* forget precise markings we inherited, see __mark_chain_precision */
16049         if (env->bpf_capable)
16050                 mark_all_scalars_imprecise(env, cur);
16051
16052         /* add new state to the head of linked list */
16053         new = &new_sl->state;
16054         err = copy_verifier_state(new, cur);
16055         if (err) {
16056                 free_verifier_state(new, false);
16057                 kfree(new_sl);
16058                 return err;
16059         }
16060         new->insn_idx = insn_idx;
16061         WARN_ONCE(new->branches != 1,
16062                   "BUG is_state_visited:branches_to_explore=%d insn %d\n", new->branches, insn_idx);
16063
16064         cur->parent = new;
16065         cur->first_insn_idx = insn_idx;
16066         clear_jmp_history(cur);
16067         new_sl->next = *explored_state(env, insn_idx);
16068         *explored_state(env, insn_idx) = new_sl;
16069         /* connect new state to parentage chain. Current frame needs all
16070          * registers connected. Only r6 - r9 of the callers are alive (pushed
16071          * to the stack implicitly by JITs) so in callers' frames connect just
16072          * r6 - r9 as an optimization. Callers will have r1 - r5 connected to
16073          * the state of the call instruction (with WRITTEN set), and r0 comes
16074          * from callee with its full parentage chain, anyway.
16075          */
16076         /* clear write marks in current state: the writes we did are not writes
16077          * our child did, so they don't screen off its reads from us.
16078          * (There are no read marks in current state, because reads always mark
16079          * their parent and current state never has children yet.  Only
16080          * explored_states can get read marks.)
16081          */
16082         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
16083                 for (i = j < cur->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++)
16084                         cur->frame[j]->regs[i].parent = &new->frame[j]->regs[i];
16085                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++)
16086                         cur->frame[j]->regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
16087         }
16088
16089         /* all stack frames are accessible from callee, clear them all */
16090         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
16091                 struct bpf_func_state *frame = cur->frame[j];
16092                 struct bpf_func_state *newframe = new->frame[j];
16093
16094                 for (i = 0; i < frame->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
16095                         frame->stack[i].spilled_ptr.live = REG_LIVE_NONE;
16096                         frame->stack[i].spilled_ptr.parent =
16097                                                 &newframe->stack[i].spilled_ptr;
16098                 }
16099         }
16100         return 0;
16101 }
16102
16103 /* Return true if it's OK to have the same insn return a different type. */
16104 static bool reg_type_mismatch_ok(enum bpf_reg_type type)
16105 {
16106         switch (base_type(type)) {
16107         case PTR_TO_CTX:
16108         case PTR_TO_SOCKET:
16109         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
16110         case PTR_TO_TCP_SOCK:
16111         case PTR_TO_XDP_SOCK:
16112         case PTR_TO_BTF_ID:
16113                 return false;
16114         default:
16115                 return true;
16116         }
16117 }
16118
16119 /* If an instruction was previously used with particular pointer types, then we
16120  * need to be careful to avoid cases such as the below, where it may be ok
16121  * for one branch accessing the pointer, but not ok for the other branch:
16122  *
16123  * R1 = sock_ptr
16124  * goto X;
16125  * ...
16126  * R1 = some_other_valid_ptr;
16127  * goto X;
16128  * ...
16129  * R2 = *(u32 *)(R1 + 0);
16130  */
16131 static bool reg_type_mismatch(enum bpf_reg_type src, enum bpf_reg_type prev)
16132 {
16133         return src != prev && (!reg_type_mismatch_ok(src) ||
16134                                !reg_type_mismatch_ok(prev));
16135 }
16136
16137 static int save_aux_ptr_type(struct bpf_verifier_env *env, enum bpf_reg_type type,
16138                              bool allow_trust_missmatch)
16139 {
16140         enum bpf_reg_type *prev_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
16141
16142         if (*prev_type == NOT_INIT) {
16143                 /* Saw a valid insn
16144                  * dst_reg = *(u32 *)(src_reg + off)
16145                  * save type to validate intersecting paths
16146                  */
16147                 *prev_type = type;
16148         } else if (reg_type_mismatch(type, *prev_type)) {
16149                 /* Abuser program is trying to use the same insn
16150                  * dst_reg = *(u32*) (src_reg + off)
16151                  * with different pointer types:
16152                  * src_reg == ctx in one branch and
16153                  * src_reg == stack|map in some other branch.
16154                  * Reject it.
16155                  */
16156                 if (allow_trust_missmatch &&
16157                     base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID &&
16158                     base_type(*prev_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
16159                         /*
16160                          * Have to support a use case when one path through
16161                          * the program yields TRUSTED pointer while another
16162                          * is UNTRUSTED. Fallback to UNTRUSTED to generate
16163                          * BPF_PROBE_MEM.
16164                          */
16165                         *prev_type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED;
16166                 } else {
16167                         verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
16168                         return -EINVAL;
16169                 }
16170         }
16171
16172         return 0;
16173 }
16174
16175 static int do_check(struct bpf_verifier_env *env)
16176 {
16177         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
16178         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
16179         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
16180         struct bpf_reg_state *regs;
16181         int insn_cnt = env->prog->len;
16182         bool do_print_state = false;
16183         int prev_insn_idx = -1;
16184
16185         for (;;) {
16186                 struct bpf_insn *insn;
16187                 u8 class;
16188                 int err;
16189
16190                 env->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
16191                 if (env->insn_idx >= insn_cnt) {
16192                         verbose(env, "invalid insn idx %d insn_cnt %d\n",
16193                                 env->insn_idx, insn_cnt);
16194                         return -EFAULT;
16195                 }
16196
16197                 insn = &insns[env->insn_idx];
16198                 class = BPF_CLASS(insn->code);
16199
16200                 if (++env->insn_processed > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS) {
16201                         verbose(env,
16202                                 "BPF program is too large. Processed %d insn\n",
16203                                 env->insn_processed);
16204                         return -E2BIG;
16205                 }
16206
16207                 state->last_insn_idx = env->prev_insn_idx;
16208
16209                 if (is_prune_point(env, env->insn_idx)) {
16210                         err = is_state_visited(env, env->insn_idx);
16211                         if (err < 0)
16212                                 return err;
16213                         if (err == 1) {
16214                                 /* found equivalent state, can prune the search */
16215                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
16216                                         if (do_print_state)
16217                                                 verbose(env, "\nfrom %d to %d%s: safe\n",
16218                                                         env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
16219                                                         env->cur_state->speculative ?
16220                                                         " (speculative execution)" : "");
16221                                         else
16222                                                 verbose(env, "%d: safe\n", env->insn_idx);
16223                                 }
16224                                 goto process_bpf_exit;
16225                         }
16226                 }
16227
16228                 if (is_jmp_point(env, env->insn_idx)) {
16229                         err = push_jmp_history(env, state);
16230                         if (err)
16231                                 return err;
16232                 }
16233
16234                 if (signal_pending(current))
16235                         return -EAGAIN;
16236
16237                 if (need_resched())
16238                         cond_resched();
16239
16240                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2 && do_print_state) {
16241                         verbose(env, "\nfrom %d to %d%s:",
16242                                 env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
16243                                 env->cur_state->speculative ?
16244                                 " (speculative execution)" : "");
16245                         print_verifier_state(env, state->frame[state->curframe], true);
16246                         do_print_state = false;
16247                 }
16248
16249                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
16250                         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
16251                                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
16252                                 .cb_print       = verbose,
16253                                 .private_data   = env,
16254                         };
16255
16256                         if (verifier_state_scratched(env))
16257                                 print_insn_state(env, state->frame[state->curframe]);
16258
16259                         verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
16260                         env->prev_log_pos = env->log.end_pos;
16261                         verbose(env, "%d: ", env->insn_idx);
16262                         print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
16263                         env->prev_insn_print_pos = env->log.end_pos - env->prev_log_pos;
16264                         env->prev_log_pos = env->log.end_pos;
16265                 }
16266
16267                 if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
16268                         err = bpf_prog_offload_verify_insn(env, env->insn_idx,
16269                                                            env->prev_insn_idx);
16270                         if (err)
16271                                 return err;
16272                 }
16273
16274                 regs = cur_regs(env);
16275                 sanitize_mark_insn_seen(env);
16276                 prev_insn_idx = env->insn_idx;
16277
16278                 if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
16279                         err = check_alu_op(env, insn);
16280                         if (err)
16281                                 return err;
16282
16283                 } else if (class == BPF_LDX) {
16284                         enum bpf_reg_type src_reg_type;
16285
16286                         /* check for reserved fields is already done */
16287
16288                         /* check src operand */
16289                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
16290                         if (err)
16291                                 return err;
16292
16293                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
16294                         if (err)
16295                                 return err;
16296
16297                         src_reg_type = regs[insn->src_reg].type;
16298
16299                         /* check that memory (src_reg + off) is readable,
16300                          * the state of dst_reg will be updated by this func
16301                          */
16302                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->src_reg,
16303                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
16304                                                BPF_READ, insn->dst_reg, false);
16305                         if (err)
16306                                 return err;
16307
16308                         err = save_aux_ptr_type(env, src_reg_type, true);
16309                         if (err)
16310                                 return err;
16311                 } else if (class == BPF_STX) {
16312                         enum bpf_reg_type dst_reg_type;
16313
16314                         if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC) {
16315                                 err = check_atomic(env, env->insn_idx, insn);
16316                                 if (err)
16317                                         return err;
16318                                 env->insn_idx++;
16319                                 continue;
16320                         }
16321
16322                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0) {
16323                                 verbose(env, "BPF_STX uses reserved fields\n");
16324                                 return -EINVAL;
16325                         }
16326
16327                         /* check src1 operand */
16328                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
16329                         if (err)
16330                                 return err;
16331                         /* check src2 operand */
16332                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
16333                         if (err)
16334                                 return err;
16335
16336                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
16337
16338                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
16339                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
16340                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
16341                                                BPF_WRITE, insn->src_reg, false);
16342                         if (err)
16343                                 return err;
16344
16345                         err = save_aux_ptr_type(env, dst_reg_type, false);
16346                         if (err)
16347                                 return err;
16348                 } else if (class == BPF_ST) {
16349                         enum bpf_reg_type dst_reg_type;
16350
16351                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM ||
16352                             insn->src_reg != BPF_REG_0) {
16353                                 verbose(env, "BPF_ST uses reserved fields\n");
16354                                 return -EINVAL;
16355                         }
16356                         /* check src operand */
16357                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
16358                         if (err)
16359                                 return err;
16360
16361                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
16362
16363                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
16364                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
16365                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
16366                                                BPF_WRITE, -1, false);
16367                         if (err)
16368                                 return err;
16369
16370                         err = save_aux_ptr_type(env, dst_reg_type, false);
16371                         if (err)
16372                                 return err;
16373                 } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
16374                         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
16375
16376                         env->jmps_processed++;
16377                         if (opcode == BPF_CALL) {
16378                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
16379                                     (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL
16380                                      && insn->off != 0) ||
16381                                     (insn->src_reg != BPF_REG_0 &&
16382                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL &&
16383                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) ||
16384                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
16385                                     class == BPF_JMP32) {
16386                                         verbose(env, "BPF_CALL uses reserved fields\n");
16387                                         return -EINVAL;
16388                                 }
16389
16390                                 if (env->cur_state->active_lock.ptr) {
16391                                         if ((insn->src_reg == BPF_REG_0 && insn->imm != BPF_FUNC_spin_unlock) ||
16392                                             (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL) ||
16393                                             (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL &&
16394                                              (insn->off != 0 || !is_bpf_graph_api_kfunc(insn->imm)))) {
16395                                                 verbose(env, "function calls are not allowed while holding a lock\n");
16396                                                 return -EINVAL;
16397                                         }
16398                                 }
16399                                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
16400                                         err = check_func_call(env, insn, &env->insn_idx);
16401                                 else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL)
16402                                         err = check_kfunc_call(env, insn, &env->insn_idx);
16403                                 else
16404                                         err = check_helper_call(env, insn, &env->insn_idx);
16405                                 if (err)
16406                                         return err;
16407
16408                                 mark_reg_scratched(env, BPF_REG_0);
16409                         } else if (opcode == BPF_JA) {
16410                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
16411                                     insn->imm != 0 ||
16412                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
16413                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
16414                                     class == BPF_JMP32) {
16415                                         verbose(env, "BPF_JA uses reserved fields\n");
16416                                         return -EINVAL;
16417                                 }
16418
16419                                 env->insn_idx += insn->off + 1;
16420                                 continue;
16421
16422                         } else if (opcode == BPF_EXIT) {
16423                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
16424                                     insn->imm != 0 ||
16425                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
16426                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
16427                                     class == BPF_JMP32) {
16428                                         verbose(env, "BPF_EXIT uses reserved fields\n");
16429                                         return -EINVAL;
16430                                 }
16431
16432                                 if (env->cur_state->active_lock.ptr &&
16433                                     !in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
16434                                         verbose(env, "bpf_spin_unlock is missing\n");
16435                                         return -EINVAL;
16436                                 }
16437
16438                                 if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
16439                                         verbose(env, "bpf_rcu_read_unlock is missing\n");
16440                                         return -EINVAL;
16441                                 }
16442
16443                                 /* We must do check_reference_leak here before
16444                                  * prepare_func_exit to handle the case when
16445                                  * state->curframe > 0, it may be a callback
16446                                  * function, for which reference_state must
16447                                  * match caller reference state when it exits.
16448                                  */
16449                                 err = check_reference_leak(env);
16450                                 if (err)
16451                                         return err;
16452
16453                                 if (state->curframe) {
16454                                         /* exit from nested function */
16455                                         err = prepare_func_exit(env, &env->insn_idx);
16456                                         if (err)
16457                                                 return err;
16458                                         do_print_state = true;
16459                                         continue;
16460                                 }
16461
16462                                 err = check_return_code(env);
16463                                 if (err)
16464                                         return err;
16465 process_bpf_exit:
16466                                 mark_verifier_state_scratched(env);
16467                                 update_branch_counts(env, env->cur_state);
16468                                 err = pop_stack(env, &prev_insn_idx,
16469                                                 &env->insn_idx, pop_log);
16470                                 if (err < 0) {
16471                                         if (err != -ENOENT)
16472                                                 return err;
16473                                         break;
16474                                 } else {
16475                                         do_print_state = true;
16476                                         continue;
16477                                 }
16478                         } else {
16479                                 err = check_cond_jmp_op(env, insn, &env->insn_idx);
16480                                 if (err)
16481                                         return err;
16482                         }
16483                 } else if (class == BPF_LD) {
16484                         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
16485
16486                         if (mode == BPF_ABS || mode == BPF_IND) {
16487                                 err = check_ld_abs(env, insn);
16488                                 if (err)
16489                                         return err;
16490
16491                         } else if (mode == BPF_IMM) {
16492                                 err = check_ld_imm(env, insn);
16493                                 if (err)
16494                                         return err;
16495
16496                                 env->insn_idx++;
16497                                 sanitize_mark_insn_seen(env);
16498                         } else {
16499                                 verbose(env, "invalid BPF_LD mode\n");
16500                                 return -EINVAL;
16501                         }
16502                 } else {
16503                         verbose(env, "unknown insn class %d\n", class);
16504                         return -EINVAL;
16505                 }
16506
16507                 env->insn_idx++;
16508         }
16509
16510         return 0;
16511 }
16512
16513 static int find_btf_percpu_datasec(struct btf *btf)
16514 {
16515         const struct btf_type *t;
16516         const char *tname;
16517         int i, n;
16518
16519         /*
16520          * Both vmlinux and module each have their own ".data..percpu"
16521          * DATASECs in BTF. So for module's case, we need to skip vmlinux BTF
16522          * types to look at only module's own BTF types.
16523          */
16524         n = btf_nr_types(btf);
16525         if (btf_is_module(btf))
16526                 i = btf_nr_types(btf_vmlinux);
16527         else
16528                 i = 1;
16529
16530         for(; i < n; i++) {
16531                 t = btf_type_by_id(btf, i);
16532                 if (BTF_INFO_KIND(t->info) != BTF_KIND_DATASEC)
16533                         continue;
16534
16535                 tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
16536                 if (!strcmp(tname, ".data..percpu"))
16537                         return i;
16538         }
16539
16540         return -ENOENT;
16541 }
16542
16543 /* replace pseudo btf_id with kernel symbol address */
16544 static int check_pseudo_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
16545                                struct bpf_insn *insn,
16546                                struct bpf_insn_aux_data *aux)
16547 {
16548         const struct btf_var_secinfo *vsi;
16549         const struct btf_type *datasec;
16550         struct btf_mod_pair *btf_mod;
16551         const struct btf_type *t;
16552         const char *sym_name;
16553         bool percpu = false;
16554         u32 type, id = insn->imm;
16555         struct btf *btf;
16556         s32 datasec_id;
16557         u64 addr;
16558         int i, btf_fd, err;
16559
16560         btf_fd = insn[1].imm;
16561         if (btf_fd) {
16562                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
16563                 if (IS_ERR(btf)) {
16564                         verbose(env, "invalid module BTF object FD specified.\n");
16565                         return -EINVAL;
16566                 }
16567         } else {
16568                 if (!btf_vmlinux) {
16569                         verbose(env, "kernel is missing BTF, make sure CONFIG_DEBUG_INFO_BTF=y is specified in Kconfig.\n");
16570                         return -EINVAL;
16571                 }
16572                 btf = btf_vmlinux;
16573                 btf_get(btf);
16574         }
16575
16576         t = btf_type_by_id(btf, id);
16577         if (!t) {
16578                 verbose(env, "ldimm64 insn specifies invalid btf_id %d.\n", id);
16579                 err = -ENOENT;
16580                 goto err_put;
16581         }
16582
16583         if (!btf_type_is_var(t) && !btf_type_is_func(t)) {
16584                 verbose(env, "pseudo btf_id %d in ldimm64 isn't KIND_VAR or KIND_FUNC\n", id);
16585                 err = -EINVAL;
16586                 goto err_put;
16587         }
16588
16589         sym_name = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
16590         addr = kallsyms_lookup_name(sym_name);
16591         if (!addr) {
16592                 verbose(env, "ldimm64 failed to find the address for kernel symbol '%s'.\n",
16593                         sym_name);
16594                 err = -ENOENT;
16595                 goto err_put;
16596         }
16597         insn[0].imm = (u32)addr;
16598         insn[1].imm = addr >> 32;
16599
16600         if (btf_type_is_func(t)) {
16601                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY;
16602                 aux->btf_var.mem_size = 0;
16603                 goto check_btf;
16604         }
16605
16606         datasec_id = find_btf_percpu_datasec(btf);
16607         if (datasec_id > 0) {
16608                 datasec = btf_type_by_id(btf, datasec_id);
16609                 for_each_vsi(i, datasec, vsi) {
16610                         if (vsi->type == id) {
16611                                 percpu = true;
16612                                 break;
16613                         }
16614                 }
16615         }
16616
16617         type = t->type;
16618         t = btf_type_skip_modifiers(btf, type, NULL);
16619         if (percpu) {
16620                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU;
16621                 aux->btf_var.btf = btf;
16622                 aux->btf_var.btf_id = type;
16623         } else if (!btf_type_is_struct(t)) {
16624                 const struct btf_type *ret;
16625                 const char *tname;
16626                 u32 tsize;
16627
16628                 /* resolve the type size of ksym. */
16629                 ret = btf_resolve_size(btf, t, &tsize);
16630                 if (IS_ERR(ret)) {
16631                         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
16632                         verbose(env, "ldimm64 unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
16633                                 tname, PTR_ERR(ret));
16634                         err = -EINVAL;
16635                         goto err_put;
16636                 }
16637                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY;
16638                 aux->btf_var.mem_size = tsize;
16639         } else {
16640                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID;
16641                 aux->btf_var.btf = btf;
16642                 aux->btf_var.btf_id = type;
16643         }
16644 check_btf:
16645         /* check whether we recorded this BTF (and maybe module) already */
16646         for (i = 0; i < env->used_btf_cnt; i++) {
16647                 if (env->used_btfs[i].btf == btf) {
16648                         btf_put(btf);
16649                         return 0;
16650                 }
16651         }
16652
16653         if (env->used_btf_cnt >= MAX_USED_BTFS) {
16654                 err = -E2BIG;
16655                 goto err_put;
16656         }
16657
16658         btf_mod = &env->used_btfs[env->used_btf_cnt];
16659         btf_mod->btf = btf;
16660         btf_mod->module = NULL;
16661
16662         /* if we reference variables from kernel module, bump its refcount */
16663         if (btf_is_module(btf)) {
16664                 btf_mod->module = btf_try_get_module(btf);
16665                 if (!btf_mod->module) {
16666                         err = -ENXIO;
16667                         goto err_put;
16668                 }
16669         }
16670
16671         env->used_btf_cnt++;
16672
16673         return 0;
16674 err_put:
16675         btf_put(btf);
16676         return err;
16677 }
16678
16679 static bool is_tracing_prog_type(enum bpf_prog_type type)
16680 {
16681         switch (type) {
16682         case BPF_PROG_TYPE_KPROBE:
16683         case BPF_PROG_TYPE_TRACEPOINT:
16684         case BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT:
16685         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
16686         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT_WRITABLE:
16687                 return true;
16688         default:
16689                 return false;
16690         }
16691 }
16692
16693 static int check_map_prog_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
16694                                         struct bpf_map *map,
16695                                         struct bpf_prog *prog)
16696
16697 {
16698         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
16699
16700         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_LIST_HEAD) ||
16701             btf_record_has_field(map->record, BPF_RB_ROOT)) {
16702                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
16703                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_{list_head,rb_root} yet\n");
16704                         return -EINVAL;
16705                 }
16706         }
16707
16708         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_SPIN_LOCK)) {
16709                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER) {
16710                         verbose(env, "socket filter progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
16711                         return -EINVAL;
16712                 }
16713
16714                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
16715                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
16716                         return -EINVAL;
16717                 }
16718
16719                 if (prog->aux->sleepable) {
16720                         verbose(env, "sleepable progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
16721                         return -EINVAL;
16722                 }
16723         }
16724
16725         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_TIMER)) {
16726                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
16727                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_timer yet\n");
16728                         return -EINVAL;
16729                 }
16730         }
16731
16732         if ((bpf_prog_is_offloaded(prog->aux) || bpf_map_is_offloaded(map)) &&
16733             !bpf_offload_prog_map_match(prog, map)) {
16734                 verbose(env, "offload device mismatch between prog and map\n");
16735                 return -EINVAL;
16736         }
16737
16738         if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_STRUCT_OPS) {
16739                 verbose(env, "bpf_struct_ops map cannot be used in prog\n");
16740                 return -EINVAL;
16741         }
16742
16743         if (prog->aux->sleepable)
16744                 switch (map->map_type) {
16745                 case BPF_MAP_TYPE_HASH:
16746                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_HASH:
16747                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY:
16748                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH:
16749                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY:
16750                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH:
16751                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
16752                 case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
16753                 case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
16754                 case BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF:
16755                 case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
16756                 case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
16757                 case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
16758                 case BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE:
16759                         break;
16760                 default:
16761                         verbose(env,
16762                                 "Sleepable programs can only use array, hash, ringbuf and local storage maps\n");
16763                         return -EINVAL;
16764                 }
16765
16766         return 0;
16767 }
16768
16769 static bool bpf_map_is_cgroup_storage(struct bpf_map *map)
16770 {
16771         return (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE ||
16772                 map->map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE);
16773 }
16774
16775 /* find and rewrite pseudo imm in ld_imm64 instructions:
16776  *
16777  * 1. if it accesses map FD, replace it with actual map pointer.
16778  * 2. if it accesses btf_id of a VAR, replace it with pointer to the var.
16779  *
16780  * NOTE: btf_vmlinux is required for converting pseudo btf_id.
16781  */
16782 static int resolve_pseudo_ldimm64(struct bpf_verifier_env *env)
16783 {
16784         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
16785         int insn_cnt = env->prog->len;
16786         int i, j, err;
16787
16788         err = bpf_prog_calc_tag(env->prog);
16789         if (err)
16790                 return err;
16791
16792         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
16793                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
16794                     (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0)) {
16795                         verbose(env, "BPF_LDX uses reserved fields\n");
16796                         return -EINVAL;
16797                 }
16798
16799                 if (insn[0].code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW)) {
16800                         struct bpf_insn_aux_data *aux;
16801                         struct bpf_map *map;
16802                         struct fd f;
16803                         u64 addr;
16804                         u32 fd;
16805
16806                         if (i == insn_cnt - 1 || insn[1].code != 0 ||
16807                             insn[1].dst_reg != 0 || insn[1].src_reg != 0 ||
16808                             insn[1].off != 0) {
16809                                 verbose(env, "invalid bpf_ld_imm64 insn\n");
16810                                 return -EINVAL;
16811                         }
16812
16813                         if (insn[0].src_reg == 0)
16814                                 /* valid generic load 64-bit imm */
16815                                 goto next_insn;
16816
16817                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
16818                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
16819                                 err = check_pseudo_btf_id(env, insn, aux);
16820                                 if (err)
16821                                         return err;
16822                                 goto next_insn;
16823                         }
16824
16825                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
16826                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
16827                                 aux->ptr_type = PTR_TO_FUNC;
16828                                 goto next_insn;
16829                         }
16830
16831                         /* In final convert_pseudo_ld_imm64() step, this is
16832                          * converted into regular 64-bit imm load insn.
16833                          */
16834                         switch (insn[0].src_reg) {
16835                         case BPF_PSEUDO_MAP_VALUE:
16836                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
16837                                 break;
16838                         case BPF_PSEUDO_MAP_FD:
16839                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
16840                                 if (insn[1].imm == 0)
16841                                         break;
16842                                 fallthrough;
16843                         default:
16844                                 verbose(env, "unrecognized bpf_ld_imm64 insn\n");
16845                                 return -EINVAL;
16846                         }
16847
16848                         switch (insn[0].src_reg) {
16849                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
16850                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
16851                                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
16852                                         verbose(env, "fd_idx without fd_array is invalid\n");
16853                                         return -EPROTO;
16854                                 }
16855                                 if (copy_from_bpfptr_offset(&fd, env->fd_array,
16856                                                             insn[0].imm * sizeof(fd),
16857                                                             sizeof(fd)))
16858                                         return -EFAULT;
16859                                 break;
16860                         default:
16861                                 fd = insn[0].imm;
16862                                 break;
16863                         }
16864
16865                         f = fdget(fd);
16866                         map = __bpf_map_get(f);
16867                         if (IS_ERR(map)) {
16868                                 verbose(env, "fd %d is not pointing to valid bpf_map\n",
16869                                         insn[0].imm);
16870                                 return PTR_ERR(map);
16871                         }
16872
16873                         err = check_map_prog_compatibility(env, map, env->prog);
16874                         if (err) {
16875                                 fdput(f);
16876                                 return err;
16877                         }
16878
16879                         aux = &env->insn_aux_data[i];
16880                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
16881                             insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
16882                                 addr = (unsigned long)map;
16883                         } else {
16884                                 u32 off = insn[1].imm;
16885
16886                                 if (off >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
16887                                         verbose(env, "direct value offset of %u is not allowed\n", off);
16888                                         fdput(f);
16889                                         return -EINVAL;
16890                                 }
16891
16892                                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
16893                                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
16894                                         fdput(f);
16895                                         return -EINVAL;
16896                                 }
16897
16898                                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
16899                                 if (err) {
16900                                         verbose(env, "invalid access to map value pointer, value_size=%u off=%u\n",
16901                                                 map->value_size, off);
16902                                         fdput(f);
16903                                         return err;
16904                                 }
16905
16906                                 aux->map_off = off;
16907                                 addr += off;
16908                         }
16909
16910                         insn[0].imm = (u32)addr;
16911                         insn[1].imm = addr >> 32;
16912
16913                         /* check whether we recorded this map already */
16914                         for (j = 0; j < env->used_map_cnt; j++) {
16915                                 if (env->used_maps[j] == map) {
16916                                         aux->map_index = j;
16917                                         fdput(f);
16918                                         goto next_insn;
16919                                 }
16920                         }
16921
16922                         if (env->used_map_cnt >= MAX_USED_MAPS) {
16923                                 fdput(f);
16924                                 return -E2BIG;
16925                         }
16926
16927                         /* hold the map. If the program is rejected by verifier,
16928                          * the map will be released by release_maps() or it
16929                          * will be used by the valid program until it's unloaded
16930                          * and all maps are released in free_used_maps()
16931                          */
16932                         bpf_map_inc(map);
16933
16934                         aux->map_index = env->used_map_cnt;
16935                         env->used_maps[env->used_map_cnt++] = map;
16936
16937                         if (bpf_map_is_cgroup_storage(map) &&
16938                             bpf_cgroup_storage_assign(env->prog->aux, map)) {
16939                                 verbose(env, "only one cgroup storage of each type is allowed\n");
16940                                 fdput(f);
16941                                 return -EBUSY;
16942                         }
16943
16944                         fdput(f);
16945 next_insn:
16946                         insn++;
16947                         i++;
16948                         continue;
16949                 }
16950
16951                 /* Basic sanity check before we invest more work here. */
16952                 if (!bpf_opcode_in_insntable(insn->code)) {
16953                         verbose(env, "unknown opcode %02x\n", insn->code);
16954                         return -EINVAL;
16955                 }
16956         }
16957
16958         /* now all pseudo BPF_LD_IMM64 instructions load valid
16959          * 'struct bpf_map *' into a register instead of user map_fd.
16960          * These pointers will be used later by verifier to validate map access.
16961          */
16962         return 0;
16963 }
16964
16965 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
16966 static void release_maps(struct bpf_verifier_env *env)
16967 {
16968         __bpf_free_used_maps(env->prog->aux, env->used_maps,
16969                              env->used_map_cnt);
16970 }
16971
16972 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
16973 static void release_btfs(struct bpf_verifier_env *env)
16974 {
16975         __bpf_free_used_btfs(env->prog->aux, env->used_btfs,
16976                              env->used_btf_cnt);
16977 }
16978
16979 /* convert pseudo BPF_LD_IMM64 into generic BPF_LD_IMM64 */
16980 static void convert_pseudo_ld_imm64(struct bpf_verifier_env *env)
16981 {
16982         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
16983         int insn_cnt = env->prog->len;
16984         int i;
16985
16986         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
16987                 if (insn->code != (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW))
16988                         continue;
16989                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC)
16990                         continue;
16991                 insn->src_reg = 0;
16992         }
16993 }
16994
16995 /* single env->prog->insni[off] instruction was replaced with the range
16996  * insni[off, off + cnt).  Adjust corresponding insn_aux_data by copying
16997  * [0, off) and [off, end) to new locations, so the patched range stays zero
16998  */
16999 static void adjust_insn_aux_data(struct bpf_verifier_env *env,
17000                                  struct bpf_insn_aux_data *new_data,
17001                                  struct bpf_prog *new_prog, u32 off, u32 cnt)
17002 {
17003         struct bpf_insn_aux_data *old_data = env->insn_aux_data;
17004         struct bpf_insn *insn = new_prog->insnsi;
17005         u32 old_seen = old_data[off].seen;
17006         u32 prog_len;
17007         int i;
17008
17009         /* aux info at OFF always needs adjustment, no matter fast path
17010          * (cnt == 1) is taken or not. There is no guarantee INSN at OFF is the
17011          * original insn at old prog.
17012          */
17013         old_data[off].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + off + cnt - 1);
17014
17015         if (cnt == 1)
17016                 return;
17017         prog_len = new_prog->len;
17018
17019         memcpy(new_data, old_data, sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * off);
17020         memcpy(new_data + off + cnt - 1, old_data + off,
17021                sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * (prog_len - off - cnt + 1));
17022         for (i = off; i < off + cnt - 1; i++) {
17023                 /* Expand insni[off]'s seen count to the patched range. */
17024                 new_data[i].seen = old_seen;
17025                 new_data[i].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + i);
17026         }
17027         env->insn_aux_data = new_data;
17028         vfree(old_data);
17029 }
17030
17031 static void adjust_subprog_starts(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 len)
17032 {
17033         int i;
17034
17035         if (len == 1)
17036                 return;
17037         /* NOTE: fake 'exit' subprog should be updated as well. */
17038         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++) {
17039                 if (env->subprog_info[i].start <= off)
17040                         continue;
17041                 env->subprog_info[i].start += len - 1;
17042         }
17043 }
17044
17045 static void adjust_poke_descs(struct bpf_prog *prog, u32 off, u32 len)
17046 {
17047         struct bpf_jit_poke_descriptor *tab = prog->aux->poke_tab;
17048         int i, sz = prog->aux->size_poke_tab;
17049         struct bpf_jit_poke_descriptor *desc;
17050
17051         for (i = 0; i < sz; i++) {
17052                 desc = &tab[i];
17053                 if (desc->insn_idx <= off)
17054                         continue;
17055                 desc->insn_idx += len - 1;
17056         }
17057 }
17058
17059 static struct bpf_prog *bpf_patch_insn_data(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
17060                                             const struct bpf_insn *patch, u32 len)
17061 {
17062         struct bpf_prog *new_prog;
17063         struct bpf_insn_aux_data *new_data = NULL;
17064
17065         if (len > 1) {
17066                 new_data = vzalloc(array_size(env->prog->len + len - 1,
17067                                               sizeof(struct bpf_insn_aux_data)));
17068                 if (!new_data)
17069                         return NULL;
17070         }
17071
17072         new_prog = bpf_patch_insn_single(env->prog, off, patch, len);
17073         if (IS_ERR(new_prog)) {
17074                 if (PTR_ERR(new_prog) == -ERANGE)
17075                         verbose(env,
17076                                 "insn %d cannot be patched due to 16-bit range\n",
17077                                 env->insn_aux_data[off].orig_idx);
17078                 vfree(new_data);
17079                 return NULL;
17080         }
17081         adjust_insn_aux_data(env, new_data, new_prog, off, len);
17082         adjust_subprog_starts(env, off, len);
17083         adjust_poke_descs(new_prog, off, len);
17084         return new_prog;
17085 }
17086
17087 static int adjust_subprog_starts_after_remove(struct bpf_verifier_env *env,
17088                                               u32 off, u32 cnt)
17089 {
17090         int i, j;
17091
17092         /* find first prog starting at or after off (first to remove) */
17093         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
17094                 if (env->subprog_info[i].start >= off)
17095                         break;
17096         /* find first prog starting at or after off + cnt (first to stay) */
17097         for (j = i; j < env->subprog_cnt; j++)
17098                 if (env->subprog_info[j].start >= off + cnt)
17099                         break;
17100         /* if j doesn't start exactly at off + cnt, we are just removing
17101          * the front of previous prog
17102          */
17103         if (env->subprog_info[j].start != off + cnt)
17104                 j--;
17105
17106         if (j > i) {
17107                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
17108                 int move;
17109
17110                 /* move fake 'exit' subprog as well */
17111                 move = env->subprog_cnt + 1 - j;
17112
17113                 memmove(env->subprog_info + i,
17114                         env->subprog_info + j,
17115                         sizeof(*env->subprog_info) * move);
17116                 env->subprog_cnt -= j - i;
17117
17118                 /* remove func_info */
17119                 if (aux->func_info) {
17120                         move = aux->func_info_cnt - j;
17121
17122                         memmove(aux->func_info + i,
17123                                 aux->func_info + j,
17124                                 sizeof(*aux->func_info) * move);
17125                         aux->func_info_cnt -= j - i;
17126                         /* func_info->insn_off is set after all code rewrites,
17127                          * in adjust_btf_func() - no need to adjust
17128                          */
17129                 }
17130         } else {
17131                 /* convert i from "first prog to remove" to "first to adjust" */
17132                 if (env->subprog_info[i].start == off)
17133                         i++;
17134         }
17135
17136         /* update fake 'exit' subprog as well */
17137         for (; i <= env->subprog_cnt; i++)
17138                 env->subprog_info[i].start -= cnt;
17139
17140         return 0;
17141 }
17142
17143 static int bpf_adj_linfo_after_remove(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
17144                                       u32 cnt)
17145 {
17146         struct bpf_prog *prog = env->prog;
17147         u32 i, l_off, l_cnt, nr_linfo;
17148         struct bpf_line_info *linfo;
17149
17150         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
17151         if (!nr_linfo)
17152                 return 0;
17153
17154         linfo = prog->aux->linfo;
17155
17156         /* find first line info to remove, count lines to be removed */
17157         for (i = 0; i < nr_linfo; i++)
17158                 if (linfo[i].insn_off >= off)
17159                         break;
17160
17161         l_off = i;
17162         l_cnt = 0;
17163         for (; i < nr_linfo; i++)
17164                 if (linfo[i].insn_off < off + cnt)
17165                         l_cnt++;
17166                 else
17167                         break;
17168
17169         /* First live insn doesn't match first live linfo, it needs to "inherit"
17170          * last removed linfo.  prog is already modified, so prog->len == off
17171          * means no live instructions after (tail of the program was removed).
17172          */
17173         if (prog->len != off && l_cnt &&
17174             (i == nr_linfo || linfo[i].insn_off != off + cnt)) {
17175                 l_cnt--;
17176                 linfo[--i].insn_off = off + cnt;
17177         }
17178
17179         /* remove the line info which refer to the removed instructions */
17180         if (l_cnt) {
17181                 memmove(linfo + l_off, linfo + i,
17182                         sizeof(*linfo) * (nr_linfo - i));
17183
17184                 prog->aux->nr_linfo -= l_cnt;
17185                 nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
17186         }
17187
17188         /* pull all linfo[i].insn_off >= off + cnt in by cnt */
17189         for (i = l_off; i < nr_linfo; i++)
17190                 linfo[i].insn_off -= cnt;
17191
17192         /* fix up all subprogs (incl. 'exit') which start >= off */
17193         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++)
17194                 if (env->subprog_info[i].linfo_idx > l_off) {
17195                         /* program may have started in the removed region but
17196                          * may not be fully removed
17197                          */
17198                         if (env->subprog_info[i].linfo_idx >= l_off + l_cnt)
17199                                 env->subprog_info[i].linfo_idx -= l_cnt;
17200                         else
17201                                 env->subprog_info[i].linfo_idx = l_off;
17202                 }
17203
17204         return 0;
17205 }
17206
17207 static int verifier_remove_insns(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 cnt)
17208 {
17209         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
17210         unsigned int orig_prog_len = env->prog->len;
17211         int err;
17212
17213         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
17214                 bpf_prog_offload_remove_insns(env, off, cnt);
17215
17216         err = bpf_remove_insns(env->prog, off, cnt);
17217         if (err)
17218                 return err;
17219
17220         err = adjust_subprog_starts_after_remove(env, off, cnt);
17221         if (err)
17222                 return err;
17223
17224         err = bpf_adj_linfo_after_remove(env, off, cnt);
17225         if (err)
17226                 return err;
17227
17228         memmove(aux_data + off, aux_data + off + cnt,
17229                 sizeof(*aux_data) * (orig_prog_len - off - cnt));
17230
17231         return 0;
17232 }
17233
17234 /* The verifier does more data flow analysis than llvm and will not
17235  * explore branches that are dead at run time. Malicious programs can
17236  * have dead code too. Therefore replace all dead at-run-time code
17237  * with 'ja -1'.
17238  *
17239  * Just nops are not optimal, e.g. if they would sit at the end of the
17240  * program and through another bug we would manage to jump there, then
17241  * we'd execute beyond program memory otherwise. Returning exception
17242  * code also wouldn't work since we can have subprogs where the dead
17243  * code could be located.
17244  */
17245 static void sanitize_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
17246 {
17247         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
17248         struct bpf_insn trap = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, -1);
17249         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17250         const int insn_cnt = env->prog->len;
17251         int i;
17252
17253         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
17254                 if (aux_data[i].seen)
17255                         continue;
17256                 memcpy(insn + i, &trap, sizeof(trap));
17257                 aux_data[i].zext_dst = false;
17258         }
17259 }
17260
17261 static bool insn_is_cond_jump(u8 code)
17262 {
17263         u8 op;
17264
17265         if (BPF_CLASS(code) == BPF_JMP32)
17266                 return true;
17267
17268         if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP)
17269                 return false;
17270
17271         op = BPF_OP(code);
17272         return op != BPF_JA && op != BPF_EXIT && op != BPF_CALL;
17273 }
17274
17275 static void opt_hard_wire_dead_code_branches(struct bpf_verifier_env *env)
17276 {
17277         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
17278         struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
17279         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17280         const int insn_cnt = env->prog->len;
17281         int i;
17282
17283         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
17284                 if (!insn_is_cond_jump(insn->code))
17285                         continue;
17286
17287                 if (!aux_data[i + 1].seen)
17288                         ja.off = insn->off;
17289                 else if (!aux_data[i + 1 + insn->off].seen)
17290                         ja.off = 0;
17291                 else
17292                         continue;
17293
17294                 if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
17295                         bpf_prog_offload_replace_insn(env, i, &ja);
17296
17297                 memcpy(insn, &ja, sizeof(ja));
17298         }
17299 }
17300
17301 static int opt_remove_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
17302 {
17303         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
17304         int insn_cnt = env->prog->len;
17305         int i, err;
17306
17307         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
17308                 int j;
17309
17310                 j = 0;
17311                 while (i + j < insn_cnt && !aux_data[i + j].seen)
17312                         j++;
17313                 if (!j)
17314                         continue;
17315
17316                 err = verifier_remove_insns(env, i, j);
17317                 if (err)
17318                         return err;
17319                 insn_cnt = env->prog->len;
17320         }
17321
17322         return 0;
17323 }
17324
17325 static int opt_remove_nops(struct bpf_verifier_env *env)
17326 {
17327         const struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
17328         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17329         int insn_cnt = env->prog->len;
17330         int i, err;
17331
17332         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
17333                 if (memcmp(&insn[i], &ja, sizeof(ja)))
17334                         continue;
17335
17336                 err = verifier_remove_insns(env, i, 1);
17337                 if (err)
17338                         return err;
17339                 insn_cnt--;
17340                 i--;
17341         }
17342
17343         return 0;
17344 }
17345
17346 static int opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(struct bpf_verifier_env *env,
17347                                          const union bpf_attr *attr)
17348 {
17349         struct bpf_insn *patch, zext_patch[2], rnd_hi32_patch[4];
17350         struct bpf_insn_aux_data *aux = env->insn_aux_data;
17351         int i, patch_len, delta = 0, len = env->prog->len;
17352         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
17353         struct bpf_prog *new_prog;
17354         bool rnd_hi32;
17355
17356         rnd_hi32 = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_RND_HI32;
17357         zext_patch[1] = BPF_ZEXT_REG(0);
17358         rnd_hi32_patch[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, 0);
17359         rnd_hi32_patch[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_AX, 32);
17360         rnd_hi32_patch[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, 0, BPF_REG_AX);
17361         for (i = 0; i < len; i++) {
17362                 int adj_idx = i + delta;
17363                 struct bpf_insn insn;
17364                 int load_reg;
17365
17366                 insn = insns[adj_idx];
17367                 load_reg = insn_def_regno(&insn);
17368                 if (!aux[adj_idx].zext_dst) {
17369                         u8 code, class;
17370                         u32 imm_rnd;
17371
17372                         if (!rnd_hi32)
17373                                 continue;
17374
17375                         code = insn.code;
17376                         class = BPF_CLASS(code);
17377                         if (load_reg == -1)
17378                                 continue;
17379
17380                         /* NOTE: arg "reg" (the fourth one) is only used for
17381                          *       BPF_STX + SRC_OP, so it is safe to pass NULL
17382                          *       here.
17383                          */
17384                         if (is_reg64(env, &insn, load_reg, NULL, DST_OP)) {
17385                                 if (class == BPF_LD &&
17386                                     BPF_MODE(code) == BPF_IMM)
17387                                         i++;
17388                                 continue;
17389                         }
17390
17391                         /* ctx load could be transformed into wider load. */
17392                         if (class == BPF_LDX &&
17393                             aux[adj_idx].ptr_type == PTR_TO_CTX)
17394                                 continue;
17395
17396                         imm_rnd = get_random_u32();
17397                         rnd_hi32_patch[0] = insn;
17398                         rnd_hi32_patch[1].imm = imm_rnd;
17399                         rnd_hi32_patch[3].dst_reg = load_reg;
17400                         patch = rnd_hi32_patch;
17401                         patch_len = 4;
17402                         goto apply_patch_buffer;
17403                 }
17404
17405                 /* Add in an zero-extend instruction if a) the JIT has requested
17406                  * it or b) it's a CMPXCHG.
17407                  *
17408                  * The latter is because: BPF_CMPXCHG always loads a value into
17409                  * R0, therefore always zero-extends. However some archs'
17410                  * equivalent instruction only does this load when the
17411                  * comparison is successful. This detail of CMPXCHG is
17412                  * orthogonal to the general zero-extension behaviour of the
17413                  * CPU, so it's treated independently of bpf_jit_needs_zext.
17414                  */
17415                 if (!bpf_jit_needs_zext() && !is_cmpxchg_insn(&insn))
17416                         continue;
17417
17418                 /* Zero-extension is done by the caller. */
17419                 if (bpf_pseudo_kfunc_call(&insn))
17420                         continue;
17421
17422                 if (WARN_ON(load_reg == -1)) {
17423                         verbose(env, "verifier bug. zext_dst is set, but no reg is defined\n");
17424                         return -EFAULT;
17425                 }
17426
17427                 zext_patch[0] = insn;
17428                 zext_patch[1].dst_reg = load_reg;
17429                 zext_patch[1].src_reg = load_reg;
17430                 patch = zext_patch;
17431                 patch_len = 2;
17432 apply_patch_buffer:
17433                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, adj_idx, patch, patch_len);
17434                 if (!new_prog)
17435                         return -ENOMEM;
17436                 env->prog = new_prog;
17437                 insns = new_prog->insnsi;
17438                 aux = env->insn_aux_data;
17439                 delta += patch_len - 1;
17440         }
17441
17442         return 0;
17443 }
17444
17445 /* convert load instructions that access fields of a context type into a
17446  * sequence of instructions that access fields of the underlying structure:
17447  *     struct __sk_buff    -> struct sk_buff
17448  *     struct bpf_sock_ops -> struct sock
17449  */
17450 static int convert_ctx_accesses(struct bpf_verifier_env *env)
17451 {
17452         const struct bpf_verifier_ops *ops = env->ops;
17453         int i, cnt, size, ctx_field_size, delta = 0;
17454         const int insn_cnt = env->prog->len;
17455         struct bpf_insn insn_buf[16], *insn;
17456         u32 target_size, size_default, off;
17457         struct bpf_prog *new_prog;
17458         enum bpf_access_type type;
17459         bool is_narrower_load;
17460
17461         if (ops->gen_prologue || env->seen_direct_write) {
17462                 if (!ops->gen_prologue) {
17463                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
17464                         return -EINVAL;
17465                 }
17466                 cnt = ops->gen_prologue(insn_buf, env->seen_direct_write,
17467                                         env->prog);
17468                 if (cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
17469                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
17470                         return -EINVAL;
17471                 } else if (cnt) {
17472                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, 0, insn_buf, cnt);
17473                         if (!new_prog)
17474                                 return -ENOMEM;
17475
17476                         env->prog = new_prog;
17477                         delta += cnt - 1;
17478                 }
17479         }
17480
17481         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
17482                 return 0;
17483
17484         insn = env->prog->insnsi + delta;
17485
17486         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
17487                 bpf_convert_ctx_access_t convert_ctx_access;
17488
17489                 if (insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B) ||
17490                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H) ||
17491                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W) ||
17492                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW)) {
17493                         type = BPF_READ;
17494                 } else if (insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B) ||
17495                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H) ||
17496                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W) ||
17497                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW) ||
17498                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_B) ||
17499                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_H) ||
17500                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_W) ||
17501                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_DW)) {
17502                         type = BPF_WRITE;
17503                 } else {
17504                         continue;
17505                 }
17506
17507                 if (type == BPF_WRITE &&
17508                     env->insn_aux_data[i + delta].sanitize_stack_spill) {
17509                         struct bpf_insn patch[] = {
17510                                 *insn,
17511                                 BPF_ST_NOSPEC(),
17512                         };
17513
17514                         cnt = ARRAY_SIZE(patch);
17515                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patch, cnt);
17516                         if (!new_prog)
17517                                 return -ENOMEM;
17518
17519                         delta    += cnt - 1;
17520                         env->prog = new_prog;
17521                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
17522                         continue;
17523                 }
17524
17525                 switch ((int)env->insn_aux_data[i + delta].ptr_type) {
17526                 case PTR_TO_CTX:
17527                         if (!ops->convert_ctx_access)
17528                                 continue;
17529                         convert_ctx_access = ops->convert_ctx_access;
17530                         break;
17531                 case PTR_TO_SOCKET:
17532                 case PTR_TO_SOCK_COMMON:
17533                         convert_ctx_access = bpf_sock_convert_ctx_access;
17534                         break;
17535                 case PTR_TO_TCP_SOCK:
17536                         convert_ctx_access = bpf_tcp_sock_convert_ctx_access;
17537                         break;
17538                 case PTR_TO_XDP_SOCK:
17539                         convert_ctx_access = bpf_xdp_sock_convert_ctx_access;
17540                         break;
17541                 case PTR_TO_BTF_ID:
17542                 case PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED:
17543                 /* PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC always has a valid lifetime, unlike
17544                  * PTR_TO_BTF_ID, and an active ref_obj_id, but the same cannot
17545                  * be said once it is marked PTR_UNTRUSTED, hence we must handle
17546                  * any faults for loads into such types. BPF_WRITE is disallowed
17547                  * for this case.
17548                  */
17549                 case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | PTR_UNTRUSTED:
17550                         if (type == BPF_READ) {
17551                                 insn->code = BPF_LDX | BPF_PROBE_MEM |
17552                                         BPF_SIZE((insn)->code);
17553                                 env->prog->aux->num_exentries++;
17554                         }
17555                         continue;
17556                 default:
17557                         continue;
17558                 }
17559
17560                 ctx_field_size = env->insn_aux_data[i + delta].ctx_field_size;
17561                 size = BPF_LDST_BYTES(insn);
17562
17563                 /* If the read access is a narrower load of the field,
17564                  * convert to a 4/8-byte load, to minimum program type specific
17565                  * convert_ctx_access changes. If conversion is successful,
17566                  * we will apply proper mask to the result.
17567                  */
17568                 is_narrower_load = size < ctx_field_size;
17569                 size_default = bpf_ctx_off_adjust_machine(ctx_field_size);
17570                 off = insn->off;
17571                 if (is_narrower_load) {
17572                         u8 size_code;
17573
17574                         if (type == BPF_WRITE) {
17575                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx access misconfigured\n");
17576                                 return -EINVAL;
17577                         }
17578
17579                         size_code = BPF_H;
17580                         if (ctx_field_size == 4)
17581                                 size_code = BPF_W;
17582                         else if (ctx_field_size == 8)
17583                                 size_code = BPF_DW;
17584
17585                         insn->off = off & ~(size_default - 1);
17586                         insn->code = BPF_LDX | BPF_MEM | size_code;
17587                 }
17588
17589                 target_size = 0;
17590                 cnt = convert_ctx_access(type, insn, insn_buf, env->prog,
17591                                          &target_size);
17592                 if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf) ||
17593                     (ctx_field_size && !target_size)) {
17594                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
17595                         return -EINVAL;
17596                 }
17597
17598                 if (is_narrower_load && size < target_size) {
17599                         u8 shift = bpf_ctx_narrow_access_offset(
17600                                 off, size, size_default) * 8;
17601                         if (shift && cnt + 1 >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
17602                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx load misconfigured\n");
17603                                 return -EINVAL;
17604                         }
17605                         if (ctx_field_size <= 4) {
17606                                 if (shift)
17607                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_RSH,
17608                                                                         insn->dst_reg,
17609                                                                         shift);
17610                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
17611                                                                 (1 << size * 8) - 1);
17612                         } else {
17613                                 if (shift)
17614                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_RSH,
17615                                                                         insn->dst_reg,
17616                                                                         shift);
17617                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
17618                                                                 (1ULL << size * 8) - 1);
17619                         }
17620                 }
17621
17622                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
17623                 if (!new_prog)
17624                         return -ENOMEM;
17625
17626                 delta += cnt - 1;
17627
17628                 /* keep walking new program and skip insns we just inserted */
17629                 env->prog = new_prog;
17630                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
17631         }
17632
17633         return 0;
17634 }
17635
17636 static int jit_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
17637 {
17638         struct bpf_prog *prog = env->prog, **func, *tmp;
17639         int i, j, subprog_start, subprog_end = 0, len, subprog;
17640         struct bpf_map *map_ptr;
17641         struct bpf_insn *insn;
17642         void *old_bpf_func;
17643         int err, num_exentries;
17644
17645         if (env->subprog_cnt <= 1)
17646                 return 0;
17647
17648         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
17649                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn))
17650                         continue;
17651
17652                 /* Upon error here we cannot fall back to interpreter but
17653                  * need a hard reject of the program. Thus -EFAULT is
17654                  * propagated in any case.
17655                  */
17656                 subprog = find_subprog(env, i + insn->imm + 1);
17657                 if (subprog < 0) {
17658                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
17659                                   i + insn->imm + 1);
17660                         return -EFAULT;
17661                 }
17662                 /* temporarily remember subprog id inside insn instead of
17663                  * aux_data, since next loop will split up all insns into funcs
17664                  */
17665                 insn->off = subprog;
17666                 /* remember original imm in case JIT fails and fallback
17667                  * to interpreter will be needed
17668                  */
17669                 env->insn_aux_data[i].call_imm = insn->imm;
17670                 /* point imm to __bpf_call_base+1 from JITs point of view */
17671                 insn->imm = 1;
17672                 if (bpf_pseudo_func(insn))
17673                         /* jit (e.g. x86_64) may emit fewer instructions
17674                          * if it learns a u32 imm is the same as a u64 imm.
17675                          * Force a non zero here.
17676                          */
17677                         insn[1].imm = 1;
17678         }
17679
17680         err = bpf_prog_alloc_jited_linfo(prog);
17681         if (err)
17682                 goto out_undo_insn;
17683
17684         err = -ENOMEM;
17685         func = kcalloc(env->subprog_cnt, sizeof(prog), GFP_KERNEL);
17686         if (!func)
17687                 goto out_undo_insn;
17688
17689         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
17690                 subprog_start = subprog_end;
17691                 subprog_end = env->subprog_info[i + 1].start;
17692
17693                 len = subprog_end - subprog_start;
17694                 /* bpf_prog_run() doesn't call subprogs directly,
17695                  * hence main prog stats include the runtime of subprogs.
17696                  * subprogs don't have IDs and not reachable via prog_get_next_id
17697                  * func[i]->stats will never be accessed and stays NULL
17698                  */
17699                 func[i] = bpf_prog_alloc_no_stats(bpf_prog_size(len), GFP_USER);
17700                 if (!func[i])
17701                         goto out_free;
17702                 memcpy(func[i]->insnsi, &prog->insnsi[subprog_start],
17703                        len * sizeof(struct bpf_insn));
17704                 func[i]->type = prog->type;
17705                 func[i]->len = len;
17706                 if (bpf_prog_calc_tag(func[i]))
17707                         goto out_free;
17708                 func[i]->is_func = 1;
17709                 func[i]->aux->func_idx = i;
17710                 /* Below members will be freed only at prog->aux */
17711                 func[i]->aux->btf = prog->aux->btf;
17712                 func[i]->aux->func_info = prog->aux->func_info;
17713                 func[i]->aux->func_info_cnt = prog->aux->func_info_cnt;
17714                 func[i]->aux->poke_tab = prog->aux->poke_tab;
17715                 func[i]->aux->size_poke_tab = prog->aux->size_poke_tab;
17716
17717                 for (j = 0; j < prog->aux->size_poke_tab; j++) {
17718                         struct bpf_jit_poke_descriptor *poke;
17719
17720                         poke = &prog->aux->poke_tab[j];
17721                         if (poke->insn_idx < subprog_end &&
17722                             poke->insn_idx >= subprog_start)
17723                                 poke->aux = func[i]->aux;
17724                 }
17725
17726                 func[i]->aux->name[0] = 'F';
17727                 func[i]->aux->stack_depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
17728                 func[i]->jit_requested = 1;
17729                 func[i]->blinding_requested = prog->blinding_requested;
17730                 func[i]->aux->kfunc_tab = prog->aux->kfunc_tab;
17731                 func[i]->aux->kfunc_btf_tab = prog->aux->kfunc_btf_tab;
17732                 func[i]->aux->linfo = prog->aux->linfo;
17733                 func[i]->aux->nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
17734                 func[i]->aux->jited_linfo = prog->aux->jited_linfo;
17735                 func[i]->aux->linfo_idx = env->subprog_info[i].linfo_idx;
17736                 num_exentries = 0;
17737                 insn = func[i]->insnsi;
17738                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
17739                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
17740                             BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEM)
17741                                 num_exentries++;
17742                 }
17743                 func[i]->aux->num_exentries = num_exentries;
17744                 func[i]->aux->tail_call_reachable = env->subprog_info[i].tail_call_reachable;
17745                 func[i] = bpf_int_jit_compile(func[i]);
17746                 if (!func[i]->jited) {
17747                         err = -ENOTSUPP;
17748                         goto out_free;
17749                 }
17750                 cond_resched();
17751         }
17752
17753         /* at this point all bpf functions were successfully JITed
17754          * now populate all bpf_calls with correct addresses and
17755          * run last pass of JIT
17756          */
17757         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
17758                 insn = func[i]->insnsi;
17759                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
17760                         if (bpf_pseudo_func(insn)) {
17761                                 subprog = insn->off;
17762                                 insn[0].imm = (u32)(long)func[subprog]->bpf_func;
17763                                 insn[1].imm = ((u64)(long)func[subprog]->bpf_func) >> 32;
17764                                 continue;
17765                         }
17766                         if (!bpf_pseudo_call(insn))
17767                                 continue;
17768                         subprog = insn->off;
17769                         insn->imm = BPF_CALL_IMM(func[subprog]->bpf_func);
17770                 }
17771
17772                 /* we use the aux data to keep a list of the start addresses
17773                  * of the JITed images for each function in the program
17774                  *
17775                  * for some architectures, such as powerpc64, the imm field
17776                  * might not be large enough to hold the offset of the start
17777                  * address of the callee's JITed image from __bpf_call_base
17778                  *
17779                  * in such cases, we can lookup the start address of a callee
17780                  * by using its subprog id, available from the off field of
17781                  * the call instruction, as an index for this list
17782                  */
17783                 func[i]->aux->func = func;
17784                 func[i]->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
17785         }
17786         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
17787                 old_bpf_func = func[i]->bpf_func;
17788                 tmp = bpf_int_jit_compile(func[i]);
17789                 if (tmp != func[i] || func[i]->bpf_func != old_bpf_func) {
17790                         verbose(env, "JIT doesn't support bpf-to-bpf calls\n");
17791                         err = -ENOTSUPP;
17792                         goto out_free;
17793                 }
17794                 cond_resched();
17795         }
17796
17797         /* finally lock prog and jit images for all functions and
17798          * populate kallsysm. Begin at the first subprogram, since
17799          * bpf_prog_load will add the kallsyms for the main program.
17800          */
17801         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
17802                 bpf_prog_lock_ro(func[i]);
17803                 bpf_prog_kallsyms_add(func[i]);
17804         }
17805
17806         /* Last step: make now unused interpreter insns from main
17807          * prog consistent for later dump requests, so they can
17808          * later look the same as if they were interpreted only.
17809          */
17810         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
17811                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
17812                         insn[0].imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
17813                         insn[1].imm = insn->off;
17814                         insn->off = 0;
17815                         continue;
17816                 }
17817                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
17818                         continue;
17819                 insn->off = env->insn_aux_data[i].call_imm;
17820                 subprog = find_subprog(env, i + insn->off + 1);
17821                 insn->imm = subprog;
17822         }
17823
17824         prog->jited = 1;
17825         prog->bpf_func = func[0]->bpf_func;
17826         prog->jited_len = func[0]->jited_len;
17827         prog->aux->extable = func[0]->aux->extable;
17828         prog->aux->num_exentries = func[0]->aux->num_exentries;
17829         prog->aux->func = func;
17830         prog->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
17831         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
17832         return 0;
17833 out_free:
17834         /* We failed JIT'ing, so at this point we need to unregister poke
17835          * descriptors from subprogs, so that kernel is not attempting to
17836          * patch it anymore as we're freeing the subprog JIT memory.
17837          */
17838         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
17839                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
17840                 map_ptr->ops->map_poke_untrack(map_ptr, prog->aux);
17841         }
17842         /* At this point we're guaranteed that poke descriptors are not
17843          * live anymore. We can just unlink its descriptor table as it's
17844          * released with the main prog.
17845          */
17846         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
17847                 if (!func[i])
17848                         continue;
17849                 func[i]->aux->poke_tab = NULL;
17850                 bpf_jit_free(func[i]);
17851         }
17852         kfree(func);
17853 out_undo_insn:
17854         /* cleanup main prog to be interpreted */
17855         prog->jit_requested = 0;
17856         prog->blinding_requested = 0;
17857         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
17858                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
17859                         continue;
17860                 insn->off = 0;
17861                 insn->imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
17862         }
17863         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
17864         return err;
17865 }
17866
17867 static int fixup_call_args(struct bpf_verifier_env *env)
17868 {
17869 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
17870         struct bpf_prog *prog = env->prog;
17871         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
17872         bool has_kfunc_call = bpf_prog_has_kfunc_call(prog);
17873         int i, depth;
17874 #endif
17875         int err = 0;
17876
17877         if (env->prog->jit_requested &&
17878             !bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
17879                 err = jit_subprogs(env);
17880                 if (err == 0)
17881                         return 0;
17882                 if (err == -EFAULT)
17883                         return err;
17884         }
17885 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
17886         if (has_kfunc_call) {
17887                 verbose(env, "calling kernel functions are not allowed in non-JITed programs\n");
17888                 return -EINVAL;
17889         }
17890         if (env->subprog_cnt > 1 && env->prog->aux->tail_call_reachable) {
17891                 /* When JIT fails the progs with bpf2bpf calls and tail_calls
17892                  * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
17893                  */
17894                 verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
17895                 return -EINVAL;
17896         }
17897         for (i = 0; i < prog->len; i++, insn++) {
17898                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
17899                         /* When JIT fails the progs with callback calls
17900                          * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
17901                          */
17902                         verbose(env, "callbacks are not allowed in non-JITed programs\n");
17903                         return -EINVAL;
17904                 }
17905
17906                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
17907                         continue;
17908                 depth = get_callee_stack_depth(env, insn, i);
17909                 if (depth < 0)
17910                         return depth;
17911                 bpf_patch_call_args(insn, depth);
17912         }
17913         err = 0;
17914 #endif
17915         return err;
17916 }
17917
17918 /* replace a generic kfunc with a specialized version if necessary */
17919 static void specialize_kfunc(struct bpf_verifier_env *env,
17920                              u32 func_id, u16 offset, unsigned long *addr)
17921 {
17922         struct bpf_prog *prog = env->prog;
17923         bool seen_direct_write;
17924         void *xdp_kfunc;
17925         bool is_rdonly;
17926
17927         if (bpf_dev_bound_kfunc_id(func_id)) {
17928                 xdp_kfunc = bpf_dev_bound_resolve_kfunc(prog, func_id);
17929                 if (xdp_kfunc) {
17930                         *addr = (unsigned long)xdp_kfunc;
17931                         return;
17932                 }
17933                 /* fallback to default kfunc when not supported by netdev */
17934         }
17935
17936         if (offset)
17937                 return;
17938
17939         if (func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_skb]) {
17940                 seen_direct_write = env->seen_direct_write;
17941                 is_rdonly = !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, BPF_WRITE);
17942
17943                 if (is_rdonly)
17944                         *addr = (unsigned long)bpf_dynptr_from_skb_rdonly;
17945
17946                 /* restore env->seen_direct_write to its original value, since
17947                  * may_access_direct_pkt_data mutates it
17948                  */
17949                 env->seen_direct_write = seen_direct_write;
17950         }
17951 }
17952
17953 static void __fixup_collection_insert_kfunc(struct bpf_insn_aux_data *insn_aux,
17954                                             u16 struct_meta_reg,
17955                                             u16 node_offset_reg,
17956                                             struct bpf_insn *insn,
17957                                             struct bpf_insn *insn_buf,
17958                                             int *cnt)
17959 {
17960         struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = insn_aux->kptr_struct_meta;
17961         struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(struct_meta_reg, (long)kptr_struct_meta) };
17962
17963         insn_buf[0] = addr[0];
17964         insn_buf[1] = addr[1];
17965         insn_buf[2] = BPF_MOV64_IMM(node_offset_reg, insn_aux->insert_off);
17966         insn_buf[3] = *insn;
17967         *cnt = 4;
17968 }
17969
17970 static int fixup_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
17971                             struct bpf_insn *insn_buf, int insn_idx, int *cnt)
17972 {
17973         const struct bpf_kfunc_desc *desc;
17974
17975         if (!insn->imm) {
17976                 verbose(env, "invalid kernel function call not eliminated in verifier pass\n");
17977                 return -EINVAL;
17978         }
17979
17980         *cnt = 0;
17981
17982         /* insn->imm has the btf func_id. Replace it with an offset relative to
17983          * __bpf_call_base, unless the JIT needs to call functions that are
17984          * further than 32 bits away (bpf_jit_supports_far_kfunc_call()).
17985          */
17986         desc = find_kfunc_desc(env->prog, insn->imm, insn->off);
17987         if (!desc) {
17988                 verbose(env, "verifier internal error: kernel function descriptor not found for func_id %u\n",
17989                         insn->imm);
17990                 return -EFAULT;
17991         }
17992
17993         if (!bpf_jit_supports_far_kfunc_call())
17994                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(desc->addr);
17995         if (insn->off)
17996                 return 0;
17997         if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl]) {
17998                 struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta;
17999                 struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(BPF_REG_2, (long)kptr_struct_meta) };
18000                 u64 obj_new_size = env->insn_aux_data[insn_idx].obj_new_size;
18001
18002                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_1, obj_new_size);
18003                 insn_buf[1] = addr[0];
18004                 insn_buf[2] = addr[1];
18005                 insn_buf[3] = *insn;
18006                 *cnt = 4;
18007         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl] ||
18008                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl]) {
18009                 struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta;
18010                 struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(BPF_REG_2, (long)kptr_struct_meta) };
18011
18012                 insn_buf[0] = addr[0];
18013                 insn_buf[1] = addr[1];
18014                 insn_buf[2] = *insn;
18015                 *cnt = 3;
18016         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl] ||
18017                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
18018                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
18019                 int struct_meta_reg = BPF_REG_3;
18020                 int node_offset_reg = BPF_REG_4;
18021
18022                 /* rbtree_add has extra 'less' arg, so args-to-fixup are in diff regs */
18023                 if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
18024                         struct_meta_reg = BPF_REG_4;
18025                         node_offset_reg = BPF_REG_5;
18026                 }
18027
18028                 __fixup_collection_insert_kfunc(&env->insn_aux_data[insn_idx], struct_meta_reg,
18029                                                 node_offset_reg, insn, insn_buf, cnt);
18030         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx] ||
18031                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rdonly_cast]) {
18032                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, BPF_REG_1);
18033                 *cnt = 1;
18034         }
18035         return 0;
18036 }
18037
18038 /* Do various post-verification rewrites in a single program pass.
18039  * These rewrites simplify JIT and interpreter implementations.
18040  */
18041 static int do_misc_fixups(struct bpf_verifier_env *env)
18042 {
18043         struct bpf_prog *prog = env->prog;
18044         enum bpf_attach_type eatype = prog->expected_attach_type;
18045         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
18046         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
18047         const struct bpf_func_proto *fn;
18048         const int insn_cnt = prog->len;
18049         const struct bpf_map_ops *ops;
18050         struct bpf_insn_aux_data *aux;
18051         struct bpf_insn insn_buf[16];
18052         struct bpf_prog *new_prog;
18053         struct bpf_map *map_ptr;
18054         int i, ret, cnt, delta = 0;
18055
18056         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
18057                 /* Make divide-by-zero exceptions impossible. */
18058                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X) ||
18059                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
18060                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X) ||
18061                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
18062                         bool is64 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64;
18063                         bool isdiv = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV;
18064                         struct bpf_insn *patchlet;
18065                         struct bpf_insn chk_and_div[] = {
18066                                 /* [R,W]x div 0 -> 0 */
18067                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
18068                                              BPF_JNE | BPF_K, insn->src_reg,
18069                                              0, 2, 0),
18070                                 BPF_ALU32_REG(BPF_XOR, insn->dst_reg, insn->dst_reg),
18071                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
18072                                 *insn,
18073                         };
18074                         struct bpf_insn chk_and_mod[] = {
18075                                 /* [R,W]x mod 0 -> [R,W]x */
18076                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
18077                                              BPF_JEQ | BPF_K, insn->src_reg,
18078                                              0, 1 + (is64 ? 0 : 1), 0),
18079                                 *insn,
18080                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
18081                                 BPF_MOV32_REG(insn->dst_reg, insn->dst_reg),
18082                         };
18083
18084                         patchlet = isdiv ? chk_and_div : chk_and_mod;
18085                         cnt = isdiv ? ARRAY_SIZE(chk_and_div) :
18086                                       ARRAY_SIZE(chk_and_mod) - (is64 ? 2 : 0);
18087
18088                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patchlet, cnt);
18089                         if (!new_prog)
18090                                 return -ENOMEM;
18091
18092                         delta    += cnt - 1;
18093                         env->prog = prog = new_prog;
18094                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18095                         continue;
18096                 }
18097
18098                 /* Implement LD_ABS and LD_IND with a rewrite, if supported by the program type. */
18099                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LD &&
18100                     (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS ||
18101                      BPF_MODE(insn->code) == BPF_IND)) {
18102                         cnt = env->ops->gen_ld_abs(insn, insn_buf);
18103                         if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
18104                                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
18105                                 return -EINVAL;
18106                         }
18107
18108                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18109                         if (!new_prog)
18110                                 return -ENOMEM;
18111
18112                         delta    += cnt - 1;
18113                         env->prog = prog = new_prog;
18114                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18115                         continue;
18116                 }
18117
18118                 /* Rewrite pointer arithmetic to mitigate speculation attacks. */
18119                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X) ||
18120                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X)) {
18121                         const u8 code_add = BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X;
18122                         const u8 code_sub = BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X;
18123                         struct bpf_insn *patch = &insn_buf[0];
18124                         bool issrc, isneg, isimm;
18125                         u32 off_reg;
18126
18127                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
18128                         if (!aux->alu_state ||
18129                             aux->alu_state == BPF_ALU_NON_POINTER)
18130                                 continue;
18131
18132                         isneg = aux->alu_state & BPF_ALU_NEG_VALUE;
18133                         issrc = (aux->alu_state & BPF_ALU_SANITIZE) ==
18134                                 BPF_ALU_SANITIZE_SRC;
18135                         isimm = aux->alu_state & BPF_ALU_IMMEDIATE;
18136
18137                         off_reg = issrc ? insn->src_reg : insn->dst_reg;
18138                         if (isimm) {
18139                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
18140                         } else {
18141                                 if (isneg)
18142                                         *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
18143                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
18144                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_SUB, BPF_REG_AX, off_reg);
18145                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, BPF_REG_AX, off_reg);
18146                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_NEG, BPF_REG_AX, 0);
18147                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ARSH, BPF_REG_AX, 63);
18148                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_AND, BPF_REG_AX, off_reg);
18149                         }
18150                         if (!issrc)
18151                                 *patch++ = BPF_MOV64_REG(insn->dst_reg, insn->src_reg);
18152                         insn->src_reg = BPF_REG_AX;
18153                         if (isneg)
18154                                 insn->code = insn->code == code_add ?
18155                                              code_sub : code_add;
18156                         *patch++ = *insn;
18157                         if (issrc && isneg && !isimm)
18158                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
18159                         cnt = patch - insn_buf;
18160
18161                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18162                         if (!new_prog)
18163                                 return -ENOMEM;
18164
18165                         delta    += cnt - 1;
18166                         env->prog = prog = new_prog;
18167                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18168                         continue;
18169                 }
18170
18171                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
18172                         continue;
18173                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
18174                         continue;
18175                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) {
18176                         ret = fixup_kfunc_call(env, insn, insn_buf, i + delta, &cnt);
18177                         if (ret)
18178                                 return ret;
18179                         if (cnt == 0)
18180                                 continue;
18181
18182                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18183                         if (!new_prog)
18184                                 return -ENOMEM;
18185
18186                         delta    += cnt - 1;
18187                         env->prog = prog = new_prog;
18188                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18189                         continue;
18190                 }
18191
18192                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_route_realm)
18193                         prog->dst_needed = 1;
18194                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_prandom_u32)
18195                         bpf_user_rnd_init_once();
18196                 if (insn->imm == BPF_FUNC_override_return)
18197                         prog->kprobe_override = 1;
18198                 if (insn->imm == BPF_FUNC_tail_call) {
18199                         /* If we tail call into other programs, we
18200                          * cannot make any assumptions since they can
18201                          * be replaced dynamically during runtime in
18202                          * the program array.
18203                          */
18204                         prog->cb_access = 1;
18205                         if (!allow_tail_call_in_subprogs(env))
18206                                 prog->aux->stack_depth = MAX_BPF_STACK;
18207                         prog->aux->max_pkt_offset = MAX_PACKET_OFF;
18208
18209                         /* mark bpf_tail_call as different opcode to avoid
18210                          * conditional branch in the interpreter for every normal
18211                          * call and to prevent accidental JITing by JIT compiler
18212                          * that doesn't support bpf_tail_call yet
18213                          */
18214                         insn->imm = 0;
18215                         insn->code = BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL;
18216
18217                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
18218                         if (env->bpf_capable && !prog->blinding_requested &&
18219                             prog->jit_requested &&
18220                             !bpf_map_key_poisoned(aux) &&
18221                             !bpf_map_ptr_poisoned(aux) &&
18222                             !bpf_map_ptr_unpriv(aux)) {
18223                                 struct bpf_jit_poke_descriptor desc = {
18224                                         .reason = BPF_POKE_REASON_TAIL_CALL,
18225                                         .tail_call.map = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state),
18226                                         .tail_call.key = bpf_map_key_immediate(aux),
18227                                         .insn_idx = i + delta,
18228                                 };
18229
18230                                 ret = bpf_jit_add_poke_descriptor(prog, &desc);
18231                                 if (ret < 0) {
18232                                         verbose(env, "adding tail call poke descriptor failed\n");
18233                                         return ret;
18234                                 }
18235
18236                                 insn->imm = ret + 1;
18237                                 continue;
18238                         }
18239
18240                         if (!bpf_map_ptr_unpriv(aux))
18241                                 continue;
18242
18243                         /* instead of changing every JIT dealing with tail_call
18244                          * emit two extra insns:
18245                          * if (index >= max_entries) goto out;
18246                          * index &= array->index_mask;
18247                          * to avoid out-of-bounds cpu speculation
18248                          */
18249                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux)) {
18250                                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
18251                                 return -EINVAL;
18252                         }
18253
18254                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
18255                         insn_buf[0] = BPF_JMP_IMM(BPF_JGE, BPF_REG_3,
18256                                                   map_ptr->max_entries, 2);
18257                         insn_buf[1] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, BPF_REG_3,
18258                                                     container_of(map_ptr,
18259                                                                  struct bpf_array,
18260                                                                  map)->index_mask);
18261                         insn_buf[2] = *insn;
18262                         cnt = 3;
18263                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18264                         if (!new_prog)
18265                                 return -ENOMEM;
18266
18267                         delta    += cnt - 1;
18268                         env->prog = prog = new_prog;
18269                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18270                         continue;
18271                 }
18272
18273                 if (insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
18274                         /* The verifier will process callback_fn as many times as necessary
18275                          * with different maps and the register states prepared by
18276                          * set_timer_callback_state will be accurate.
18277                          *
18278                          * The following use case is valid:
18279                          *   map1 is shared by prog1, prog2, prog3.
18280                          *   prog1 calls bpf_timer_init for some map1 elements
18281                          *   prog2 calls bpf_timer_set_callback for some map1 elements.
18282                          *     Those that were not bpf_timer_init-ed will return -EINVAL.
18283                          *   prog3 calls bpf_timer_start for some map1 elements.
18284                          *     Those that were not both bpf_timer_init-ed and
18285                          *     bpf_timer_set_callback-ed will return -EINVAL.
18286                          */
18287                         struct bpf_insn ld_addrs[2] = {
18288                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_3, (long)prog->aux),
18289                         };
18290
18291                         insn_buf[0] = ld_addrs[0];
18292                         insn_buf[1] = ld_addrs[1];
18293                         insn_buf[2] = *insn;
18294                         cnt = 3;
18295
18296                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18297                         if (!new_prog)
18298                                 return -ENOMEM;
18299
18300                         delta    += cnt - 1;
18301                         env->prog = prog = new_prog;
18302                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18303                         goto patch_call_imm;
18304                 }
18305
18306                 if (is_storage_get_function(insn->imm)) {
18307                         if (!env->prog->aux->sleepable ||
18308                             env->insn_aux_data[i + delta].storage_get_func_atomic)
18309                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_ATOMIC);
18310                         else
18311                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_KERNEL);
18312                         insn_buf[1] = *insn;
18313                         cnt = 2;
18314
18315                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18316                         if (!new_prog)
18317                                 return -ENOMEM;
18318
18319                         delta += cnt - 1;
18320                         env->prog = prog = new_prog;
18321                         insn = new_prog->insnsi + i + delta;
18322                         goto patch_call_imm;
18323                 }
18324
18325                 /* BPF_EMIT_CALL() assumptions in some of the map_gen_lookup
18326                  * and other inlining handlers are currently limited to 64 bit
18327                  * only.
18328                  */
18329                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
18330                     (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem ||
18331                      insn->imm == BPF_FUNC_map_update_elem ||
18332                      insn->imm == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
18333                      insn->imm == BPF_FUNC_map_push_elem   ||
18334                      insn->imm == BPF_FUNC_map_pop_elem    ||
18335                      insn->imm == BPF_FUNC_map_peek_elem   ||
18336                      insn->imm == BPF_FUNC_redirect_map    ||
18337                      insn->imm == BPF_FUNC_for_each_map_elem ||
18338                      insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)) {
18339                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
18340                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux))
18341                                 goto patch_call_imm;
18342
18343                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
18344                         ops = map_ptr->ops;
18345                         if (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
18346                             ops->map_gen_lookup) {
18347                                 cnt = ops->map_gen_lookup(map_ptr, insn_buf);
18348                                 if (cnt == -EOPNOTSUPP)
18349                                         goto patch_map_ops_generic;
18350                                 if (cnt <= 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
18351                                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
18352                                         return -EINVAL;
18353                                 }
18354
18355                                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta,
18356                                                                insn_buf, cnt);
18357                                 if (!new_prog)
18358                                         return -ENOMEM;
18359
18360                                 delta    += cnt - 1;
18361                                 env->prog = prog = new_prog;
18362                                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18363                                 continue;
18364                         }
18365
18366                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_elem,
18367                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
18368                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_delete_elem,
18369                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
18370                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_update_elem,
18371                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
18372                                               u64 flags))NULL));
18373                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_push_elem,
18374                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value,
18375                                               u64 flags))NULL));
18376                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_pop_elem,
18377                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
18378                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_peek_elem,
18379                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
18380                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_redirect,
18381                                      (long (*)(struct bpf_map *map, u64 index, u64 flags))NULL));
18382                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_for_each_callback,
18383                                      (long (*)(struct bpf_map *map,
18384                                               bpf_callback_t callback_fn,
18385                                               void *callback_ctx,
18386                                               u64 flags))NULL));
18387                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_percpu_elem,
18388                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key, u32 cpu))NULL));
18389
18390 patch_map_ops_generic:
18391                         switch (insn->imm) {
18392                         case BPF_FUNC_map_lookup_elem:
18393                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_elem);
18394                                 continue;
18395                         case BPF_FUNC_map_update_elem:
18396                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_update_elem);
18397                                 continue;
18398                         case BPF_FUNC_map_delete_elem:
18399                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_delete_elem);
18400                                 continue;
18401                         case BPF_FUNC_map_push_elem:
18402                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_push_elem);
18403                                 continue;
18404                         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
18405                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_pop_elem);
18406                                 continue;
18407                         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
18408                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_peek_elem);
18409                                 continue;
18410                         case BPF_FUNC_redirect_map:
18411                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_redirect);
18412                                 continue;
18413                         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
18414                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_for_each_callback);
18415                                 continue;
18416                         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
18417                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_percpu_elem);
18418                                 continue;
18419                         }
18420
18421                         goto patch_call_imm;
18422                 }
18423
18424                 /* Implement bpf_jiffies64 inline. */
18425                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
18426                     insn->imm == BPF_FUNC_jiffies64) {
18427                         struct bpf_insn ld_jiffies_addr[2] = {
18428                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_0,
18429                                              (unsigned long)&jiffies),
18430                         };
18431
18432                         insn_buf[0] = ld_jiffies_addr[0];
18433                         insn_buf[1] = ld_jiffies_addr[1];
18434                         insn_buf[2] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0,
18435                                                   BPF_REG_0, 0);
18436                         cnt = 3;
18437
18438                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf,
18439                                                        cnt);
18440                         if (!new_prog)
18441                                 return -ENOMEM;
18442
18443                         delta    += cnt - 1;
18444                         env->prog = prog = new_prog;
18445                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18446                         continue;
18447                 }
18448
18449                 /* Implement bpf_get_func_arg inline. */
18450                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
18451                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg) {
18452                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
18453                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
18454                         insn_buf[1] = BPF_JMP32_REG(BPF_JGE, BPF_REG_2, BPF_REG_0, 6);
18455                         insn_buf[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_2, 3);
18456                         insn_buf[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_2, BPF_REG_1);
18457                         insn_buf[4] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_2, 0);
18458                         insn_buf[5] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
18459                         insn_buf[6] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
18460                         insn_buf[7] = BPF_JMP_A(1);
18461                         insn_buf[8] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EINVAL);
18462                         cnt = 9;
18463
18464                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18465                         if (!new_prog)
18466                                 return -ENOMEM;
18467
18468                         delta    += cnt - 1;
18469                         env->prog = prog = new_prog;
18470                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18471                         continue;
18472                 }
18473
18474                 /* Implement bpf_get_func_ret inline. */
18475                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
18476                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ret) {
18477                         if (eatype == BPF_TRACE_FEXIT ||
18478                             eatype == BPF_MODIFY_RETURN) {
18479                                 /* Load nr_args from ctx - 8 */
18480                                 insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
18481                                 insn_buf[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_0, 3);
18482                                 insn_buf[2] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_0, BPF_REG_1);
18483                                 insn_buf[3] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
18484                                 insn_buf[4] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_2, BPF_REG_3, 0);
18485                                 insn_buf[5] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
18486                                 cnt = 6;
18487                         } else {
18488                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EOPNOTSUPP);
18489                                 cnt = 1;
18490                         }
18491
18492                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18493                         if (!new_prog)
18494                                 return -ENOMEM;
18495
18496                         delta    += cnt - 1;
18497                         env->prog = prog = new_prog;
18498                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18499                         continue;
18500                 }
18501
18502                 /* Implement get_func_arg_cnt inline. */
18503                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
18504                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg_cnt) {
18505                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
18506                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
18507
18508                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
18509                         if (!new_prog)
18510                                 return -ENOMEM;
18511
18512                         env->prog = prog = new_prog;
18513                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18514                         continue;
18515                 }
18516
18517                 /* Implement bpf_get_func_ip inline. */
18518                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
18519                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ip) {
18520                         /* Load IP address from ctx - 16 */
18521                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -16);
18522
18523                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
18524                         if (!new_prog)
18525                                 return -ENOMEM;
18526
18527                         env->prog = prog = new_prog;
18528                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18529                         continue;
18530                 }
18531
18532 patch_call_imm:
18533                 fn = env->ops->get_func_proto(insn->imm, env->prog);
18534                 /* all functions that have prototype and verifier allowed
18535                  * programs to call them, must be real in-kernel functions
18536                  */
18537                 if (!fn->func) {
18538                         verbose(env,
18539                                 "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
18540                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
18541                         return -EFAULT;
18542                 }
18543                 insn->imm = fn->func - __bpf_call_base;
18544         }
18545
18546         /* Since poke tab is now finalized, publish aux to tracker. */
18547         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
18548                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
18549                 if (!map_ptr->ops->map_poke_track ||
18550                     !map_ptr->ops->map_poke_untrack ||
18551                     !map_ptr->ops->map_poke_run) {
18552                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
18553                         return -EINVAL;
18554                 }
18555
18556                 ret = map_ptr->ops->map_poke_track(map_ptr, prog->aux);
18557                 if (ret < 0) {
18558                         verbose(env, "tracking tail call prog failed\n");
18559                         return ret;
18560                 }
18561         }
18562
18563         sort_kfunc_descs_by_imm_off(env->prog);
18564
18565         return 0;
18566 }
18567
18568 static struct bpf_prog *inline_bpf_loop(struct bpf_verifier_env *env,
18569                                         int position,
18570                                         s32 stack_base,
18571                                         u32 callback_subprogno,
18572                                         u32 *cnt)
18573 {
18574         s32 r6_offset = stack_base + 0 * BPF_REG_SIZE;
18575         s32 r7_offset = stack_base + 1 * BPF_REG_SIZE;
18576         s32 r8_offset = stack_base + 2 * BPF_REG_SIZE;
18577         int reg_loop_max = BPF_REG_6;
18578         int reg_loop_cnt = BPF_REG_7;
18579         int reg_loop_ctx = BPF_REG_8;
18580
18581         struct bpf_prog *new_prog;
18582         u32 callback_start;
18583         u32 call_insn_offset;
18584         s32 callback_offset;
18585
18586         /* This represents an inlined version of bpf_iter.c:bpf_loop,
18587          * be careful to modify this code in sync.
18588          */
18589         struct bpf_insn insn_buf[] = {
18590                 /* Return error and jump to the end of the patch if
18591                  * expected number of iterations is too big.
18592                  */
18593                 BPF_JMP_IMM(BPF_JLE, BPF_REG_1, BPF_MAX_LOOPS, 2),
18594                 BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_0, -E2BIG),
18595                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 16),
18596                 /* spill R6, R7, R8 to use these as loop vars */
18597                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_6, r6_offset),
18598                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_7, r7_offset),
18599                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_8, r8_offset),
18600                 /* initialize loop vars */
18601                 BPF_MOV64_REG(reg_loop_max, BPF_REG_1),
18602                 BPF_MOV32_IMM(reg_loop_cnt, 0),
18603                 BPF_MOV64_REG(reg_loop_ctx, BPF_REG_3),
18604                 /* loop header,
18605                  * if reg_loop_cnt >= reg_loop_max skip the loop body
18606                  */
18607                 BPF_JMP_REG(BPF_JGE, reg_loop_cnt, reg_loop_max, 5),
18608                 /* callback call,
18609                  * correct callback offset would be set after patching
18610                  */
18611                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, reg_loop_cnt),
18612                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, reg_loop_ctx),
18613                 BPF_CALL_REL(0),
18614                 /* increment loop counter */
18615                 BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, reg_loop_cnt, 1),
18616                 /* jump to loop header if callback returned 0 */
18617                 BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, BPF_REG_0, 0, -6),
18618                 /* return value of bpf_loop,
18619                  * set R0 to the number of iterations
18620                  */
18621                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, reg_loop_cnt),
18622                 /* restore original values of R6, R7, R8 */
18623                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_6, BPF_REG_10, r6_offset),
18624                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_7, BPF_REG_10, r7_offset),
18625                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_8, BPF_REG_10, r8_offset),
18626         };
18627
18628         *cnt = ARRAY_SIZE(insn_buf);
18629         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, position, insn_buf, *cnt);
18630         if (!new_prog)
18631                 return new_prog;
18632
18633         /* callback start is known only after patching */
18634         callback_start = env->subprog_info[callback_subprogno].start;
18635         /* Note: insn_buf[12] is an offset of BPF_CALL_REL instruction */
18636         call_insn_offset = position + 12;
18637         callback_offset = callback_start - call_insn_offset - 1;
18638         new_prog->insnsi[call_insn_offset].imm = callback_offset;
18639
18640         return new_prog;
18641 }
18642
18643 static bool is_bpf_loop_call(struct bpf_insn *insn)
18644 {
18645         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
18646                 insn->src_reg == 0 &&
18647                 insn->imm == BPF_FUNC_loop;
18648 }
18649
18650 /* For all sub-programs in the program (including main) check
18651  * insn_aux_data to see if there are bpf_loop calls that require
18652  * inlining. If such calls are found the calls are replaced with a
18653  * sequence of instructions produced by `inline_bpf_loop` function and
18654  * subprog stack_depth is increased by the size of 3 registers.
18655  * This stack space is used to spill values of the R6, R7, R8.  These
18656  * registers are used to store the loop bound, counter and context
18657  * variables.
18658  */
18659 static int optimize_bpf_loop(struct bpf_verifier_env *env)
18660 {
18661         struct bpf_subprog_info *subprogs = env->subprog_info;
18662         int i, cur_subprog = 0, cnt, delta = 0;
18663         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
18664         int insn_cnt = env->prog->len;
18665         u16 stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
18666         u16 stack_depth_roundup = round_up(stack_depth, 8) - stack_depth;
18667         u16 stack_depth_extra = 0;
18668
18669         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
18670                 struct bpf_loop_inline_state *inline_state =
18671                         &env->insn_aux_data[i + delta].loop_inline_state;
18672
18673                 if (is_bpf_loop_call(insn) && inline_state->fit_for_inline) {
18674                         struct bpf_prog *new_prog;
18675
18676                         stack_depth_extra = BPF_REG_SIZE * 3 + stack_depth_roundup;
18677                         new_prog = inline_bpf_loop(env,
18678                                                    i + delta,
18679                                                    -(stack_depth + stack_depth_extra),
18680                                                    inline_state->callback_subprogno,
18681                                                    &cnt);
18682                         if (!new_prog)
18683                                 return -ENOMEM;
18684
18685                         delta     += cnt - 1;
18686                         env->prog  = new_prog;
18687                         insn       = new_prog->insnsi + i + delta;
18688                 }
18689
18690                 if (subprogs[cur_subprog + 1].start == i + delta + 1) {
18691                         subprogs[cur_subprog].stack_depth += stack_depth_extra;
18692                         cur_subprog++;
18693                         stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
18694                         stack_depth_roundup = round_up(stack_depth, 8) - stack_depth;
18695                         stack_depth_extra = 0;
18696                 }
18697         }
18698
18699         env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
18700
18701         return 0;
18702 }
18703
18704 static void free_states(struct bpf_verifier_env *env)
18705 {
18706         struct bpf_verifier_state_list *sl, *sln;
18707         int i;
18708
18709         sl = env->free_list;
18710         while (sl) {
18711                 sln = sl->next;
18712                 free_verifier_state(&sl->state, false);
18713                 kfree(sl);
18714                 sl = sln;
18715         }
18716         env->free_list = NULL;
18717
18718         if (!env->explored_states)
18719                 return;
18720
18721         for (i = 0; i < state_htab_size(env); i++) {
18722                 sl = env->explored_states[i];
18723
18724                 while (sl) {
18725                         sln = sl->next;
18726                         free_verifier_state(&sl->state, false);
18727                         kfree(sl);
18728                         sl = sln;
18729                 }
18730                 env->explored_states[i] = NULL;
18731         }
18732 }
18733
18734 static int do_check_common(struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
18735 {
18736         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
18737         struct bpf_verifier_state *state;
18738         struct bpf_reg_state *regs;
18739         int ret, i;
18740
18741         env->prev_linfo = NULL;
18742         env->pass_cnt++;
18743
18744         state = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state), GFP_KERNEL);
18745         if (!state)
18746                 return -ENOMEM;
18747         state->curframe = 0;
18748         state->speculative = false;
18749         state->branches = 1;
18750         state->frame[0] = kzalloc(sizeof(struct bpf_func_state), GFP_KERNEL);
18751         if (!state->frame[0]) {
18752                 kfree(state);
18753                 return -ENOMEM;
18754         }
18755         env->cur_state = state;
18756         init_func_state(env, state->frame[0],
18757                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
18758                         0 /* frameno */,
18759                         subprog);
18760         state->first_insn_idx = env->subprog_info[subprog].start;
18761         state->last_insn_idx = -1;
18762
18763         regs = state->frame[state->curframe]->regs;
18764         if (subprog || env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
18765                 ret = btf_prepare_func_args(env, subprog, regs);
18766                 if (ret)
18767                         goto out;
18768                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++) {
18769                         if (regs[i].type == PTR_TO_CTX)
18770                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
18771                         else if (regs[i].type == SCALAR_VALUE)
18772                                 mark_reg_unknown(env, regs, i);
18773                         else if (base_type(regs[i].type) == PTR_TO_MEM) {
18774                                 const u32 mem_size = regs[i].mem_size;
18775
18776                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
18777                                 regs[i].mem_size = mem_size;
18778                                 regs[i].id = ++env->id_gen;
18779                         }
18780                 }
18781         } else {
18782                 /* 1st arg to a function */
18783                 regs[BPF_REG_1].type = PTR_TO_CTX;
18784                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_1);
18785                 ret = btf_check_subprog_arg_match(env, subprog, regs);
18786                 if (ret == -EFAULT)
18787                         /* unlikely verifier bug. abort.
18788                          * ret == 0 and ret < 0 are sadly acceptable for
18789                          * main() function due to backward compatibility.
18790                          * Like socket filter program may be written as:
18791                          * int bpf_prog(struct pt_regs *ctx)
18792                          * and never dereference that ctx in the program.
18793                          * 'struct pt_regs' is a type mismatch for socket
18794                          * filter that should be using 'struct __sk_buff'.
18795                          */
18796                         goto out;
18797         }
18798
18799         ret = do_check(env);
18800 out:
18801         /* check for NULL is necessary, since cur_state can be freed inside
18802          * do_check() under memory pressure.
18803          */
18804         if (env->cur_state) {
18805                 free_verifier_state(env->cur_state, true);
18806                 env->cur_state = NULL;
18807         }
18808         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
18809         if (!ret && pop_log)
18810                 bpf_vlog_reset(&env->log, 0);
18811         free_states(env);
18812         return ret;
18813 }
18814
18815 /* Verify all global functions in a BPF program one by one based on their BTF.
18816  * All global functions must pass verification. Otherwise the whole program is rejected.
18817  * Consider:
18818  * int bar(int);
18819  * int foo(int f)
18820  * {
18821  *    return bar(f);
18822  * }
18823  * int bar(int b)
18824  * {
18825  *    ...
18826  * }
18827  * foo() will be verified first for R1=any_scalar_value. During verification it
18828  * will be assumed that bar() already verified successfully and call to bar()
18829  * from foo() will be checked for type match only. Later bar() will be verified
18830  * independently to check that it's safe for R1=any_scalar_value.
18831  */
18832 static int do_check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
18833 {
18834         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
18835         int i, ret;
18836
18837         if (!aux->func_info)
18838                 return 0;
18839
18840         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
18841                 if (aux->func_info_aux[i].linkage != BTF_FUNC_GLOBAL)
18842                         continue;
18843                 env->insn_idx = env->subprog_info[i].start;
18844                 WARN_ON_ONCE(env->insn_idx == 0);
18845                 ret = do_check_common(env, i);
18846                 if (ret) {
18847                         return ret;
18848                 } else if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
18849                         verbose(env,
18850                                 "Func#%d is safe for any args that match its prototype\n",
18851                                 i);
18852                 }
18853         }
18854         return 0;
18855 }
18856
18857 static int do_check_main(struct bpf_verifier_env *env)
18858 {
18859         int ret;
18860
18861         env->insn_idx = 0;
18862         ret = do_check_common(env, 0);
18863         if (!ret)
18864                 env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
18865         return ret;
18866 }
18867
18868
18869 static void print_verification_stats(struct bpf_verifier_env *env)
18870 {
18871         int i;
18872
18873         if (env->log.level & BPF_LOG_STATS) {
18874                 verbose(env, "verification time %lld usec\n",
18875                         div_u64(env->verification_time, 1000));
18876                 verbose(env, "stack depth ");
18877                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
18878                         u32 depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
18879
18880                         verbose(env, "%d", depth);
18881                         if (i + 1 < env->subprog_cnt)
18882                                 verbose(env, "+");
18883                 }
18884                 verbose(env, "\n");
18885         }
18886         verbose(env, "processed %d insns (limit %d) max_states_per_insn %d "
18887                 "total_states %d peak_states %d mark_read %d\n",
18888                 env->insn_processed, BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS,
18889                 env->max_states_per_insn, env->total_states,
18890                 env->peak_states, env->longest_mark_read_walk);
18891 }
18892
18893 static int check_struct_ops_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
18894 {
18895         const struct btf_type *t, *func_proto;
18896         const struct bpf_struct_ops *st_ops;
18897         const struct btf_member *member;
18898         struct bpf_prog *prog = env->prog;
18899         u32 btf_id, member_idx;
18900         const char *mname;
18901
18902         if (!prog->gpl_compatible) {
18903                 verbose(env, "struct ops programs must have a GPL compatible license\n");
18904                 return -EINVAL;
18905         }
18906
18907         btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
18908         st_ops = bpf_struct_ops_find(btf_id);
18909         if (!st_ops) {
18910                 verbose(env, "attach_btf_id %u is not a supported struct\n",
18911                         btf_id);
18912                 return -ENOTSUPP;
18913         }
18914
18915         t = st_ops->type;
18916         member_idx = prog->expected_attach_type;
18917         if (member_idx >= btf_type_vlen(t)) {
18918                 verbose(env, "attach to invalid member idx %u of struct %s\n",
18919                         member_idx, st_ops->name);
18920                 return -EINVAL;
18921         }
18922
18923         member = &btf_type_member(t)[member_idx];
18924         mname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, member->name_off);
18925         func_proto = btf_type_resolve_func_ptr(btf_vmlinux, member->type,
18926                                                NULL);
18927         if (!func_proto) {
18928                 verbose(env, "attach to invalid member %s(@idx %u) of struct %s\n",
18929                         mname, member_idx, st_ops->name);
18930                 return -EINVAL;
18931         }
18932
18933         if (st_ops->check_member) {
18934                 int err = st_ops->check_member(t, member, prog);
18935
18936                 if (err) {
18937                         verbose(env, "attach to unsupported member %s of struct %s\n",
18938                                 mname, st_ops->name);
18939                         return err;
18940                 }
18941         }
18942
18943         prog->aux->attach_func_proto = func_proto;
18944         prog->aux->attach_func_name = mname;
18945         env->ops = st_ops->verifier_ops;
18946
18947         return 0;
18948 }
18949 #define SECURITY_PREFIX "security_"
18950
18951 static int check_attach_modify_return(unsigned long addr, const char *func_name)
18952 {
18953         if (within_error_injection_list(addr) ||
18954             !strncmp(SECURITY_PREFIX, func_name, sizeof(SECURITY_PREFIX) - 1))
18955                 return 0;
18956
18957         return -EINVAL;
18958 }
18959
18960 /* list of non-sleepable functions that are otherwise on
18961  * ALLOW_ERROR_INJECTION list
18962  */
18963 BTF_SET_START(btf_non_sleepable_error_inject)
18964 /* Three functions below can be called from sleepable and non-sleepable context.
18965  * Assume non-sleepable from bpf safety point of view.
18966  */
18967 BTF_ID(func, __filemap_add_folio)
18968 BTF_ID(func, should_fail_alloc_page)
18969 BTF_ID(func, should_failslab)
18970 BTF_SET_END(btf_non_sleepable_error_inject)
18971
18972 static int check_non_sleepable_error_inject(u32 btf_id)
18973 {
18974         return btf_id_set_contains(&btf_non_sleepable_error_inject, btf_id);
18975 }
18976
18977 int bpf_check_attach_target(struct bpf_verifier_log *log,
18978                             const struct bpf_prog *prog,
18979                             const struct bpf_prog *tgt_prog,
18980                             u32 btf_id,
18981                             struct bpf_attach_target_info *tgt_info)
18982 {
18983         bool prog_extension = prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT;
18984         const char prefix[] = "btf_trace_";
18985         int ret = 0, subprog = -1, i;
18986         const struct btf_type *t;
18987         bool conservative = true;
18988         const char *tname;
18989         struct btf *btf;
18990         long addr = 0;
18991         struct module *mod = NULL;
18992
18993         if (!btf_id) {
18994                 bpf_log(log, "Tracing programs must provide btf_id\n");
18995                 return -EINVAL;
18996         }
18997         btf = tgt_prog ? tgt_prog->aux->btf : prog->aux->attach_btf;
18998         if (!btf) {
18999                 bpf_log(log,
19000                         "FENTRY/FEXIT program can only be attached to another program annotated with BTF\n");
19001                 return -EINVAL;
19002         }
19003         t = btf_type_by_id(btf, btf_id);
19004         if (!t) {
19005                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u is invalid\n", btf_id);
19006                 return -EINVAL;
19007         }
19008         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
19009         if (!tname) {
19010                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u doesn't have a name\n", btf_id);
19011                 return -EINVAL;
19012         }
19013         if (tgt_prog) {
19014                 struct bpf_prog_aux *aux = tgt_prog->aux;
19015
19016                 if (bpf_prog_is_dev_bound(prog->aux) &&
19017                     !bpf_prog_dev_bound_match(prog, tgt_prog)) {
19018                         bpf_log(log, "Target program bound device mismatch");
19019                         return -EINVAL;
19020                 }
19021
19022                 for (i = 0; i < aux->func_info_cnt; i++)
19023                         if (aux->func_info[i].type_id == btf_id) {
19024                                 subprog = i;
19025                                 break;
19026                         }
19027                 if (subprog == -1) {
19028                         bpf_log(log, "Subprog %s doesn't exist\n", tname);
19029                         return -EINVAL;
19030                 }
19031                 conservative = aux->func_info_aux[subprog].unreliable;
19032                 if (prog_extension) {
19033                         if (conservative) {
19034                                 bpf_log(log,
19035                                         "Cannot replace static functions\n");
19036                                 return -EINVAL;
19037                         }
19038                         if (!prog->jit_requested) {
19039                                 bpf_log(log,
19040                                         "Extension programs should be JITed\n");
19041                                 return -EINVAL;
19042                         }
19043                 }
19044                 if (!tgt_prog->jited) {
19045                         bpf_log(log, "Can attach to only JITed progs\n");
19046                         return -EINVAL;
19047                 }
19048                 if (tgt_prog->type == prog->type) {
19049                         /* Cannot fentry/fexit another fentry/fexit program.
19050                          * Cannot attach program extension to another extension.
19051                          * It's ok to attach fentry/fexit to extension program.
19052                          */
19053                         bpf_log(log, "Cannot recursively attach\n");
19054                         return -EINVAL;
19055                 }
19056                 if (tgt_prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
19057                     prog_extension &&
19058                     (tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FENTRY ||
19059                      tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FEXIT)) {
19060                         /* Program extensions can extend all program types
19061                          * except fentry/fexit. The reason is the following.
19062                          * The fentry/fexit programs are used for performance
19063                          * analysis, stats and can be attached to any program
19064                          * type except themselves. When extension program is
19065                          * replacing XDP function it is necessary to allow
19066                          * performance analysis of all functions. Both original
19067                          * XDP program and its program extension. Hence
19068                          * attaching fentry/fexit to BPF_PROG_TYPE_EXT is
19069                          * allowed. If extending of fentry/fexit was allowed it
19070                          * would be possible to create long call chain
19071                          * fentry->extension->fentry->extension beyond
19072                          * reasonable stack size. Hence extending fentry is not
19073                          * allowed.
19074                          */
19075                         bpf_log(log, "Cannot extend fentry/fexit\n");
19076                         return -EINVAL;
19077                 }
19078         } else {
19079                 if (prog_extension) {
19080                         bpf_log(log, "Cannot replace kernel functions\n");
19081                         return -EINVAL;
19082                 }
19083         }
19084
19085         switch (prog->expected_attach_type) {
19086         case BPF_TRACE_RAW_TP:
19087                 if (tgt_prog) {
19088                         bpf_log(log,
19089                                 "Only FENTRY/FEXIT progs are attachable to another BPF prog\n");
19090                         return -EINVAL;
19091                 }
19092                 if (!btf_type_is_typedef(t)) {
19093                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a typedef\n",
19094                                 btf_id);
19095                         return -EINVAL;
19096                 }
19097                 if (strncmp(prefix, tname, sizeof(prefix) - 1)) {
19098                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u points to wrong type name %s\n",
19099                                 btf_id, tname);
19100                         return -EINVAL;
19101                 }
19102                 tname += sizeof(prefix) - 1;
19103                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
19104                 if (!btf_type_is_ptr(t))
19105                         /* should never happen in valid vmlinux build */
19106                         return -EINVAL;
19107                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
19108                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
19109                         /* should never happen in valid vmlinux build */
19110                         return -EINVAL;
19111
19112                 break;
19113         case BPF_TRACE_ITER:
19114                 if (!btf_type_is_func(t)) {
19115                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
19116                                 btf_id);
19117                         return -EINVAL;
19118                 }
19119                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
19120                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
19121                         return -EINVAL;
19122                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
19123                 if (ret)
19124                         return ret;
19125                 break;
19126         default:
19127                 if (!prog_extension)
19128                         return -EINVAL;
19129                 fallthrough;
19130         case BPF_MODIFY_RETURN:
19131         case BPF_LSM_MAC:
19132         case BPF_LSM_CGROUP:
19133         case BPF_TRACE_FENTRY:
19134         case BPF_TRACE_FEXIT:
19135                 if (!btf_type_is_func(t)) {
19136                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
19137                                 btf_id);
19138                         return -EINVAL;
19139                 }
19140                 if (prog_extension &&
19141                     btf_check_type_match(log, prog, btf, t))
19142                         return -EINVAL;
19143                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
19144                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
19145                         return -EINVAL;
19146
19147                 if ((prog->aux->saved_dst_prog_type || prog->aux->saved_dst_attach_type) &&
19148                     (!tgt_prog || prog->aux->saved_dst_prog_type != tgt_prog->type ||
19149                      prog->aux->saved_dst_attach_type != tgt_prog->expected_attach_type))
19150                         return -EINVAL;
19151
19152                 if (tgt_prog && conservative)
19153                         t = NULL;
19154
19155                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
19156                 if (ret < 0)
19157                         return ret;
19158
19159                 if (tgt_prog) {
19160                         if (subprog == 0)
19161                                 addr = (long) tgt_prog->bpf_func;
19162                         else
19163                                 addr = (long) tgt_prog->aux->func[subprog]->bpf_func;
19164                 } else {
19165                         if (btf_is_module(btf)) {
19166                                 mod = btf_try_get_module(btf);
19167                                 if (mod)
19168                                         addr = find_kallsyms_symbol_value(mod, tname);
19169                                 else
19170                                         addr = 0;
19171                         } else {
19172                                 addr = kallsyms_lookup_name(tname);
19173                         }
19174                         if (!addr) {
19175                                 module_put(mod);
19176                                 bpf_log(log,
19177                                         "The address of function %s cannot be found\n",
19178                                         tname);
19179                                 return -ENOENT;
19180                         }
19181                 }
19182
19183                 if (prog->aux->sleepable) {
19184                         ret = -EINVAL;
19185                         switch (prog->type) {
19186                         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
19187
19188                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can be sleepable if they are
19189                                  * attached to ALLOW_ERROR_INJECTION and are not in denylist.
19190                                  */
19191                                 if (!check_non_sleepable_error_inject(btf_id) &&
19192                                     within_error_injection_list(addr))
19193                                         ret = 0;
19194                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can also be sleepable if they are
19195                                  * in the fmodret id set with the KF_SLEEPABLE flag.
19196                                  */
19197                                 else {
19198                                         u32 *flags = btf_kfunc_is_modify_return(btf, btf_id,
19199                                                                                 prog);
19200
19201                                         if (flags && (*flags & KF_SLEEPABLE))
19202                                                 ret = 0;
19203                                 }
19204                                 break;
19205                         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
19206                                 /* LSM progs check that they are attached to bpf_lsm_*() funcs.
19207                                  * Only some of them are sleepable.
19208                                  */
19209                                 if (bpf_lsm_is_sleepable_hook(btf_id))
19210                                         ret = 0;
19211                                 break;
19212                         default:
19213                                 break;
19214                         }
19215                         if (ret) {
19216                                 module_put(mod);
19217                                 bpf_log(log, "%s is not sleepable\n", tname);
19218                                 return ret;
19219                         }
19220                 } else if (prog->expected_attach_type == BPF_MODIFY_RETURN) {
19221                         if (tgt_prog) {
19222                                 module_put(mod);
19223                                 bpf_log(log, "can't modify return codes of BPF programs\n");
19224                                 return -EINVAL;
19225                         }
19226                         ret = -EINVAL;
19227                         if (btf_kfunc_is_modify_return(btf, btf_id, prog) ||
19228                             !check_attach_modify_return(addr, tname))
19229                                 ret = 0;
19230                         if (ret) {
19231                                 module_put(mod);
19232                                 bpf_log(log, "%s() is not modifiable\n", tname);
19233                                 return ret;
19234                         }
19235                 }
19236
19237                 break;
19238         }
19239         tgt_info->tgt_addr = addr;
19240         tgt_info->tgt_name = tname;
19241         tgt_info->tgt_type = t;
19242         tgt_info->tgt_mod = mod;
19243         return 0;
19244 }
19245
19246 BTF_SET_START(btf_id_deny)
19247 BTF_ID_UNUSED
19248 #ifdef CONFIG_SMP
19249 BTF_ID(func, migrate_disable)
19250 BTF_ID(func, migrate_enable)
19251 #endif
19252 #if !defined CONFIG_PREEMPT_RCU && !defined CONFIG_TINY_RCU
19253 BTF_ID(func, rcu_read_unlock_strict)
19254 #endif
19255 #if defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || defined(CONFIG_TRACE_PREEMPT_TOGGLE)
19256 BTF_ID(func, preempt_count_add)
19257 BTF_ID(func, preempt_count_sub)
19258 #endif
19259 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
19260 BTF_ID(func, __rcu_read_lock)
19261 BTF_ID(func, __rcu_read_unlock)
19262 #endif
19263 BTF_SET_END(btf_id_deny)
19264
19265 static bool can_be_sleepable(struct bpf_prog *prog)
19266 {
19267         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING) {
19268                 switch (prog->expected_attach_type) {
19269                 case BPF_TRACE_FENTRY:
19270                 case BPF_TRACE_FEXIT:
19271                 case BPF_MODIFY_RETURN:
19272                 case BPF_TRACE_ITER:
19273                         return true;
19274                 default:
19275                         return false;
19276                 }
19277         }
19278         return prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM ||
19279                prog->type == BPF_PROG_TYPE_KPROBE /* only for uprobes */ ||
19280                prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS;
19281 }
19282
19283 static int check_attach_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
19284 {
19285         struct bpf_prog *prog = env->prog;
19286         struct bpf_prog *tgt_prog = prog->aux->dst_prog;
19287         struct bpf_attach_target_info tgt_info = {};
19288         u32 btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
19289         struct bpf_trampoline *tr;
19290         int ret;
19291         u64 key;
19292
19293         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_SYSCALL) {
19294                 if (prog->aux->sleepable)
19295                         /* attach_btf_id checked to be zero already */
19296                         return 0;
19297                 verbose(env, "Syscall programs can only be sleepable\n");
19298                 return -EINVAL;
19299         }
19300
19301         if (prog->aux->sleepable && !can_be_sleepable(prog)) {
19302                 verbose(env, "Only fentry/fexit/fmod_ret, lsm, iter, uprobe, and struct_ops programs can be sleepable\n");
19303                 return -EINVAL;
19304         }
19305
19306         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS)
19307                 return check_struct_ops_btf_id(env);
19308
19309         if (prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
19310             prog->type != BPF_PROG_TYPE_LSM &&
19311             prog->type != BPF_PROG_TYPE_EXT)
19312                 return 0;
19313
19314         ret = bpf_check_attach_target(&env->log, prog, tgt_prog, btf_id, &tgt_info);
19315         if (ret)
19316                 return ret;
19317
19318         if (tgt_prog && prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
19319                 /* to make freplace equivalent to their targets, they need to
19320                  * inherit env->ops and expected_attach_type for the rest of the
19321                  * verification
19322                  */
19323                 env->ops = bpf_verifier_ops[tgt_prog->type];
19324                 prog->expected_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
19325         }
19326
19327         /* store info about the attachment target that will be used later */
19328         prog->aux->attach_func_proto = tgt_info.tgt_type;
19329         prog->aux->attach_func_name = tgt_info.tgt_name;
19330         prog->aux->mod = tgt_info.tgt_mod;
19331
19332         if (tgt_prog) {
19333                 prog->aux->saved_dst_prog_type = tgt_prog->type;
19334                 prog->aux->saved_dst_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
19335         }
19336
19337         if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_RAW_TP) {
19338                 prog->aux->attach_btf_trace = true;
19339                 return 0;
19340         } else if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_ITER) {
19341                 if (!bpf_iter_prog_supported(prog))
19342                         return -EINVAL;
19343                 return 0;
19344         }
19345
19346         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM) {
19347                 ret = bpf_lsm_verify_prog(&env->log, prog);
19348                 if (ret < 0)
19349                         return ret;
19350         } else if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
19351                    btf_id_set_contains(&btf_id_deny, btf_id)) {
19352                 return -EINVAL;
19353         }
19354
19355         key = bpf_trampoline_compute_key(tgt_prog, prog->aux->attach_btf, btf_id);
19356         tr = bpf_trampoline_get(key, &tgt_info);
19357         if (!tr)
19358                 return -ENOMEM;
19359
19360         prog->aux->dst_trampoline = tr;
19361         return 0;
19362 }
19363
19364 struct btf *bpf_get_btf_vmlinux(void)
19365 {
19366         if (!btf_vmlinux && IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_INFO_BTF)) {
19367                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
19368                 if (!btf_vmlinux)
19369                         btf_vmlinux = btf_parse_vmlinux();
19370                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
19371         }
19372         return btf_vmlinux;
19373 }
19374
19375 int bpf_check(struct bpf_prog **prog, union bpf_attr *attr, bpfptr_t uattr, __u32 uattr_size)
19376 {
19377         u64 start_time = ktime_get_ns();
19378         struct bpf_verifier_env *env;
19379         int i, len, ret = -EINVAL, err;
19380         u32 log_true_size;
19381         bool is_priv;
19382
19383         /* no program is valid */
19384         if (ARRAY_SIZE(bpf_verifier_ops) == 0)
19385                 return -EINVAL;
19386
19387         /* 'struct bpf_verifier_env' can be global, but since it's not small,
19388          * allocate/free it every time bpf_check() is called
19389          */
19390         env = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_env), GFP_KERNEL);
19391         if (!env)
19392                 return -ENOMEM;
19393
19394         env->bt.env = env;
19395
19396         len = (*prog)->len;
19397         env->insn_aux_data =
19398                 vzalloc(array_size(sizeof(struct bpf_insn_aux_data), len));
19399         ret = -ENOMEM;
19400         if (!env->insn_aux_data)
19401                 goto err_free_env;
19402         for (i = 0; i < len; i++)
19403                 env->insn_aux_data[i].orig_idx = i;
19404         env->prog = *prog;
19405         env->ops = bpf_verifier_ops[env->prog->type];
19406         env->fd_array = make_bpfptr(attr->fd_array, uattr.is_kernel);
19407         is_priv = bpf_capable();
19408
19409         bpf_get_btf_vmlinux();
19410
19411         /* grab the mutex to protect few globals used by verifier */
19412         if (!is_priv)
19413                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
19414
19415         /* user could have requested verbose verifier output
19416          * and supplied buffer to store the verification trace
19417          */
19418         ret = bpf_vlog_init(&env->log, attr->log_level,
19419                             (char __user *) (unsigned long) attr->log_buf,
19420                             attr->log_size);
19421         if (ret)
19422                 goto err_unlock;
19423
19424         mark_verifier_state_clean(env);
19425
19426         if (IS_ERR(btf_vmlinux)) {
19427                 /* Either gcc or pahole or kernel are broken. */
19428                 verbose(env, "in-kernel BTF is malformed\n");
19429                 ret = PTR_ERR(btf_vmlinux);
19430                 goto skip_full_check;
19431         }
19432
19433         env->strict_alignment = !!(attr->prog_flags & BPF_F_STRICT_ALIGNMENT);
19434         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS))
19435                 env->strict_alignment = true;
19436         if (attr->prog_flags & BPF_F_ANY_ALIGNMENT)
19437                 env->strict_alignment = false;
19438
19439         env->allow_ptr_leaks = bpf_allow_ptr_leaks();
19440         env->allow_uninit_stack = bpf_allow_uninit_stack();
19441         env->bypass_spec_v1 = bpf_bypass_spec_v1();
19442         env->bypass_spec_v4 = bpf_bypass_spec_v4();
19443         env->bpf_capable = bpf_capable();
19444
19445         if (is_priv)
19446                 env->test_state_freq = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_STATE_FREQ;
19447
19448         env->explored_states = kvcalloc(state_htab_size(env),
19449                                        sizeof(struct bpf_verifier_state_list *),
19450                                        GFP_USER);
19451         ret = -ENOMEM;
19452         if (!env->explored_states)
19453                 goto skip_full_check;
19454
19455         ret = add_subprog_and_kfunc(env);
19456         if (ret < 0)
19457                 goto skip_full_check;
19458
19459         ret = check_subprogs(env);
19460         if (ret < 0)
19461                 goto skip_full_check;
19462
19463         ret = check_btf_info(env, attr, uattr);
19464         if (ret < 0)
19465                 goto skip_full_check;
19466
19467         ret = check_attach_btf_id(env);
19468         if (ret)
19469                 goto skip_full_check;
19470
19471         ret = resolve_pseudo_ldimm64(env);
19472         if (ret < 0)
19473                 goto skip_full_check;
19474
19475         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
19476                 ret = bpf_prog_offload_verifier_prep(env->prog);
19477                 if (ret)
19478                         goto skip_full_check;
19479         }
19480
19481         ret = check_cfg(env);
19482         if (ret < 0)
19483                 goto skip_full_check;
19484
19485         ret = do_check_subprogs(env);
19486         ret = ret ?: do_check_main(env);
19487
19488         if (ret == 0 && bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
19489                 ret = bpf_prog_offload_finalize(env);
19490
19491 skip_full_check:
19492         kvfree(env->explored_states);
19493
19494         if (ret == 0)
19495                 ret = check_max_stack_depth(env);
19496
19497         /* instruction rewrites happen after this point */
19498         if (ret == 0)
19499                 ret = optimize_bpf_loop(env);
19500
19501         if (is_priv) {
19502                 if (ret == 0)
19503                         opt_hard_wire_dead_code_branches(env);
19504                 if (ret == 0)
19505                         ret = opt_remove_dead_code(env);
19506                 if (ret == 0)
19507                         ret = opt_remove_nops(env);
19508         } else {
19509                 if (ret == 0)
19510                         sanitize_dead_code(env);
19511         }
19512
19513         if (ret == 0)
19514                 /* program is valid, convert *(u32*)(ctx + off) accesses */
19515                 ret = convert_ctx_accesses(env);
19516
19517         if (ret == 0)
19518                 ret = do_misc_fixups(env);
19519
19520         /* do 32-bit optimization after insn patching has done so those patched
19521          * insns could be handled correctly.
19522          */
19523         if (ret == 0 && !bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
19524                 ret = opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(env, attr);
19525                 env->prog->aux->verifier_zext = bpf_jit_needs_zext() ? !ret
19526                                                                      : false;
19527         }
19528
19529         if (ret == 0)
19530                 ret = fixup_call_args(env);
19531
19532         env->verification_time = ktime_get_ns() - start_time;
19533         print_verification_stats(env);
19534         env->prog->aux->verified_insns = env->insn_processed;
19535
19536         /* preserve original error even if log finalization is successful */
19537         err = bpf_vlog_finalize(&env->log, &log_true_size);
19538         if (err)
19539                 ret = err;
19540
19541         if (uattr_size >= offsetofend(union bpf_attr, log_true_size) &&
19542             copy_to_bpfptr_offset(uattr, offsetof(union bpf_attr, log_true_size),
19543                                   &log_true_size, sizeof(log_true_size))) {
19544                 ret = -EFAULT;
19545                 goto err_release_maps;
19546         }
19547
19548         if (ret)
19549                 goto err_release_maps;
19550
19551         if (env->used_map_cnt) {
19552                 /* if program passed verifier, update used_maps in bpf_prog_info */
19553                 env->prog->aux->used_maps = kmalloc_array(env->used_map_cnt,
19554                                                           sizeof(env->used_maps[0]),
19555                                                           GFP_KERNEL);
19556
19557                 if (!env->prog->aux->used_maps) {
19558                         ret = -ENOMEM;
19559                         goto err_release_maps;
19560                 }
19561
19562                 memcpy(env->prog->aux->used_maps, env->used_maps,
19563                        sizeof(env->used_maps[0]) * env->used_map_cnt);
19564                 env->prog->aux->used_map_cnt = env->used_map_cnt;
19565         }
19566         if (env->used_btf_cnt) {
19567                 /* if program passed verifier, update used_btfs in bpf_prog_aux */
19568                 env->prog->aux->used_btfs = kmalloc_array(env->used_btf_cnt,
19569                                                           sizeof(env->used_btfs[0]),
19570                                                           GFP_KERNEL);
19571                 if (!env->prog->aux->used_btfs) {
19572                         ret = -ENOMEM;
19573                         goto err_release_maps;
19574                 }
19575
19576                 memcpy(env->prog->aux->used_btfs, env->used_btfs,
19577                        sizeof(env->used_btfs[0]) * env->used_btf_cnt);
19578                 env->prog->aux->used_btf_cnt = env->used_btf_cnt;
19579         }
19580         if (env->used_map_cnt || env->used_btf_cnt) {
19581                 /* program is valid. Convert pseudo bpf_ld_imm64 into generic
19582                  * bpf_ld_imm64 instructions
19583                  */
19584                 convert_pseudo_ld_imm64(env);
19585         }
19586
19587         adjust_btf_func(env);
19588
19589 err_release_maps:
19590         if (!env->prog->aux->used_maps)
19591                 /* if we didn't copy map pointers into bpf_prog_info, release
19592                  * them now. Otherwise free_used_maps() will release them.
19593                  */
19594                 release_maps(env);
19595         if (!env->prog->aux->used_btfs)
19596                 release_btfs(env);
19597
19598         /* extension progs temporarily inherit the attach_type of their targets
19599            for verification purposes, so set it back to zero before returning
19600          */
19601         if (env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT)
19602                 env->prog->expected_attach_type = 0;
19603
19604         *prog = env->prog;
19605 err_unlock:
19606         if (!is_priv)
19607                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
19608         vfree(env->insn_aux_data);
19609 err_free_env:
19610         kfree(env);
19611         return ret;
19612 }