Merge tag 'core-rcu-2020-10-12' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[linux-2.6-microblaze.git] / kernel / bpf / verifier.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /* Copyright (c) 2011-2014 PLUMgrid, http://plumgrid.com
3  * Copyright (c) 2016 Facebook
4  * Copyright (c) 2018 Covalent IO, Inc. http://covalent.io
5  */
6 #include <uapi/linux/btf.h>
7 #include <linux/kernel.h>
8 #include <linux/types.h>
9 #include <linux/slab.h>
10 #include <linux/bpf.h>
11 #include <linux/btf.h>
12 #include <linux/bpf_verifier.h>
13 #include <linux/filter.h>
14 #include <net/netlink.h>
15 #include <linux/file.h>
16 #include <linux/vmalloc.h>
17 #include <linux/stringify.h>
18 #include <linux/bsearch.h>
19 #include <linux/sort.h>
20 #include <linux/perf_event.h>
21 #include <linux/ctype.h>
22 #include <linux/error-injection.h>
23 #include <linux/bpf_lsm.h>
24 #include <linux/btf_ids.h>
25
26 #include "disasm.h"
27
28 static const struct bpf_verifier_ops * const bpf_verifier_ops[] = {
29 #define BPF_PROG_TYPE(_id, _name, prog_ctx_type, kern_ctx_type) \
30         [_id] = & _name ## _verifier_ops,
31 #define BPF_MAP_TYPE(_id, _ops)
32 #define BPF_LINK_TYPE(_id, _name)
33 #include <linux/bpf_types.h>
34 #undef BPF_PROG_TYPE
35 #undef BPF_MAP_TYPE
36 #undef BPF_LINK_TYPE
37 };
38
39 /* bpf_check() is a static code analyzer that walks eBPF program
40  * instruction by instruction and updates register/stack state.
41  * All paths of conditional branches are analyzed until 'bpf_exit' insn.
42  *
43  * The first pass is depth-first-search to check that the program is a DAG.
44  * It rejects the following programs:
45  * - larger than BPF_MAXINSNS insns
46  * - if loop is present (detected via back-edge)
47  * - unreachable insns exist (shouldn't be a forest. program = one function)
48  * - out of bounds or malformed jumps
49  * The second pass is all possible path descent from the 1st insn.
50  * Since it's analyzing all pathes through the program, the length of the
51  * analysis is limited to 64k insn, which may be hit even if total number of
52  * insn is less then 4K, but there are too many branches that change stack/regs.
53  * Number of 'branches to be analyzed' is limited to 1k
54  *
55  * On entry to each instruction, each register has a type, and the instruction
56  * changes the types of the registers depending on instruction semantics.
57  * If instruction is BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_5), then type of R5 is
58  * copied to R1.
59  *
60  * All registers are 64-bit.
61  * R0 - return register
62  * R1-R5 argument passing registers
63  * R6-R9 callee saved registers
64  * R10 - frame pointer read-only
65  *
66  * At the start of BPF program the register R1 contains a pointer to bpf_context
67  * and has type PTR_TO_CTX.
68  *
69  * Verifier tracks arithmetic operations on pointers in case:
70  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_10),
71  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_1, -20),
72  * 1st insn copies R10 (which has FRAME_PTR) type into R1
73  * and 2nd arithmetic instruction is pattern matched to recognize
74  * that it wants to construct a pointer to some element within stack.
75  * So after 2nd insn, the register R1 has type PTR_TO_STACK
76  * (and -20 constant is saved for further stack bounds checking).
77  * Meaning that this reg is a pointer to stack plus known immediate constant.
78  *
79  * Most of the time the registers have SCALAR_VALUE type, which
80  * means the register has some value, but it's not a valid pointer.
81  * (like pointer plus pointer becomes SCALAR_VALUE type)
82  *
83  * When verifier sees load or store instructions the type of base register
84  * can be: PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_CTX, PTR_TO_STACK, PTR_TO_SOCKET. These are
85  * four pointer types recognized by check_mem_access() function.
86  *
87  * PTR_TO_MAP_VALUE means that this register is pointing to 'map element value'
88  * and the range of [ptr, ptr + map's value_size) is accessible.
89  *
90  * registers used to pass values to function calls are checked against
91  * function argument constraints.
92  *
93  * ARG_PTR_TO_MAP_KEY is one of such argument constraints.
94  * It means that the register type passed to this function must be
95  * PTR_TO_STACK and it will be used inside the function as
96  * 'pointer to map element key'
97  *
98  * For example the argument constraints for bpf_map_lookup_elem():
99  *   .ret_type = RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL,
100  *   .arg1_type = ARG_CONST_MAP_PTR,
101  *   .arg2_type = ARG_PTR_TO_MAP_KEY,
102  *
103  * ret_type says that this function returns 'pointer to map elem value or null'
104  * function expects 1st argument to be a const pointer to 'struct bpf_map' and
105  * 2nd argument should be a pointer to stack, which will be used inside
106  * the helper function as a pointer to map element key.
107  *
108  * On the kernel side the helper function looks like:
109  * u64 bpf_map_lookup_elem(u64 r1, u64 r2, u64 r3, u64 r4, u64 r5)
110  * {
111  *    struct bpf_map *map = (struct bpf_map *) (unsigned long) r1;
112  *    void *key = (void *) (unsigned long) r2;
113  *    void *value;
114  *
115  *    here kernel can access 'key' and 'map' pointers safely, knowing that
116  *    [key, key + map->key_size) bytes are valid and were initialized on
117  *    the stack of eBPF program.
118  * }
119  *
120  * Corresponding eBPF program may look like:
121  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, BPF_REG_10),  // after this insn R2 type is FRAME_PTR
122  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_2, -4), // after this insn R2 type is PTR_TO_STACK
123  *    BPF_LD_MAP_FD(BPF_REG_1, map_fd),      // after this insn R1 type is CONST_PTR_TO_MAP
124  *    BPF_RAW_INSN(BPF_JMP | BPF_CALL, 0, 0, 0, BPF_FUNC_map_lookup_elem),
125  * here verifier looks at prototype of map_lookup_elem() and sees:
126  * .arg1_type == ARG_CONST_MAP_PTR and R1->type == CONST_PTR_TO_MAP, which is ok,
127  * Now verifier knows that this map has key of R1->map_ptr->key_size bytes
128  *
129  * Then .arg2_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY and R2->type == PTR_TO_STACK, ok so far,
130  * Now verifier checks that [R2, R2 + map's key_size) are within stack limits
131  * and were initialized prior to this call.
132  * If it's ok, then verifier allows this BPF_CALL insn and looks at
133  * .ret_type which is RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, so it sets
134  * R0->type = PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL which means bpf_map_lookup_elem() function
135  * returns ether pointer to map value or NULL.
136  *
137  * When type PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL passes through 'if (reg != 0) goto +off'
138  * insn, the register holding that pointer in the true branch changes state to
139  * PTR_TO_MAP_VALUE and the same register changes state to CONST_IMM in the false
140  * branch. See check_cond_jmp_op().
141  *
142  * After the call R0 is set to return type of the function and registers R1-R5
143  * are set to NOT_INIT to indicate that they are no longer readable.
144  *
145  * The following reference types represent a potential reference to a kernel
146  * resource which, after first being allocated, must be checked and freed by
147  * the BPF program:
148  * - PTR_TO_SOCKET_OR_NULL, PTR_TO_SOCKET
149  *
150  * When the verifier sees a helper call return a reference type, it allocates a
151  * pointer id for the reference and stores it in the current function state.
152  * Similar to the way that PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL is converted into
153  * PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_SOCKET_OR_NULL becomes PTR_TO_SOCKET when the type
154  * passes through a NULL-check conditional. For the branch wherein the state is
155  * changed to CONST_IMM, the verifier releases the reference.
156  *
157  * For each helper function that allocates a reference, such as
158  * bpf_sk_lookup_tcp(), there is a corresponding release function, such as
159  * bpf_sk_release(). When a reference type passes into the release function,
160  * the verifier also releases the reference. If any unchecked or unreleased
161  * reference remains at the end of the program, the verifier rejects it.
162  */
163
164 /* verifier_state + insn_idx are pushed to stack when branch is encountered */
165 struct bpf_verifier_stack_elem {
166         /* verifer state is 'st'
167          * before processing instruction 'insn_idx'
168          * and after processing instruction 'prev_insn_idx'
169          */
170         struct bpf_verifier_state st;
171         int insn_idx;
172         int prev_insn_idx;
173         struct bpf_verifier_stack_elem *next;
174         /* length of verifier log at the time this state was pushed on stack */
175         u32 log_pos;
176 };
177
178 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ    8192
179 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES     64
180
181 #define BPF_MAP_KEY_POISON      (1ULL << 63)
182 #define BPF_MAP_KEY_SEEN        (1ULL << 62)
183
184 #define BPF_MAP_PTR_UNPRIV      1UL
185 #define BPF_MAP_PTR_POISON      ((void *)((0xeB9FUL << 1) +     \
186                                           POISON_POINTER_DELTA))
187 #define BPF_MAP_PTR(X)          ((struct bpf_map *)((X) & ~BPF_MAP_PTR_UNPRIV))
188
189 static bool bpf_map_ptr_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
190 {
191         return BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) == BPF_MAP_PTR_POISON;
192 }
193
194 static bool bpf_map_ptr_unpriv(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
195 {
196         return aux->map_ptr_state & BPF_MAP_PTR_UNPRIV;
197 }
198
199 static void bpf_map_ptr_store(struct bpf_insn_aux_data *aux,
200                               const struct bpf_map *map, bool unpriv)
201 {
202         BUILD_BUG_ON((unsigned long)BPF_MAP_PTR_POISON & BPF_MAP_PTR_UNPRIV);
203         unpriv |= bpf_map_ptr_unpriv(aux);
204         aux->map_ptr_state = (unsigned long)map |
205                              (unpriv ? BPF_MAP_PTR_UNPRIV : 0UL);
206 }
207
208 static bool bpf_map_key_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
209 {
210         return aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_POISON;
211 }
212
213 static bool bpf_map_key_unseen(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
214 {
215         return !(aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_SEEN);
216 }
217
218 static u64 bpf_map_key_immediate(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
219 {
220         return aux->map_key_state & ~(BPF_MAP_KEY_SEEN | BPF_MAP_KEY_POISON);
221 }
222
223 static void bpf_map_key_store(struct bpf_insn_aux_data *aux, u64 state)
224 {
225         bool poisoned = bpf_map_key_poisoned(aux);
226
227         aux->map_key_state = state | BPF_MAP_KEY_SEEN |
228                              (poisoned ? BPF_MAP_KEY_POISON : 0ULL);
229 }
230
231 struct bpf_call_arg_meta {
232         struct bpf_map *map_ptr;
233         bool raw_mode;
234         bool pkt_access;
235         int regno;
236         int access_size;
237         int mem_size;
238         u64 msize_max_value;
239         int ref_obj_id;
240         int func_id;
241         u32 btf_id;
242         u32 ret_btf_id;
243 };
244
245 struct btf *btf_vmlinux;
246
247 static DEFINE_MUTEX(bpf_verifier_lock);
248
249 static const struct bpf_line_info *
250 find_linfo(const struct bpf_verifier_env *env, u32 insn_off)
251 {
252         const struct bpf_line_info *linfo;
253         const struct bpf_prog *prog;
254         u32 i, nr_linfo;
255
256         prog = env->prog;
257         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
258
259         if (!nr_linfo || insn_off >= prog->len)
260                 return NULL;
261
262         linfo = prog->aux->linfo;
263         for (i = 1; i < nr_linfo; i++)
264                 if (insn_off < linfo[i].insn_off)
265                         break;
266
267         return &linfo[i - 1];
268 }
269
270 void bpf_verifier_vlog(struct bpf_verifier_log *log, const char *fmt,
271                        va_list args)
272 {
273         unsigned int n;
274
275         n = vscnprintf(log->kbuf, BPF_VERIFIER_TMP_LOG_SIZE, fmt, args);
276
277         WARN_ONCE(n >= BPF_VERIFIER_TMP_LOG_SIZE - 1,
278                   "verifier log line truncated - local buffer too short\n");
279
280         n = min(log->len_total - log->len_used - 1, n);
281         log->kbuf[n] = '\0';
282
283         if (log->level == BPF_LOG_KERNEL) {
284                 pr_err("BPF:%s\n", log->kbuf);
285                 return;
286         }
287         if (!copy_to_user(log->ubuf + log->len_used, log->kbuf, n + 1))
288                 log->len_used += n;
289         else
290                 log->ubuf = NULL;
291 }
292
293 static void bpf_vlog_reset(struct bpf_verifier_log *log, u32 new_pos)
294 {
295         char zero = 0;
296
297         if (!bpf_verifier_log_needed(log))
298                 return;
299
300         log->len_used = new_pos;
301         if (put_user(zero, log->ubuf + new_pos))
302                 log->ubuf = NULL;
303 }
304
305 /* log_level controls verbosity level of eBPF verifier.
306  * bpf_verifier_log_write() is used to dump the verification trace to the log,
307  * so the user can figure out what's wrong with the program
308  */
309 __printf(2, 3) void bpf_verifier_log_write(struct bpf_verifier_env *env,
310                                            const char *fmt, ...)
311 {
312         va_list args;
313
314         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
315                 return;
316
317         va_start(args, fmt);
318         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
319         va_end(args);
320 }
321 EXPORT_SYMBOL_GPL(bpf_verifier_log_write);
322
323 __printf(2, 3) static void verbose(void *private_data, const char *fmt, ...)
324 {
325         struct bpf_verifier_env *env = private_data;
326         va_list args;
327
328         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
329                 return;
330
331         va_start(args, fmt);
332         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
333         va_end(args);
334 }
335
336 __printf(2, 3) void bpf_log(struct bpf_verifier_log *log,
337                             const char *fmt, ...)
338 {
339         va_list args;
340
341         if (!bpf_verifier_log_needed(log))
342                 return;
343
344         va_start(args, fmt);
345         bpf_verifier_vlog(log, fmt, args);
346         va_end(args);
347 }
348
349 static const char *ltrim(const char *s)
350 {
351         while (isspace(*s))
352                 s++;
353
354         return s;
355 }
356
357 __printf(3, 4) static void verbose_linfo(struct bpf_verifier_env *env,
358                                          u32 insn_off,
359                                          const char *prefix_fmt, ...)
360 {
361         const struct bpf_line_info *linfo;
362
363         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
364                 return;
365
366         linfo = find_linfo(env, insn_off);
367         if (!linfo || linfo == env->prev_linfo)
368                 return;
369
370         if (prefix_fmt) {
371                 va_list args;
372
373                 va_start(args, prefix_fmt);
374                 bpf_verifier_vlog(&env->log, prefix_fmt, args);
375                 va_end(args);
376         }
377
378         verbose(env, "%s\n",
379                 ltrim(btf_name_by_offset(env->prog->aux->btf,
380                                          linfo->line_off)));
381
382         env->prev_linfo = linfo;
383 }
384
385 static bool type_is_pkt_pointer(enum bpf_reg_type type)
386 {
387         return type == PTR_TO_PACKET ||
388                type == PTR_TO_PACKET_META;
389 }
390
391 static bool type_is_sk_pointer(enum bpf_reg_type type)
392 {
393         return type == PTR_TO_SOCKET ||
394                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON ||
395                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
396                 type == PTR_TO_XDP_SOCK;
397 }
398
399 static bool reg_type_not_null(enum bpf_reg_type type)
400 {
401         return type == PTR_TO_SOCKET ||
402                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
403                 type == PTR_TO_MAP_VALUE ||
404                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON;
405 }
406
407 static bool reg_type_may_be_null(enum bpf_reg_type type)
408 {
409         return type == PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL ||
410                type == PTR_TO_SOCKET_OR_NULL ||
411                type == PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL ||
412                type == PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL ||
413                type == PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL ||
414                type == PTR_TO_MEM_OR_NULL ||
415                type == PTR_TO_RDONLY_BUF_OR_NULL ||
416                type == PTR_TO_RDWR_BUF_OR_NULL;
417 }
418
419 static bool reg_may_point_to_spin_lock(const struct bpf_reg_state *reg)
420 {
421         return reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE &&
422                 map_value_has_spin_lock(reg->map_ptr);
423 }
424
425 static bool reg_type_may_be_refcounted_or_null(enum bpf_reg_type type)
426 {
427         return type == PTR_TO_SOCKET ||
428                 type == PTR_TO_SOCKET_OR_NULL ||
429                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
430                 type == PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL ||
431                 type == PTR_TO_MEM ||
432                 type == PTR_TO_MEM_OR_NULL;
433 }
434
435 static bool arg_type_may_be_refcounted(enum bpf_arg_type type)
436 {
437         return type == ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON;
438 }
439
440 static bool arg_type_may_be_null(enum bpf_arg_type type)
441 {
442         return type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL ||
443                type == ARG_PTR_TO_MEM_OR_NULL ||
444                type == ARG_PTR_TO_CTX_OR_NULL ||
445                type == ARG_PTR_TO_SOCKET_OR_NULL ||
446                type == ARG_PTR_TO_ALLOC_MEM_OR_NULL;
447 }
448
449 /* Determine whether the function releases some resources allocated by another
450  * function call. The first reference type argument will be assumed to be
451  * released by release_reference().
452  */
453 static bool is_release_function(enum bpf_func_id func_id)
454 {
455         return func_id == BPF_FUNC_sk_release ||
456                func_id == BPF_FUNC_ringbuf_submit ||
457                func_id == BPF_FUNC_ringbuf_discard;
458 }
459
460 static bool may_be_acquire_function(enum bpf_func_id func_id)
461 {
462         return func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_tcp ||
463                 func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_udp ||
464                 func_id == BPF_FUNC_skc_lookup_tcp ||
465                 func_id == BPF_FUNC_map_lookup_elem ||
466                 func_id == BPF_FUNC_ringbuf_reserve;
467 }
468
469 static bool is_acquire_function(enum bpf_func_id func_id,
470                                 const struct bpf_map *map)
471 {
472         enum bpf_map_type map_type = map ? map->map_type : BPF_MAP_TYPE_UNSPEC;
473
474         if (func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_tcp ||
475             func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_udp ||
476             func_id == BPF_FUNC_skc_lookup_tcp ||
477             func_id == BPF_FUNC_ringbuf_reserve)
478                 return true;
479
480         if (func_id == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
481             (map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
482              map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH))
483                 return true;
484
485         return false;
486 }
487
488 static bool is_ptr_cast_function(enum bpf_func_id func_id)
489 {
490         return func_id == BPF_FUNC_tcp_sock ||
491                 func_id == BPF_FUNC_sk_fullsock ||
492                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_sock ||
493                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp6_sock ||
494                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_udp6_sock ||
495                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_timewait_sock ||
496                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_request_sock;
497 }
498
499 /* string representation of 'enum bpf_reg_type' */
500 static const char * const reg_type_str[] = {
501         [NOT_INIT]              = "?",
502         [SCALAR_VALUE]          = "inv",
503         [PTR_TO_CTX]            = "ctx",
504         [CONST_PTR_TO_MAP]      = "map_ptr",
505         [PTR_TO_MAP_VALUE]      = "map_value",
506         [PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL] = "map_value_or_null",
507         [PTR_TO_STACK]          = "fp",
508         [PTR_TO_PACKET]         = "pkt",
509         [PTR_TO_PACKET_META]    = "pkt_meta",
510         [PTR_TO_PACKET_END]     = "pkt_end",
511         [PTR_TO_FLOW_KEYS]      = "flow_keys",
512         [PTR_TO_SOCKET]         = "sock",
513         [PTR_TO_SOCKET_OR_NULL] = "sock_or_null",
514         [PTR_TO_SOCK_COMMON]    = "sock_common",
515         [PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL] = "sock_common_or_null",
516         [PTR_TO_TCP_SOCK]       = "tcp_sock",
517         [PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL] = "tcp_sock_or_null",
518         [PTR_TO_TP_BUFFER]      = "tp_buffer",
519         [PTR_TO_XDP_SOCK]       = "xdp_sock",
520         [PTR_TO_BTF_ID]         = "ptr_",
521         [PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL] = "ptr_or_null_",
522         [PTR_TO_PERCPU_BTF_ID]  = "percpu_ptr_",
523         [PTR_TO_MEM]            = "mem",
524         [PTR_TO_MEM_OR_NULL]    = "mem_or_null",
525         [PTR_TO_RDONLY_BUF]     = "rdonly_buf",
526         [PTR_TO_RDONLY_BUF_OR_NULL] = "rdonly_buf_or_null",
527         [PTR_TO_RDWR_BUF]       = "rdwr_buf",
528         [PTR_TO_RDWR_BUF_OR_NULL] = "rdwr_buf_or_null",
529 };
530
531 static char slot_type_char[] = {
532         [STACK_INVALID] = '?',
533         [STACK_SPILL]   = 'r',
534         [STACK_MISC]    = 'm',
535         [STACK_ZERO]    = '0',
536 };
537
538 static void print_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
539                            enum bpf_reg_liveness live)
540 {
541         if (live & (REG_LIVE_READ | REG_LIVE_WRITTEN | REG_LIVE_DONE))
542             verbose(env, "_");
543         if (live & REG_LIVE_READ)
544                 verbose(env, "r");
545         if (live & REG_LIVE_WRITTEN)
546                 verbose(env, "w");
547         if (live & REG_LIVE_DONE)
548                 verbose(env, "D");
549 }
550
551 static struct bpf_func_state *func(struct bpf_verifier_env *env,
552                                    const struct bpf_reg_state *reg)
553 {
554         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
555
556         return cur->frame[reg->frameno];
557 }
558
559 const char *kernel_type_name(u32 id)
560 {
561         return btf_name_by_offset(btf_vmlinux,
562                                   btf_type_by_id(btf_vmlinux, id)->name_off);
563 }
564
565 static void print_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
566                                  const struct bpf_func_state *state)
567 {
568         const struct bpf_reg_state *reg;
569         enum bpf_reg_type t;
570         int i;
571
572         if (state->frameno)
573                 verbose(env, " frame%d:", state->frameno);
574         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
575                 reg = &state->regs[i];
576                 t = reg->type;
577                 if (t == NOT_INIT)
578                         continue;
579                 verbose(env, " R%d", i);
580                 print_liveness(env, reg->live);
581                 verbose(env, "=%s", reg_type_str[t]);
582                 if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
583                         verbose(env, "P");
584                 if ((t == SCALAR_VALUE || t == PTR_TO_STACK) &&
585                     tnum_is_const(reg->var_off)) {
586                         /* reg->off should be 0 for SCALAR_VALUE */
587                         verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
588                 } else {
589                         if (t == PTR_TO_BTF_ID ||
590                             t == PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL ||
591                             t == PTR_TO_PERCPU_BTF_ID)
592                                 verbose(env, "%s", kernel_type_name(reg->btf_id));
593                         verbose(env, "(id=%d", reg->id);
594                         if (reg_type_may_be_refcounted_or_null(t))
595                                 verbose(env, ",ref_obj_id=%d", reg->ref_obj_id);
596                         if (t != SCALAR_VALUE)
597                                 verbose(env, ",off=%d", reg->off);
598                         if (type_is_pkt_pointer(t))
599                                 verbose(env, ",r=%d", reg->range);
600                         else if (t == CONST_PTR_TO_MAP ||
601                                  t == PTR_TO_MAP_VALUE ||
602                                  t == PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL)
603                                 verbose(env, ",ks=%d,vs=%d",
604                                         reg->map_ptr->key_size,
605                                         reg->map_ptr->value_size);
606                         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
607                                 /* Typically an immediate SCALAR_VALUE, but
608                                  * could be a pointer whose offset is too big
609                                  * for reg->off
610                                  */
611                                 verbose(env, ",imm=%llx", reg->var_off.value);
612                         } else {
613                                 if (reg->smin_value != reg->umin_value &&
614                                     reg->smin_value != S64_MIN)
615                                         verbose(env, ",smin_value=%lld",
616                                                 (long long)reg->smin_value);
617                                 if (reg->smax_value != reg->umax_value &&
618                                     reg->smax_value != S64_MAX)
619                                         verbose(env, ",smax_value=%lld",
620                                                 (long long)reg->smax_value);
621                                 if (reg->umin_value != 0)
622                                         verbose(env, ",umin_value=%llu",
623                                                 (unsigned long long)reg->umin_value);
624                                 if (reg->umax_value != U64_MAX)
625                                         verbose(env, ",umax_value=%llu",
626                                                 (unsigned long long)reg->umax_value);
627                                 if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
628                                         char tn_buf[48];
629
630                                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
631                                         verbose(env, ",var_off=%s", tn_buf);
632                                 }
633                                 if (reg->s32_min_value != reg->smin_value &&
634                                     reg->s32_min_value != S32_MIN)
635                                         verbose(env, ",s32_min_value=%d",
636                                                 (int)(reg->s32_min_value));
637                                 if (reg->s32_max_value != reg->smax_value &&
638                                     reg->s32_max_value != S32_MAX)
639                                         verbose(env, ",s32_max_value=%d",
640                                                 (int)(reg->s32_max_value));
641                                 if (reg->u32_min_value != reg->umin_value &&
642                                     reg->u32_min_value != U32_MIN)
643                                         verbose(env, ",u32_min_value=%d",
644                                                 (int)(reg->u32_min_value));
645                                 if (reg->u32_max_value != reg->umax_value &&
646                                     reg->u32_max_value != U32_MAX)
647                                         verbose(env, ",u32_max_value=%d",
648                                                 (int)(reg->u32_max_value));
649                         }
650                         verbose(env, ")");
651                 }
652         }
653         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
654                 char types_buf[BPF_REG_SIZE + 1];
655                 bool valid = false;
656                 int j;
657
658                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++) {
659                         if (state->stack[i].slot_type[j] != STACK_INVALID)
660                                 valid = true;
661                         types_buf[j] = slot_type_char[
662                                         state->stack[i].slot_type[j]];
663                 }
664                 types_buf[BPF_REG_SIZE] = 0;
665                 if (!valid)
666                         continue;
667                 verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
668                 print_liveness(env, state->stack[i].spilled_ptr.live);
669                 if (state->stack[i].slot_type[0] == STACK_SPILL) {
670                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
671                         t = reg->type;
672                         verbose(env, "=%s", reg_type_str[t]);
673                         if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
674                                 verbose(env, "P");
675                         if (t == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off))
676                                 verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
677                 } else {
678                         verbose(env, "=%s", types_buf);
679                 }
680         }
681         if (state->acquired_refs && state->refs[0].id) {
682                 verbose(env, " refs=%d", state->refs[0].id);
683                 for (i = 1; i < state->acquired_refs; i++)
684                         if (state->refs[i].id)
685                                 verbose(env, ",%d", state->refs[i].id);
686         }
687         verbose(env, "\n");
688 }
689
690 #define COPY_STATE_FN(NAME, COUNT, FIELD, SIZE)                         \
691 static int copy_##NAME##_state(struct bpf_func_state *dst,              \
692                                const struct bpf_func_state *src)        \
693 {                                                                       \
694         if (!src->FIELD)                                                \
695                 return 0;                                               \
696         if (WARN_ON_ONCE(dst->COUNT < src->COUNT)) {                    \
697                 /* internal bug, make state invalid to reject the program */ \
698                 memset(dst, 0, sizeof(*dst));                           \
699                 return -EFAULT;                                         \
700         }                                                               \
701         memcpy(dst->FIELD, src->FIELD,                                  \
702                sizeof(*src->FIELD) * (src->COUNT / SIZE));              \
703         return 0;                                                       \
704 }
705 /* copy_reference_state() */
706 COPY_STATE_FN(reference, acquired_refs, refs, 1)
707 /* copy_stack_state() */
708 COPY_STATE_FN(stack, allocated_stack, stack, BPF_REG_SIZE)
709 #undef COPY_STATE_FN
710
711 #define REALLOC_STATE_FN(NAME, COUNT, FIELD, SIZE)                      \
712 static int realloc_##NAME##_state(struct bpf_func_state *state, int size, \
713                                   bool copy_old)                        \
714 {                                                                       \
715         u32 old_size = state->COUNT;                                    \
716         struct bpf_##NAME##_state *new_##FIELD;                         \
717         int slot = size / SIZE;                                         \
718                                                                         \
719         if (size <= old_size || !size) {                                \
720                 if (copy_old)                                           \
721                         return 0;                                       \
722                 state->COUNT = slot * SIZE;                             \
723                 if (!size && old_size) {                                \
724                         kfree(state->FIELD);                            \
725                         state->FIELD = NULL;                            \
726                 }                                                       \
727                 return 0;                                               \
728         }                                                               \
729         new_##FIELD = kmalloc_array(slot, sizeof(struct bpf_##NAME##_state), \
730                                     GFP_KERNEL);                        \
731         if (!new_##FIELD)                                               \
732                 return -ENOMEM;                                         \
733         if (copy_old) {                                                 \
734                 if (state->FIELD)                                       \
735                         memcpy(new_##FIELD, state->FIELD,               \
736                                sizeof(*new_##FIELD) * (old_size / SIZE)); \
737                 memset(new_##FIELD + old_size / SIZE, 0,                \
738                        sizeof(*new_##FIELD) * (size - old_size) / SIZE); \
739         }                                                               \
740         state->COUNT = slot * SIZE;                                     \
741         kfree(state->FIELD);                                            \
742         state->FIELD = new_##FIELD;                                     \
743         return 0;                                                       \
744 }
745 /* realloc_reference_state() */
746 REALLOC_STATE_FN(reference, acquired_refs, refs, 1)
747 /* realloc_stack_state() */
748 REALLOC_STATE_FN(stack, allocated_stack, stack, BPF_REG_SIZE)
749 #undef REALLOC_STATE_FN
750
751 /* do_check() starts with zero-sized stack in struct bpf_verifier_state to
752  * make it consume minimal amount of memory. check_stack_write() access from
753  * the program calls into realloc_func_state() to grow the stack size.
754  * Note there is a non-zero 'parent' pointer inside bpf_verifier_state
755  * which realloc_stack_state() copies over. It points to previous
756  * bpf_verifier_state which is never reallocated.
757  */
758 static int realloc_func_state(struct bpf_func_state *state, int stack_size,
759                               int refs_size, bool copy_old)
760 {
761         int err = realloc_reference_state(state, refs_size, copy_old);
762         if (err)
763                 return err;
764         return realloc_stack_state(state, stack_size, copy_old);
765 }
766
767 /* Acquire a pointer id from the env and update the state->refs to include
768  * this new pointer reference.
769  * On success, returns a valid pointer id to associate with the register
770  * On failure, returns a negative errno.
771  */
772 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
773 {
774         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
775         int new_ofs = state->acquired_refs;
776         int id, err;
777
778         err = realloc_reference_state(state, state->acquired_refs + 1, true);
779         if (err)
780                 return err;
781         id = ++env->id_gen;
782         state->refs[new_ofs].id = id;
783         state->refs[new_ofs].insn_idx = insn_idx;
784
785         return id;
786 }
787
788 /* release function corresponding to acquire_reference_state(). Idempotent. */
789 static int release_reference_state(struct bpf_func_state *state, int ptr_id)
790 {
791         int i, last_idx;
792
793         last_idx = state->acquired_refs - 1;
794         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
795                 if (state->refs[i].id == ptr_id) {
796                         if (last_idx && i != last_idx)
797                                 memcpy(&state->refs[i], &state->refs[last_idx],
798                                        sizeof(*state->refs));
799                         memset(&state->refs[last_idx], 0, sizeof(*state->refs));
800                         state->acquired_refs--;
801                         return 0;
802                 }
803         }
804         return -EINVAL;
805 }
806
807 static int transfer_reference_state(struct bpf_func_state *dst,
808                                     struct bpf_func_state *src)
809 {
810         int err = realloc_reference_state(dst, src->acquired_refs, false);
811         if (err)
812                 return err;
813         err = copy_reference_state(dst, src);
814         if (err)
815                 return err;
816         return 0;
817 }
818
819 static void free_func_state(struct bpf_func_state *state)
820 {
821         if (!state)
822                 return;
823         kfree(state->refs);
824         kfree(state->stack);
825         kfree(state);
826 }
827
828 static void clear_jmp_history(struct bpf_verifier_state *state)
829 {
830         kfree(state->jmp_history);
831         state->jmp_history = NULL;
832         state->jmp_history_cnt = 0;
833 }
834
835 static void free_verifier_state(struct bpf_verifier_state *state,
836                                 bool free_self)
837 {
838         int i;
839
840         for (i = 0; i <= state->curframe; i++) {
841                 free_func_state(state->frame[i]);
842                 state->frame[i] = NULL;
843         }
844         clear_jmp_history(state);
845         if (free_self)
846                 kfree(state);
847 }
848
849 /* copy verifier state from src to dst growing dst stack space
850  * when necessary to accommodate larger src stack
851  */
852 static int copy_func_state(struct bpf_func_state *dst,
853                            const struct bpf_func_state *src)
854 {
855         int err;
856
857         err = realloc_func_state(dst, src->allocated_stack, src->acquired_refs,
858                                  false);
859         if (err)
860                 return err;
861         memcpy(dst, src, offsetof(struct bpf_func_state, acquired_refs));
862         err = copy_reference_state(dst, src);
863         if (err)
864                 return err;
865         return copy_stack_state(dst, src);
866 }
867
868 static int copy_verifier_state(struct bpf_verifier_state *dst_state,
869                                const struct bpf_verifier_state *src)
870 {
871         struct bpf_func_state *dst;
872         u32 jmp_sz = sizeof(struct bpf_idx_pair) * src->jmp_history_cnt;
873         int i, err;
874
875         if (dst_state->jmp_history_cnt < src->jmp_history_cnt) {
876                 kfree(dst_state->jmp_history);
877                 dst_state->jmp_history = kmalloc(jmp_sz, GFP_USER);
878                 if (!dst_state->jmp_history)
879                         return -ENOMEM;
880         }
881         memcpy(dst_state->jmp_history, src->jmp_history, jmp_sz);
882         dst_state->jmp_history_cnt = src->jmp_history_cnt;
883
884         /* if dst has more stack frames then src frame, free them */
885         for (i = src->curframe + 1; i <= dst_state->curframe; i++) {
886                 free_func_state(dst_state->frame[i]);
887                 dst_state->frame[i] = NULL;
888         }
889         dst_state->speculative = src->speculative;
890         dst_state->curframe = src->curframe;
891         dst_state->active_spin_lock = src->active_spin_lock;
892         dst_state->branches = src->branches;
893         dst_state->parent = src->parent;
894         dst_state->first_insn_idx = src->first_insn_idx;
895         dst_state->last_insn_idx = src->last_insn_idx;
896         for (i = 0; i <= src->curframe; i++) {
897                 dst = dst_state->frame[i];
898                 if (!dst) {
899                         dst = kzalloc(sizeof(*dst), GFP_KERNEL);
900                         if (!dst)
901                                 return -ENOMEM;
902                         dst_state->frame[i] = dst;
903                 }
904                 err = copy_func_state(dst, src->frame[i]);
905                 if (err)
906                         return err;
907         }
908         return 0;
909 }
910
911 static void update_branch_counts(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
912 {
913         while (st) {
914                 u32 br = --st->branches;
915
916                 /* WARN_ON(br > 1) technically makes sense here,
917                  * but see comment in push_stack(), hence:
918                  */
919                 WARN_ONCE((int)br < 0,
920                           "BUG update_branch_counts:branches_to_explore=%d\n",
921                           br);
922                 if (br)
923                         break;
924                 st = st->parent;
925         }
926 }
927
928 static int pop_stack(struct bpf_verifier_env *env, int *prev_insn_idx,
929                      int *insn_idx, bool pop_log)
930 {
931         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
932         struct bpf_verifier_stack_elem *elem, *head = env->head;
933         int err;
934
935         if (env->head == NULL)
936                 return -ENOENT;
937
938         if (cur) {
939                 err = copy_verifier_state(cur, &head->st);
940                 if (err)
941                         return err;
942         }
943         if (pop_log)
944                 bpf_vlog_reset(&env->log, head->log_pos);
945         if (insn_idx)
946                 *insn_idx = head->insn_idx;
947         if (prev_insn_idx)
948                 *prev_insn_idx = head->prev_insn_idx;
949         elem = head->next;
950         free_verifier_state(&head->st, false);
951         kfree(head);
952         env->head = elem;
953         env->stack_size--;
954         return 0;
955 }
956
957 static struct bpf_verifier_state *push_stack(struct bpf_verifier_env *env,
958                                              int insn_idx, int prev_insn_idx,
959                                              bool speculative)
960 {
961         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
962         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
963         int err;
964
965         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
966         if (!elem)
967                 goto err;
968
969         elem->insn_idx = insn_idx;
970         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
971         elem->next = env->head;
972         elem->log_pos = env->log.len_used;
973         env->head = elem;
974         env->stack_size++;
975         err = copy_verifier_state(&elem->st, cur);
976         if (err)
977                 goto err;
978         elem->st.speculative |= speculative;
979         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
980                 verbose(env, "The sequence of %d jumps is too complex.\n",
981                         env->stack_size);
982                 goto err;
983         }
984         if (elem->st.parent) {
985                 ++elem->st.parent->branches;
986                 /* WARN_ON(branches > 2) technically makes sense here,
987                  * but
988                  * 1. speculative states will bump 'branches' for non-branch
989                  * instructions
990                  * 2. is_state_visited() heuristics may decide not to create
991                  * a new state for a sequence of branches and all such current
992                  * and cloned states will be pointing to a single parent state
993                  * which might have large 'branches' count.
994                  */
995         }
996         return &elem->st;
997 err:
998         free_verifier_state(env->cur_state, true);
999         env->cur_state = NULL;
1000         /* pop all elements and return */
1001         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
1002         return NULL;
1003 }
1004
1005 #define CALLER_SAVED_REGS 6
1006 static const int caller_saved[CALLER_SAVED_REGS] = {
1007         BPF_REG_0, BPF_REG_1, BPF_REG_2, BPF_REG_3, BPF_REG_4, BPF_REG_5
1008 };
1009
1010 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
1011                                 struct bpf_reg_state *reg);
1012
1013 /* This helper doesn't clear reg->id */
1014 static void ___mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1015 {
1016         reg->var_off = tnum_const(imm);
1017         reg->smin_value = (s64)imm;
1018         reg->smax_value = (s64)imm;
1019         reg->umin_value = imm;
1020         reg->umax_value = imm;
1021
1022         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1023         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1024         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1025         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1026 }
1027
1028 /* Mark the unknown part of a register (variable offset or scalar value) as
1029  * known to have the value @imm.
1030  */
1031 static void __mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1032 {
1033         /* Clear id, off, and union(map_ptr, range) */
1034         memset(((u8 *)reg) + sizeof(reg->type), 0,
1035                offsetof(struct bpf_reg_state, var_off) - sizeof(reg->type));
1036         ___mark_reg_known(reg, imm);
1037 }
1038
1039 static void __mark_reg32_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1040 {
1041         reg->var_off = tnum_const_subreg(reg->var_off, imm);
1042         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1043         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1044         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1045         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1046 }
1047
1048 /* Mark the 'variable offset' part of a register as zero.  This should be
1049  * used only on registers holding a pointer type.
1050  */
1051 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1052 {
1053         __mark_reg_known(reg, 0);
1054 }
1055
1056 static void __mark_reg_const_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1057 {
1058         __mark_reg_known(reg, 0);
1059         reg->type = SCALAR_VALUE;
1060 }
1061
1062 static void mark_reg_known_zero(struct bpf_verifier_env *env,
1063                                 struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1064 {
1065         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1066                 verbose(env, "mark_reg_known_zero(regs, %u)\n", regno);
1067                 /* Something bad happened, let's kill all regs */
1068                 for (regno = 0; regno < MAX_BPF_REG; regno++)
1069                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1070                 return;
1071         }
1072         __mark_reg_known_zero(regs + regno);
1073 }
1074
1075 static bool reg_is_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg)
1076 {
1077         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
1078 }
1079
1080 static bool reg_is_pkt_pointer_any(const struct bpf_reg_state *reg)
1081 {
1082         return reg_is_pkt_pointer(reg) ||
1083                reg->type == PTR_TO_PACKET_END;
1084 }
1085
1086 /* Unmodified PTR_TO_PACKET[_META,_END] register from ctx access. */
1087 static bool reg_is_init_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg,
1088                                     enum bpf_reg_type which)
1089 {
1090         /* The register can already have a range from prior markings.
1091          * This is fine as long as it hasn't been advanced from its
1092          * origin.
1093          */
1094         return reg->type == which &&
1095                reg->id == 0 &&
1096                reg->off == 0 &&
1097                tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
1098 }
1099
1100 /* Reset the min/max bounds of a register */
1101 static void __mark_reg_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1102 {
1103         reg->smin_value = S64_MIN;
1104         reg->smax_value = S64_MAX;
1105         reg->umin_value = 0;
1106         reg->umax_value = U64_MAX;
1107
1108         reg->s32_min_value = S32_MIN;
1109         reg->s32_max_value = S32_MAX;
1110         reg->u32_min_value = 0;
1111         reg->u32_max_value = U32_MAX;
1112 }
1113
1114 static void __mark_reg64_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1115 {
1116         reg->smin_value = S64_MIN;
1117         reg->smax_value = S64_MAX;
1118         reg->umin_value = 0;
1119         reg->umax_value = U64_MAX;
1120 }
1121
1122 static void __mark_reg32_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1123 {
1124         reg->s32_min_value = S32_MIN;
1125         reg->s32_max_value = S32_MAX;
1126         reg->u32_min_value = 0;
1127         reg->u32_max_value = U32_MAX;
1128 }
1129
1130 static void __update_reg32_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1131 {
1132         struct tnum var32_off = tnum_subreg(reg->var_off);
1133
1134         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
1135         reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value,
1136                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MIN));
1137         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
1138         reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value,
1139                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MAX));
1140         reg->u32_min_value = max_t(u32, reg->u32_min_value, (u32)var32_off.value);
1141         reg->u32_max_value = min(reg->u32_max_value,
1142                                  (u32)(var32_off.value | var32_off.mask));
1143 }
1144
1145 static void __update_reg64_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1146 {
1147         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
1148         reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value,
1149                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MIN));
1150         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
1151         reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value,
1152                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MAX));
1153         reg->umin_value = max(reg->umin_value, reg->var_off.value);
1154         reg->umax_value = min(reg->umax_value,
1155                               reg->var_off.value | reg->var_off.mask);
1156 }
1157
1158 static void __update_reg_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1159 {
1160         __update_reg32_bounds(reg);
1161         __update_reg64_bounds(reg);
1162 }
1163
1164 /* Uses signed min/max values to inform unsigned, and vice-versa */
1165 static void __reg32_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1166 {
1167         /* Learn sign from signed bounds.
1168          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
1169          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
1170          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
1171          */
1172         if (reg->s32_min_value >= 0 || reg->s32_max_value < 0) {
1173                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
1174                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
1175                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
1176                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
1177                 return;
1178         }
1179         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
1180          * boundary, so we must be careful.
1181          */
1182         if ((s32)reg->u32_max_value >= 0) {
1183                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
1184                  * is positive, hence safe.
1185                  */
1186                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value;
1187                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
1188                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
1189         } else if ((s32)reg->u32_min_value < 0) {
1190                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
1191                  * is negative, hence safe.
1192                  */
1193                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
1194                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
1195                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value;
1196         }
1197 }
1198
1199 static void __reg64_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1200 {
1201         /* Learn sign from signed bounds.
1202          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
1203          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
1204          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
1205          */
1206         if (reg->smin_value >= 0 || reg->smax_value < 0) {
1207                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
1208                                                           reg->umin_value);
1209                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
1210                                                           reg->umax_value);
1211                 return;
1212         }
1213         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
1214          * boundary, so we must be careful.
1215          */
1216         if ((s64)reg->umax_value >= 0) {
1217                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
1218                  * is positive, hence safe.
1219                  */
1220                 reg->smin_value = reg->umin_value;
1221                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
1222                                                           reg->umax_value);
1223         } else if ((s64)reg->umin_value < 0) {
1224                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
1225                  * is negative, hence safe.
1226                  */
1227                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
1228                                                           reg->umin_value);
1229                 reg->smax_value = reg->umax_value;
1230         }
1231 }
1232
1233 static void __reg_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1234 {
1235         __reg32_deduce_bounds(reg);
1236         __reg64_deduce_bounds(reg);
1237 }
1238
1239 /* Attempts to improve var_off based on unsigned min/max information */
1240 static void __reg_bound_offset(struct bpf_reg_state *reg)
1241 {
1242         struct tnum var64_off = tnum_intersect(reg->var_off,
1243                                                tnum_range(reg->umin_value,
1244                                                           reg->umax_value));
1245         struct tnum var32_off = tnum_intersect(tnum_subreg(reg->var_off),
1246                                                 tnum_range(reg->u32_min_value,
1247                                                            reg->u32_max_value));
1248
1249         reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(var64_off), var32_off);
1250 }
1251
1252 static void __reg_assign_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
1253 {
1254         reg->umin_value = reg->u32_min_value;
1255         reg->umax_value = reg->u32_max_value;
1256         /* Attempt to pull 32-bit signed bounds into 64-bit bounds
1257          * but must be positive otherwise set to worse case bounds
1258          * and refine later from tnum.
1259          */
1260         if (reg->s32_min_value >= 0 && reg->s32_max_value >= 0)
1261                 reg->smax_value = reg->s32_max_value;
1262         else
1263                 reg->smax_value = U32_MAX;
1264         if (reg->s32_min_value >= 0)
1265                 reg->smin_value = reg->s32_min_value;
1266         else
1267                 reg->smin_value = 0;
1268 }
1269
1270 static void __reg_combine_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
1271 {
1272         /* special case when 64-bit register has upper 32-bit register
1273          * zeroed. Typically happens after zext or <<32, >>32 sequence
1274          * allowing us to use 32-bit bounds directly,
1275          */
1276         if (tnum_equals_const(tnum_clear_subreg(reg->var_off), 0)) {
1277                 __reg_assign_32_into_64(reg);
1278         } else {
1279                 /* Otherwise the best we can do is push lower 32bit known and
1280                  * unknown bits into register (var_off set from jmp logic)
1281                  * then learn as much as possible from the 64-bit tnum
1282                  * known and unknown bits. The previous smin/smax bounds are
1283                  * invalid here because of jmp32 compare so mark them unknown
1284                  * so they do not impact tnum bounds calculation.
1285                  */
1286                 __mark_reg64_unbounded(reg);
1287                 __update_reg_bounds(reg);
1288         }
1289
1290         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
1291          * slightly.  e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
1292          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
1293          */
1294         __reg_deduce_bounds(reg);
1295         __reg_bound_offset(reg);
1296         __update_reg_bounds(reg);
1297 }
1298
1299 static bool __reg64_bound_s32(s64 a)
1300 {
1301         if (a > S32_MIN && a < S32_MAX)
1302                 return true;
1303         return false;
1304 }
1305
1306 static bool __reg64_bound_u32(u64 a)
1307 {
1308         if (a > U32_MIN && a < U32_MAX)
1309                 return true;
1310         return false;
1311 }
1312
1313 static void __reg_combine_64_into_32(struct bpf_reg_state *reg)
1314 {
1315         __mark_reg32_unbounded(reg);
1316
1317         if (__reg64_bound_s32(reg->smin_value))
1318                 reg->s32_min_value = (s32)reg->smin_value;
1319         if (__reg64_bound_s32(reg->smax_value))
1320                 reg->s32_max_value = (s32)reg->smax_value;
1321         if (__reg64_bound_u32(reg->umin_value))
1322                 reg->u32_min_value = (u32)reg->umin_value;
1323         if (__reg64_bound_u32(reg->umax_value))
1324                 reg->u32_max_value = (u32)reg->umax_value;
1325
1326         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
1327          * slightly.  e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
1328          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
1329          */
1330         __reg_deduce_bounds(reg);
1331         __reg_bound_offset(reg);
1332         __update_reg_bounds(reg);
1333 }
1334
1335 /* Mark a register as having a completely unknown (scalar) value. */
1336 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
1337                                struct bpf_reg_state *reg)
1338 {
1339         /*
1340          * Clear type, id, off, and union(map_ptr, range) and
1341          * padding between 'type' and union
1342          */
1343         memset(reg, 0, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off));
1344         reg->type = SCALAR_VALUE;
1345         reg->var_off = tnum_unknown;
1346         reg->frameno = 0;
1347         reg->precise = env->subprog_cnt > 1 || !env->bpf_capable;
1348         __mark_reg_unbounded(reg);
1349 }
1350
1351 static void mark_reg_unknown(struct bpf_verifier_env *env,
1352                              struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1353 {
1354         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1355                 verbose(env, "mark_reg_unknown(regs, %u)\n", regno);
1356                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
1357                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
1358                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1359                 return;
1360         }
1361         __mark_reg_unknown(env, regs + regno);
1362 }
1363
1364 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
1365                                 struct bpf_reg_state *reg)
1366 {
1367         __mark_reg_unknown(env, reg);
1368         reg->type = NOT_INIT;
1369 }
1370
1371 static void mark_reg_not_init(struct bpf_verifier_env *env,
1372                               struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1373 {
1374         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1375                 verbose(env, "mark_reg_not_init(regs, %u)\n", regno);
1376                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
1377                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
1378                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1379                 return;
1380         }
1381         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1382 }
1383
1384 static void mark_btf_ld_reg(struct bpf_verifier_env *env,
1385                             struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
1386                             enum bpf_reg_type reg_type, u32 btf_id)
1387 {
1388         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
1389                 mark_reg_unknown(env, regs, regno);
1390                 return;
1391         }
1392         mark_reg_known_zero(env, regs, regno);
1393         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID;
1394         regs[regno].btf_id = btf_id;
1395 }
1396
1397 #define DEF_NOT_SUBREG  (0)
1398 static void init_reg_state(struct bpf_verifier_env *env,
1399                            struct bpf_func_state *state)
1400 {
1401         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
1402         int i;
1403
1404         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
1405                 mark_reg_not_init(env, regs, i);
1406                 regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
1407                 regs[i].parent = NULL;
1408                 regs[i].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
1409         }
1410
1411         /* frame pointer */
1412         regs[BPF_REG_FP].type = PTR_TO_STACK;
1413         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_FP);
1414         regs[BPF_REG_FP].frameno = state->frameno;
1415 }
1416
1417 #define BPF_MAIN_FUNC (-1)
1418 static void init_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
1419                             struct bpf_func_state *state,
1420                             int callsite, int frameno, int subprogno)
1421 {
1422         state->callsite = callsite;
1423         state->frameno = frameno;
1424         state->subprogno = subprogno;
1425         init_reg_state(env, state);
1426 }
1427
1428 enum reg_arg_type {
1429         SRC_OP,         /* register is used as source operand */
1430         DST_OP,         /* register is used as destination operand */
1431         DST_OP_NO_MARK  /* same as above, check only, don't mark */
1432 };
1433
1434 static int cmp_subprogs(const void *a, const void *b)
1435 {
1436         return ((struct bpf_subprog_info *)a)->start -
1437                ((struct bpf_subprog_info *)b)->start;
1438 }
1439
1440 static int find_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
1441 {
1442         struct bpf_subprog_info *p;
1443
1444         p = bsearch(&off, env->subprog_info, env->subprog_cnt,
1445                     sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs);
1446         if (!p)
1447                 return -ENOENT;
1448         return p - env->subprog_info;
1449
1450 }
1451
1452 static int add_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
1453 {
1454         int insn_cnt = env->prog->len;
1455         int ret;
1456
1457         if (off >= insn_cnt || off < 0) {
1458                 verbose(env, "call to invalid destination\n");
1459                 return -EINVAL;
1460         }
1461         ret = find_subprog(env, off);
1462         if (ret >= 0)
1463                 return 0;
1464         if (env->subprog_cnt >= BPF_MAX_SUBPROGS) {
1465                 verbose(env, "too many subprograms\n");
1466                 return -E2BIG;
1467         }
1468         env->subprog_info[env->subprog_cnt++].start = off;
1469         sort(env->subprog_info, env->subprog_cnt,
1470              sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs, NULL);
1471         return 0;
1472 }
1473
1474 static int check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
1475 {
1476         int i, ret, subprog_start, subprog_end, off, cur_subprog = 0;
1477         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
1478         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
1479         int insn_cnt = env->prog->len;
1480
1481         /* Add entry function. */
1482         ret = add_subprog(env, 0);
1483         if (ret < 0)
1484                 return ret;
1485
1486         /* determine subprog starts. The end is one before the next starts */
1487         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
1488                 if (insn[i].code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
1489                         continue;
1490                 if (insn[i].src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
1491                         continue;
1492                 if (!env->bpf_capable) {
1493                         verbose(env,
1494                                 "function calls to other bpf functions are allowed for CAP_BPF and CAP_SYS_ADMIN\n");
1495                         return -EPERM;
1496                 }
1497                 ret = add_subprog(env, i + insn[i].imm + 1);
1498                 if (ret < 0)
1499                         return ret;
1500         }
1501
1502         /* Add a fake 'exit' subprog which could simplify subprog iteration
1503          * logic. 'subprog_cnt' should not be increased.
1504          */
1505         subprog[env->subprog_cnt].start = insn_cnt;
1506
1507         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
1508                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
1509                         verbose(env, "func#%d @%d\n", i, subprog[i].start);
1510
1511         /* now check that all jumps are within the same subprog */
1512         subprog_start = subprog[cur_subprog].start;
1513         subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
1514         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
1515                 u8 code = insn[i].code;
1516
1517                 if (code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
1518                     insn[i].imm == BPF_FUNC_tail_call &&
1519                     insn[i].src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
1520                         subprog[cur_subprog].has_tail_call = true;
1521                 if (BPF_CLASS(code) == BPF_LD &&
1522                     (BPF_MODE(code) == BPF_ABS || BPF_MODE(code) == BPF_IND))
1523                         subprog[cur_subprog].has_ld_abs = true;
1524                 if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP && BPF_CLASS(code) != BPF_JMP32)
1525                         goto next;
1526                 if (BPF_OP(code) == BPF_EXIT || BPF_OP(code) == BPF_CALL)
1527                         goto next;
1528                 off = i + insn[i].off + 1;
1529                 if (off < subprog_start || off >= subprog_end) {
1530                         verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", i, off);
1531                         return -EINVAL;
1532                 }
1533 next:
1534                 if (i == subprog_end - 1) {
1535                         /* to avoid fall-through from one subprog into another
1536                          * the last insn of the subprog should be either exit
1537                          * or unconditional jump back
1538                          */
1539                         if (code != (BPF_JMP | BPF_EXIT) &&
1540                             code != (BPF_JMP | BPF_JA)) {
1541                                 verbose(env, "last insn is not an exit or jmp\n");
1542                                 return -EINVAL;
1543                         }
1544                         subprog_start = subprog_end;
1545                         cur_subprog++;
1546                         if (cur_subprog < env->subprog_cnt)
1547                                 subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
1548                 }
1549         }
1550         return 0;
1551 }
1552
1553 /* Parentage chain of this register (or stack slot) should take care of all
1554  * issues like callee-saved registers, stack slot allocation time, etc.
1555  */
1556 static int mark_reg_read(struct bpf_verifier_env *env,
1557                          const struct bpf_reg_state *state,
1558                          struct bpf_reg_state *parent, u8 flag)
1559 {
1560         bool writes = parent == state->parent; /* Observe write marks */
1561         int cnt = 0;
1562
1563         while (parent) {
1564                 /* if read wasn't screened by an earlier write ... */
1565                 if (writes && state->live & REG_LIVE_WRITTEN)
1566                         break;
1567                 if (parent->live & REG_LIVE_DONE) {
1568                         verbose(env, "verifier BUG type %s var_off %lld off %d\n",
1569                                 reg_type_str[parent->type],
1570                                 parent->var_off.value, parent->off);
1571                         return -EFAULT;
1572                 }
1573                 /* The first condition is more likely to be true than the
1574                  * second, checked it first.
1575                  */
1576                 if ((parent->live & REG_LIVE_READ) == flag ||
1577                     parent->live & REG_LIVE_READ64)
1578                         /* The parentage chain never changes and
1579                          * this parent was already marked as LIVE_READ.
1580                          * There is no need to keep walking the chain again and
1581                          * keep re-marking all parents as LIVE_READ.
1582                          * This case happens when the same register is read
1583                          * multiple times without writes into it in-between.
1584                          * Also, if parent has the stronger REG_LIVE_READ64 set,
1585                          * then no need to set the weak REG_LIVE_READ32.
1586                          */
1587                         break;
1588                 /* ... then we depend on parent's value */
1589                 parent->live |= flag;
1590                 /* REG_LIVE_READ64 overrides REG_LIVE_READ32. */
1591                 if (flag == REG_LIVE_READ64)
1592                         parent->live &= ~REG_LIVE_READ32;
1593                 state = parent;
1594                 parent = state->parent;
1595                 writes = true;
1596                 cnt++;
1597         }
1598
1599         if (env->longest_mark_read_walk < cnt)
1600                 env->longest_mark_read_walk = cnt;
1601         return 0;
1602 }
1603
1604 /* This function is supposed to be used by the following 32-bit optimization
1605  * code only. It returns TRUE if the source or destination register operates
1606  * on 64-bit, otherwise return FALSE.
1607  */
1608 static bool is_reg64(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
1609                      u32 regno, struct bpf_reg_state *reg, enum reg_arg_type t)
1610 {
1611         u8 code, class, op;
1612
1613         code = insn->code;
1614         class = BPF_CLASS(code);
1615         op = BPF_OP(code);
1616         if (class == BPF_JMP) {
1617                 /* BPF_EXIT for "main" will reach here. Return TRUE
1618                  * conservatively.
1619                  */
1620                 if (op == BPF_EXIT)
1621                         return true;
1622                 if (op == BPF_CALL) {
1623                         /* BPF to BPF call will reach here because of marking
1624                          * caller saved clobber with DST_OP_NO_MARK for which we
1625                          * don't care the register def because they are anyway
1626                          * marked as NOT_INIT already.
1627                          */
1628                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
1629                                 return false;
1630                         /* Helper call will reach here because of arg type
1631                          * check, conservatively return TRUE.
1632                          */
1633                         if (t == SRC_OP)
1634                                 return true;
1635
1636                         return false;
1637                 }
1638         }
1639
1640         if (class == BPF_ALU64 || class == BPF_JMP ||
1641             /* BPF_END always use BPF_ALU class. */
1642             (class == BPF_ALU && op == BPF_END && insn->imm == 64))
1643                 return true;
1644
1645         if (class == BPF_ALU || class == BPF_JMP32)
1646                 return false;
1647
1648         if (class == BPF_LDX) {
1649                 if (t != SRC_OP)
1650                         return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
1651                 /* LDX source must be ptr. */
1652                 return true;
1653         }
1654
1655         if (class == BPF_STX) {
1656                 if (reg->type != SCALAR_VALUE)
1657                         return true;
1658                 return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
1659         }
1660
1661         if (class == BPF_LD) {
1662                 u8 mode = BPF_MODE(code);
1663
1664                 /* LD_IMM64 */
1665                 if (mode == BPF_IMM)
1666                         return true;
1667
1668                 /* Both LD_IND and LD_ABS return 32-bit data. */
1669                 if (t != SRC_OP)
1670                         return  false;
1671
1672                 /* Implicit ctx ptr. */
1673                 if (regno == BPF_REG_6)
1674                         return true;
1675
1676                 /* Explicit source could be any width. */
1677                 return true;
1678         }
1679
1680         if (class == BPF_ST)
1681                 /* The only source register for BPF_ST is a ptr. */
1682                 return true;
1683
1684         /* Conservatively return true at default. */
1685         return true;
1686 }
1687
1688 /* Return TRUE if INSN doesn't have explicit value define. */
1689 static bool insn_no_def(struct bpf_insn *insn)
1690 {
1691         u8 class = BPF_CLASS(insn->code);
1692
1693         return (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32 ||
1694                 class == BPF_STX || class == BPF_ST);
1695 }
1696
1697 /* Return TRUE if INSN has defined any 32-bit value explicitly. */
1698 static bool insn_has_def32(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
1699 {
1700         if (insn_no_def(insn))
1701                 return false;
1702
1703         return !is_reg64(env, insn, insn->dst_reg, NULL, DST_OP);
1704 }
1705
1706 static void mark_insn_zext(struct bpf_verifier_env *env,
1707                            struct bpf_reg_state *reg)
1708 {
1709         s32 def_idx = reg->subreg_def;
1710
1711         if (def_idx == DEF_NOT_SUBREG)
1712                 return;
1713
1714         env->insn_aux_data[def_idx - 1].zext_dst = true;
1715         /* The dst will be zero extended, so won't be sub-register anymore. */
1716         reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
1717 }
1718
1719 static int check_reg_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
1720                          enum reg_arg_type t)
1721 {
1722         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
1723         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
1724         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + env->insn_idx;
1725         struct bpf_reg_state *reg, *regs = state->regs;
1726         bool rw64;
1727
1728         if (regno >= MAX_BPF_REG) {
1729                 verbose(env, "R%d is invalid\n", regno);
1730                 return -EINVAL;
1731         }
1732
1733         reg = &regs[regno];
1734         rw64 = is_reg64(env, insn, regno, reg, t);
1735         if (t == SRC_OP) {
1736                 /* check whether register used as source operand can be read */
1737                 if (reg->type == NOT_INIT) {
1738                         verbose(env, "R%d !read_ok\n", regno);
1739                         return -EACCES;
1740                 }
1741                 /* We don't need to worry about FP liveness because it's read-only */
1742                 if (regno == BPF_REG_FP)
1743                         return 0;
1744
1745                 if (rw64)
1746                         mark_insn_zext(env, reg);
1747
1748                 return mark_reg_read(env, reg, reg->parent,
1749                                      rw64 ? REG_LIVE_READ64 : REG_LIVE_READ32);
1750         } else {
1751                 /* check whether register used as dest operand can be written to */
1752                 if (regno == BPF_REG_FP) {
1753                         verbose(env, "frame pointer is read only\n");
1754                         return -EACCES;
1755                 }
1756                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1757                 reg->subreg_def = rw64 ? DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
1758                 if (t == DST_OP)
1759                         mark_reg_unknown(env, regs, regno);
1760         }
1761         return 0;
1762 }
1763
1764 /* for any branch, call, exit record the history of jmps in the given state */
1765 static int push_jmp_history(struct bpf_verifier_env *env,
1766                             struct bpf_verifier_state *cur)
1767 {
1768         u32 cnt = cur->jmp_history_cnt;
1769         struct bpf_idx_pair *p;
1770
1771         cnt++;
1772         p = krealloc(cur->jmp_history, cnt * sizeof(*p), GFP_USER);
1773         if (!p)
1774                 return -ENOMEM;
1775         p[cnt - 1].idx = env->insn_idx;
1776         p[cnt - 1].prev_idx = env->prev_insn_idx;
1777         cur->jmp_history = p;
1778         cur->jmp_history_cnt = cnt;
1779         return 0;
1780 }
1781
1782 /* Backtrack one insn at a time. If idx is not at the top of recorded
1783  * history then previous instruction came from straight line execution.
1784  */
1785 static int get_prev_insn_idx(struct bpf_verifier_state *st, int i,
1786                              u32 *history)
1787 {
1788         u32 cnt = *history;
1789
1790         if (cnt && st->jmp_history[cnt - 1].idx == i) {
1791                 i = st->jmp_history[cnt - 1].prev_idx;
1792                 (*history)--;
1793         } else {
1794                 i--;
1795         }
1796         return i;
1797 }
1798
1799 /* For given verifier state backtrack_insn() is called from the last insn to
1800  * the first insn. Its purpose is to compute a bitmask of registers and
1801  * stack slots that needs precision in the parent verifier state.
1802  */
1803 static int backtrack_insn(struct bpf_verifier_env *env, int idx,
1804                           u32 *reg_mask, u64 *stack_mask)
1805 {
1806         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
1807                 .cb_print       = verbose,
1808                 .private_data   = env,
1809         };
1810         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + idx;
1811         u8 class = BPF_CLASS(insn->code);
1812         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
1813         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
1814         u32 dreg = 1u << insn->dst_reg;
1815         u32 sreg = 1u << insn->src_reg;
1816         u32 spi;
1817
1818         if (insn->code == 0)
1819                 return 0;
1820         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
1821                 verbose(env, "regs=%x stack=%llx before ", *reg_mask, *stack_mask);
1822                 verbose(env, "%d: ", idx);
1823                 print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
1824         }
1825
1826         if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
1827                 if (!(*reg_mask & dreg))
1828                         return 0;
1829                 if (opcode == BPF_MOV) {
1830                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
1831                                 /* dreg = sreg
1832                                  * dreg needs precision after this insn
1833                                  * sreg needs precision before this insn
1834                                  */
1835                                 *reg_mask &= ~dreg;
1836                                 *reg_mask |= sreg;
1837                         } else {
1838                                 /* dreg = K
1839                                  * dreg needs precision after this insn.
1840                                  * Corresponding register is already marked
1841                                  * as precise=true in this verifier state.
1842                                  * No further markings in parent are necessary
1843                                  */
1844                                 *reg_mask &= ~dreg;
1845                         }
1846                 } else {
1847                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
1848                                 /* dreg += sreg
1849                                  * both dreg and sreg need precision
1850                                  * before this insn
1851                                  */
1852                                 *reg_mask |= sreg;
1853                         } /* else dreg += K
1854                            * dreg still needs precision before this insn
1855                            */
1856                 }
1857         } else if (class == BPF_LDX) {
1858                 if (!(*reg_mask & dreg))
1859                         return 0;
1860                 *reg_mask &= ~dreg;
1861
1862                 /* scalars can only be spilled into stack w/o losing precision.
1863                  * Load from any other memory can be zero extended.
1864                  * The desire to keep that precision is already indicated
1865                  * by 'precise' mark in corresponding register of this state.
1866                  * No further tracking necessary.
1867                  */
1868                 if (insn->src_reg != BPF_REG_FP)
1869                         return 0;
1870                 if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW)
1871                         return 0;
1872
1873                 /* dreg = *(u64 *)[fp - off] was a fill from the stack.
1874                  * that [fp - off] slot contains scalar that needs to be
1875                  * tracked with precision
1876                  */
1877                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
1878                 if (spi >= 64) {
1879                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
1880                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
1881                         return -EFAULT;
1882                 }
1883                 *stack_mask |= 1ull << spi;
1884         } else if (class == BPF_STX || class == BPF_ST) {
1885                 if (*reg_mask & dreg)
1886                         /* stx & st shouldn't be using _scalar_ dst_reg
1887                          * to access memory. It means backtracking
1888                          * encountered a case of pointer subtraction.
1889                          */
1890                         return -ENOTSUPP;
1891                 /* scalars can only be spilled into stack */
1892                 if (insn->dst_reg != BPF_REG_FP)
1893                         return 0;
1894                 if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW)
1895                         return 0;
1896                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
1897                 if (spi >= 64) {
1898                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
1899                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
1900                         return -EFAULT;
1901                 }
1902                 if (!(*stack_mask & (1ull << spi)))
1903                         return 0;
1904                 *stack_mask &= ~(1ull << spi);
1905                 if (class == BPF_STX)
1906                         *reg_mask |= sreg;
1907         } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
1908                 if (opcode == BPF_CALL) {
1909                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
1910                                 return -ENOTSUPP;
1911                         /* regular helper call sets R0 */
1912                         *reg_mask &= ~1;
1913                         if (*reg_mask & 0x3f) {
1914                                 /* if backtracing was looking for registers R1-R5
1915                                  * they should have been found already.
1916                                  */
1917                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", *reg_mask);
1918                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
1919                                 return -EFAULT;
1920                         }
1921                 } else if (opcode == BPF_EXIT) {
1922                         return -ENOTSUPP;
1923                 }
1924         } else if (class == BPF_LD) {
1925                 if (!(*reg_mask & dreg))
1926                         return 0;
1927                 *reg_mask &= ~dreg;
1928                 /* It's ld_imm64 or ld_abs or ld_ind.
1929                  * For ld_imm64 no further tracking of precision
1930                  * into parent is necessary
1931                  */
1932                 if (mode == BPF_IND || mode == BPF_ABS)
1933                         /* to be analyzed */
1934                         return -ENOTSUPP;
1935         }
1936         return 0;
1937 }
1938
1939 /* the scalar precision tracking algorithm:
1940  * . at the start all registers have precise=false.
1941  * . scalar ranges are tracked as normal through alu and jmp insns.
1942  * . once precise value of the scalar register is used in:
1943  *   .  ptr + scalar alu
1944  *   . if (scalar cond K|scalar)
1945  *   .  helper_call(.., scalar, ...) where ARG_CONST is expected
1946  *   backtrack through the verifier states and mark all registers and
1947  *   stack slots with spilled constants that these scalar regisers
1948  *   should be precise.
1949  * . during state pruning two registers (or spilled stack slots)
1950  *   are equivalent if both are not precise.
1951  *
1952  * Note the verifier cannot simply walk register parentage chain,
1953  * since many different registers and stack slots could have been
1954  * used to compute single precise scalar.
1955  *
1956  * The approach of starting with precise=true for all registers and then
1957  * backtrack to mark a register as not precise when the verifier detects
1958  * that program doesn't care about specific value (e.g., when helper
1959  * takes register as ARG_ANYTHING parameter) is not safe.
1960  *
1961  * It's ok to walk single parentage chain of the verifier states.
1962  * It's possible that this backtracking will go all the way till 1st insn.
1963  * All other branches will be explored for needing precision later.
1964  *
1965  * The backtracking needs to deal with cases like:
1966  *   R8=map_value(id=0,off=0,ks=4,vs=1952,imm=0) R9_w=map_value(id=0,off=40,ks=4,vs=1952,imm=0)
1967  * r9 -= r8
1968  * r5 = r9
1969  * if r5 > 0x79f goto pc+7
1970  *    R5_w=inv(id=0,umax_value=1951,var_off=(0x0; 0x7ff))
1971  * r5 += 1
1972  * ...
1973  * call bpf_perf_event_output#25
1974  *   where .arg5_type = ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO
1975  *
1976  * and this case:
1977  * r6 = 1
1978  * call foo // uses callee's r6 inside to compute r0
1979  * r0 += r6
1980  * if r0 == 0 goto
1981  *
1982  * to track above reg_mask/stack_mask needs to be independent for each frame.
1983  *
1984  * Also if parent's curframe > frame where backtracking started,
1985  * the verifier need to mark registers in both frames, otherwise callees
1986  * may incorrectly prune callers. This is similar to
1987  * commit 7640ead93924 ("bpf: verifier: make sure callees don't prune with caller differences")
1988  *
1989  * For now backtracking falls back into conservative marking.
1990  */
1991 static void mark_all_scalars_precise(struct bpf_verifier_env *env,
1992                                      struct bpf_verifier_state *st)
1993 {
1994         struct bpf_func_state *func;
1995         struct bpf_reg_state *reg;
1996         int i, j;
1997
1998         /* big hammer: mark all scalars precise in this path.
1999          * pop_stack may still get !precise scalars.
2000          */
2001         for (; st; st = st->parent)
2002                 for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
2003                         func = st->frame[i];
2004                         for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
2005                                 reg = &func->regs[j];
2006                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE)
2007                                         continue;
2008                                 reg->precise = true;
2009                         }
2010                         for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
2011                                 if (func->stack[j].slot_type[0] != STACK_SPILL)
2012                                         continue;
2013                                 reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
2014                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE)
2015                                         continue;
2016                                 reg->precise = true;
2017                         }
2018                 }
2019 }
2020
2021 static int __mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
2022                                   int spi)
2023 {
2024         struct bpf_verifier_state *st = env->cur_state;
2025         int first_idx = st->first_insn_idx;
2026         int last_idx = env->insn_idx;
2027         struct bpf_func_state *func;
2028         struct bpf_reg_state *reg;
2029         u32 reg_mask = regno >= 0 ? 1u << regno : 0;
2030         u64 stack_mask = spi >= 0 ? 1ull << spi : 0;
2031         bool skip_first = true;
2032         bool new_marks = false;
2033         int i, err;
2034
2035         if (!env->bpf_capable)
2036                 return 0;
2037
2038         func = st->frame[st->curframe];
2039         if (regno >= 0) {
2040                 reg = &func->regs[regno];
2041                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2042                         WARN_ONCE(1, "backtracing misuse");
2043                         return -EFAULT;
2044                 }
2045                 if (!reg->precise)
2046                         new_marks = true;
2047                 else
2048                         reg_mask = 0;
2049                 reg->precise = true;
2050         }
2051
2052         while (spi >= 0) {
2053                 if (func->stack[spi].slot_type[0] != STACK_SPILL) {
2054                         stack_mask = 0;
2055                         break;
2056                 }
2057                 reg = &func->stack[spi].spilled_ptr;
2058                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2059                         stack_mask = 0;
2060                         break;
2061                 }
2062                 if (!reg->precise)
2063                         new_marks = true;
2064                 else
2065                         stack_mask = 0;
2066                 reg->precise = true;
2067                 break;
2068         }
2069
2070         if (!new_marks)
2071                 return 0;
2072         if (!reg_mask && !stack_mask)
2073                 return 0;
2074         for (;;) {
2075                 DECLARE_BITMAP(mask, 64);
2076                 u32 history = st->jmp_history_cnt;
2077
2078                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
2079                         verbose(env, "last_idx %d first_idx %d\n", last_idx, first_idx);
2080                 for (i = last_idx;;) {
2081                         if (skip_first) {
2082                                 err = 0;
2083                                 skip_first = false;
2084                         } else {
2085                                 err = backtrack_insn(env, i, &reg_mask, &stack_mask);
2086                         }
2087                         if (err == -ENOTSUPP) {
2088                                 mark_all_scalars_precise(env, st);
2089                                 return 0;
2090                         } else if (err) {
2091                                 return err;
2092                         }
2093                         if (!reg_mask && !stack_mask)
2094                                 /* Found assignment(s) into tracked register in this state.
2095                                  * Since this state is already marked, just return.
2096                                  * Nothing to be tracked further in the parent state.
2097                                  */
2098                                 return 0;
2099                         if (i == first_idx)
2100                                 break;
2101                         i = get_prev_insn_idx(st, i, &history);
2102                         if (i >= env->prog->len) {
2103                                 /* This can happen if backtracking reached insn 0
2104                                  * and there are still reg_mask or stack_mask
2105                                  * to backtrack.
2106                                  * It means the backtracking missed the spot where
2107                                  * particular register was initialized with a constant.
2108                                  */
2109                                 verbose(env, "BUG backtracking idx %d\n", i);
2110                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
2111                                 return -EFAULT;
2112                         }
2113                 }
2114                 st = st->parent;
2115                 if (!st)
2116                         break;
2117
2118                 new_marks = false;
2119                 func = st->frame[st->curframe];
2120                 bitmap_from_u64(mask, reg_mask);
2121                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
2122                         reg = &func->regs[i];
2123                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2124                                 reg_mask &= ~(1u << i);
2125                                 continue;
2126                         }
2127                         if (!reg->precise)
2128                                 new_marks = true;
2129                         reg->precise = true;
2130                 }
2131
2132                 bitmap_from_u64(mask, stack_mask);
2133                 for_each_set_bit(i, mask, 64) {
2134                         if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE) {
2135                                 /* the sequence of instructions:
2136                                  * 2: (bf) r3 = r10
2137                                  * 3: (7b) *(u64 *)(r3 -8) = r0
2138                                  * 4: (79) r4 = *(u64 *)(r10 -8)
2139                                  * doesn't contain jmps. It's backtracked
2140                                  * as a single block.
2141                                  * During backtracking insn 3 is not recognized as
2142                                  * stack access, so at the end of backtracking
2143                                  * stack slot fp-8 is still marked in stack_mask.
2144                                  * However the parent state may not have accessed
2145                                  * fp-8 and it's "unallocated" stack space.
2146                                  * In such case fallback to conservative.
2147                                  */
2148                                 mark_all_scalars_precise(env, st);
2149                                 return 0;
2150                         }
2151
2152                         if (func->stack[i].slot_type[0] != STACK_SPILL) {
2153                                 stack_mask &= ~(1ull << i);
2154                                 continue;
2155                         }
2156                         reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
2157                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2158                                 stack_mask &= ~(1ull << i);
2159                                 continue;
2160                         }
2161                         if (!reg->precise)
2162                                 new_marks = true;
2163                         reg->precise = true;
2164                 }
2165                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
2166                         print_verifier_state(env, func);
2167                         verbose(env, "parent %s regs=%x stack=%llx marks\n",
2168                                 new_marks ? "didn't have" : "already had",
2169                                 reg_mask, stack_mask);
2170                 }
2171
2172                 if (!reg_mask && !stack_mask)
2173                         break;
2174                 if (!new_marks)
2175                         break;
2176
2177                 last_idx = st->last_insn_idx;
2178                 first_idx = st->first_insn_idx;
2179         }
2180         return 0;
2181 }
2182
2183 static int mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2184 {
2185         return __mark_chain_precision(env, regno, -1);
2186 }
2187
2188 static int mark_chain_precision_stack(struct bpf_verifier_env *env, int spi)
2189 {
2190         return __mark_chain_precision(env, -1, spi);
2191 }
2192
2193 static bool is_spillable_regtype(enum bpf_reg_type type)
2194 {
2195         switch (type) {
2196         case PTR_TO_MAP_VALUE:
2197         case PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL:
2198         case PTR_TO_STACK:
2199         case PTR_TO_CTX:
2200         case PTR_TO_PACKET:
2201         case PTR_TO_PACKET_META:
2202         case PTR_TO_PACKET_END:
2203         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
2204         case CONST_PTR_TO_MAP:
2205         case PTR_TO_SOCKET:
2206         case PTR_TO_SOCKET_OR_NULL:
2207         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
2208         case PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL:
2209         case PTR_TO_TCP_SOCK:
2210         case PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL:
2211         case PTR_TO_XDP_SOCK:
2212         case PTR_TO_BTF_ID:
2213         case PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL:
2214         case PTR_TO_RDONLY_BUF:
2215         case PTR_TO_RDONLY_BUF_OR_NULL:
2216         case PTR_TO_RDWR_BUF:
2217         case PTR_TO_RDWR_BUF_OR_NULL:
2218         case PTR_TO_PERCPU_BTF_ID:
2219                 return true;
2220         default:
2221                 return false;
2222         }
2223 }
2224
2225 /* Does this register contain a constant zero? */
2226 static bool register_is_null(struct bpf_reg_state *reg)
2227 {
2228         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
2229 }
2230
2231 static bool register_is_const(struct bpf_reg_state *reg)
2232 {
2233         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off);
2234 }
2235
2236 static bool __is_scalar_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2237 {
2238         return tnum_is_unknown(reg->var_off) &&
2239                reg->smin_value == S64_MIN && reg->smax_value == S64_MAX &&
2240                reg->umin_value == 0 && reg->umax_value == U64_MAX &&
2241                reg->s32_min_value == S32_MIN && reg->s32_max_value == S32_MAX &&
2242                reg->u32_min_value == 0 && reg->u32_max_value == U32_MAX;
2243 }
2244
2245 static bool register_is_bounded(struct bpf_reg_state *reg)
2246 {
2247         return reg->type == SCALAR_VALUE && !__is_scalar_unbounded(reg);
2248 }
2249
2250 static bool __is_pointer_value(bool allow_ptr_leaks,
2251                                const struct bpf_reg_state *reg)
2252 {
2253         if (allow_ptr_leaks)
2254                 return false;
2255
2256         return reg->type != SCALAR_VALUE;
2257 }
2258
2259 static void save_register_state(struct bpf_func_state *state,
2260                                 int spi, struct bpf_reg_state *reg)
2261 {
2262         int i;
2263
2264         state->stack[spi].spilled_ptr = *reg;
2265         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2266
2267         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
2268                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_SPILL;
2269 }
2270
2271 /* check_stack_read/write functions track spill/fill of registers,
2272  * stack boundary and alignment are checked in check_mem_access()
2273  */
2274 static int check_stack_write(struct bpf_verifier_env *env,
2275                              struct bpf_func_state *state, /* func where register points to */
2276                              int off, int size, int value_regno, int insn_idx)
2277 {
2278         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
2279         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE, err;
2280         u32 dst_reg = env->prog->insnsi[insn_idx].dst_reg;
2281         struct bpf_reg_state *reg = NULL;
2282
2283         err = realloc_func_state(state, round_up(slot + 1, BPF_REG_SIZE),
2284                                  state->acquired_refs, true);
2285         if (err)
2286                 return err;
2287         /* caller checked that off % size == 0 and -MAX_BPF_STACK <= off < 0,
2288          * so it's aligned access and [off, off + size) are within stack limits
2289          */
2290         if (!env->allow_ptr_leaks &&
2291             state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
2292             size != BPF_REG_SIZE) {
2293                 verbose(env, "attempt to corrupt spilled pointer on stack\n");
2294                 return -EACCES;
2295         }
2296
2297         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
2298         if (value_regno >= 0)
2299                 reg = &cur->regs[value_regno];
2300
2301         if (reg && size == BPF_REG_SIZE && register_is_bounded(reg) &&
2302             !register_is_null(reg) && env->bpf_capable) {
2303                 if (dst_reg != BPF_REG_FP) {
2304                         /* The backtracking logic can only recognize explicit
2305                          * stack slot address like [fp - 8]. Other spill of
2306                          * scalar via different register has to be conervative.
2307                          * Backtrack from here and mark all registers as precise
2308                          * that contributed into 'reg' being a constant.
2309                          */
2310                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
2311                         if (err)
2312                                 return err;
2313                 }
2314                 save_register_state(state, spi, reg);
2315         } else if (reg && is_spillable_regtype(reg->type)) {
2316                 /* register containing pointer is being spilled into stack */
2317                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
2318                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
2319                         verbose(env, "invalid size of register spill\n");
2320                         return -EACCES;
2321                 }
2322
2323                 if (state != cur && reg->type == PTR_TO_STACK) {
2324                         verbose(env, "cannot spill pointers to stack into stack frame of the caller\n");
2325                         return -EINVAL;
2326                 }
2327
2328                 if (!env->bypass_spec_v4) {
2329                         bool sanitize = false;
2330
2331                         if (state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
2332                             register_is_const(&state->stack[spi].spilled_ptr))
2333                                 sanitize = true;
2334                         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
2335                                 if (state->stack[spi].slot_type[i] == STACK_MISC) {
2336                                         sanitize = true;
2337                                         break;
2338                                 }
2339                         if (sanitize) {
2340                                 int *poff = &env->insn_aux_data[insn_idx].sanitize_stack_off;
2341                                 int soff = (-spi - 1) * BPF_REG_SIZE;
2342
2343                                 /* detected reuse of integer stack slot with a pointer
2344                                  * which means either llvm is reusing stack slot or
2345                                  * an attacker is trying to exploit CVE-2018-3639
2346                                  * (speculative store bypass)
2347                                  * Have to sanitize that slot with preemptive
2348                                  * store of zero.
2349                                  */
2350                                 if (*poff && *poff != soff) {
2351                                         /* disallow programs where single insn stores
2352                                          * into two different stack slots, since verifier
2353                                          * cannot sanitize them
2354                                          */
2355                                         verbose(env,
2356                                                 "insn %d cannot access two stack slots fp%d and fp%d",
2357                                                 insn_idx, *poff, soff);
2358                                         return -EINVAL;
2359                                 }
2360                                 *poff = soff;
2361                         }
2362                 }
2363                 save_register_state(state, spi, reg);
2364         } else {
2365                 u8 type = STACK_MISC;
2366
2367                 /* regular write of data into stack destroys any spilled ptr */
2368                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
2369                 /* Mark slots as STACK_MISC if they belonged to spilled ptr. */
2370                 if (state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL)
2371                         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
2372                                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_MISC;
2373
2374                 /* only mark the slot as written if all 8 bytes were written
2375                  * otherwise read propagation may incorrectly stop too soon
2376                  * when stack slots are partially written.
2377                  * This heuristic means that read propagation will be
2378                  * conservative, since it will add reg_live_read marks
2379                  * to stack slots all the way to first state when programs
2380                  * writes+reads less than 8 bytes
2381                  */
2382                 if (size == BPF_REG_SIZE)
2383                         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2384
2385                 /* when we zero initialize stack slots mark them as such */
2386                 if (reg && register_is_null(reg)) {
2387                         /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
2388                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
2389                         if (err)
2390                                 return err;
2391                         type = STACK_ZERO;
2392                 }
2393
2394                 /* Mark slots affected by this stack write. */
2395                 for (i = 0; i < size; i++)
2396                         state->stack[spi].slot_type[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] =
2397                                 type;
2398         }
2399         return 0;
2400 }
2401
2402 static int check_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
2403                             struct bpf_func_state *reg_state /* func where register points to */,
2404                             int off, int size, int value_regno)
2405 {
2406         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
2407         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
2408         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE;
2409         struct bpf_reg_state *reg;
2410         u8 *stype;
2411
2412         if (reg_state->allocated_stack <= slot) {
2413                 verbose(env, "invalid read from stack off %d+0 size %d\n",
2414                         off, size);
2415                 return -EACCES;
2416         }
2417         stype = reg_state->stack[spi].slot_type;
2418         reg = &reg_state->stack[spi].spilled_ptr;
2419
2420         if (stype[0] == STACK_SPILL) {
2421                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
2422                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2423                                 verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
2424                                 verbose(env, "invalid size of register fill\n");
2425                                 return -EACCES;
2426                         }
2427                         if (value_regno >= 0) {
2428                                 mark_reg_unknown(env, state->regs, value_regno);
2429                                 state->regs[value_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2430                         }
2431                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
2432                         return 0;
2433                 }
2434                 for (i = 1; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
2435                         if (stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] != STACK_SPILL) {
2436                                 verbose(env, "corrupted spill memory\n");
2437                                 return -EACCES;
2438                         }
2439                 }
2440
2441                 if (value_regno >= 0) {
2442                         /* restore register state from stack */
2443                         state->regs[value_regno] = *reg;
2444                         /* mark reg as written since spilled pointer state likely
2445                          * has its liveness marks cleared by is_state_visited()
2446                          * which resets stack/reg liveness for state transitions
2447                          */
2448                         state->regs[value_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2449                 } else if (__is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg)) {
2450                         /* If value_regno==-1, the caller is asking us whether
2451                          * it is acceptable to use this value as a SCALAR_VALUE
2452                          * (e.g. for XADD).
2453                          * We must not allow unprivileged callers to do that
2454                          * with spilled pointers.
2455                          */
2456                         verbose(env, "leaking pointer from stack off %d\n",
2457                                 off);
2458                         return -EACCES;
2459                 }
2460                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
2461         } else {
2462                 int zeros = 0;
2463
2464                 for (i = 0; i < size; i++) {
2465                         if (stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC)
2466                                 continue;
2467                         if (stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] == STACK_ZERO) {
2468                                 zeros++;
2469                                 continue;
2470                         }
2471                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
2472                                 off, i, size);
2473                         return -EACCES;
2474                 }
2475                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
2476                 if (value_regno >= 0) {
2477                         if (zeros == size) {
2478                                 /* any size read into register is zero extended,
2479                                  * so the whole register == const_zero
2480                                  */
2481                                 __mark_reg_const_zero(&state->regs[value_regno]);
2482                                 /* backtracking doesn't support STACK_ZERO yet,
2483                                  * so mark it precise here, so that later
2484                                  * backtracking can stop here.
2485                                  * Backtracking may not need this if this register
2486                                  * doesn't participate in pointer adjustment.
2487                                  * Forward propagation of precise flag is not
2488                                  * necessary either. This mark is only to stop
2489                                  * backtracking. Any register that contributed
2490                                  * to const 0 was marked precise before spill.
2491                                  */
2492                                 state->regs[value_regno].precise = true;
2493                         } else {
2494                                 /* have read misc data from the stack */
2495                                 mark_reg_unknown(env, state->regs, value_regno);
2496                         }
2497                         state->regs[value_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2498                 }
2499         }
2500         return 0;
2501 }
2502
2503 static int check_stack_access(struct bpf_verifier_env *env,
2504                               const struct bpf_reg_state *reg,
2505                               int off, int size)
2506 {
2507         /* Stack accesses must be at a fixed offset, so that we
2508          * can determine what type of data were returned. See
2509          * check_stack_read().
2510          */
2511         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
2512                 char tn_buf[48];
2513
2514                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
2515                 verbose(env, "variable stack access var_off=%s off=%d size=%d\n",
2516                         tn_buf, off, size);
2517                 return -EACCES;
2518         }
2519
2520         if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK) {
2521                 verbose(env, "invalid stack off=%d size=%d\n", off, size);
2522                 return -EACCES;
2523         }
2524
2525         return 0;
2526 }
2527
2528 static int check_map_access_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
2529                                  int off, int size, enum bpf_access_type type)
2530 {
2531         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
2532         struct bpf_map *map = regs[regno].map_ptr;
2533         u32 cap = bpf_map_flags_to_cap(map);
2534
2535         if (type == BPF_WRITE && !(cap & BPF_MAP_CAN_WRITE)) {
2536                 verbose(env, "write into map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
2537                         map->value_size, off, size);
2538                 return -EACCES;
2539         }
2540
2541         if (type == BPF_READ && !(cap & BPF_MAP_CAN_READ)) {
2542                 verbose(env, "read from map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
2543                         map->value_size, off, size);
2544                 return -EACCES;
2545         }
2546
2547         return 0;
2548 }
2549
2550 /* check read/write into memory region (e.g., map value, ringbuf sample, etc) */
2551 static int __check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
2552                               int off, int size, u32 mem_size,
2553                               bool zero_size_allowed)
2554 {
2555         bool size_ok = size > 0 || (size == 0 && zero_size_allowed);
2556         struct bpf_reg_state *reg;
2557
2558         if (off >= 0 && size_ok && (u64)off + size <= mem_size)
2559                 return 0;
2560
2561         reg = &cur_regs(env)[regno];
2562         switch (reg->type) {
2563         case PTR_TO_MAP_VALUE:
2564                 verbose(env, "invalid access to map value, value_size=%d off=%d size=%d\n",
2565                         mem_size, off, size);
2566                 break;
2567         case PTR_TO_PACKET:
2568         case PTR_TO_PACKET_META:
2569         case PTR_TO_PACKET_END:
2570                 verbose(env, "invalid access to packet, off=%d size=%d, R%d(id=%d,off=%d,r=%d)\n",
2571                         off, size, regno, reg->id, off, mem_size);
2572                 break;
2573         case PTR_TO_MEM:
2574         default:
2575                 verbose(env, "invalid access to memory, mem_size=%u off=%d size=%d\n",
2576                         mem_size, off, size);
2577         }
2578
2579         return -EACCES;
2580 }
2581
2582 /* check read/write into a memory region with possible variable offset */
2583 static int check_mem_region_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
2584                                    int off, int size, u32 mem_size,
2585                                    bool zero_size_allowed)
2586 {
2587         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
2588         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
2589         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
2590         int err;
2591
2592         /* We may have adjusted the register pointing to memory region, so we
2593          * need to try adding each of min_value and max_value to off
2594          * to make sure our theoretical access will be safe.
2595          */
2596         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
2597                 print_verifier_state(env, state);
2598
2599         /* The minimum value is only important with signed
2600          * comparisons where we can't assume the floor of a
2601          * value is 0.  If we are using signed variables for our
2602          * index'es we need to make sure that whatever we use
2603          * will have a set floor within our range.
2604          */
2605         if (reg->smin_value < 0 &&
2606             (reg->smin_value == S64_MIN ||
2607              (off + reg->smin_value != (s64)(s32)(off + reg->smin_value)) ||
2608               reg->smin_value + off < 0)) {
2609                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
2610                         regno);
2611                 return -EACCES;
2612         }
2613         err = __check_mem_access(env, regno, reg->smin_value + off, size,
2614                                  mem_size, zero_size_allowed);
2615         if (err) {
2616                 verbose(env, "R%d min value is outside of the allowed memory range\n",
2617                         regno);
2618                 return err;
2619         }
2620
2621         /* If we haven't set a max value then we need to bail since we can't be
2622          * sure we won't do bad things.
2623          * If reg->umax_value + off could overflow, treat that as unbounded too.
2624          */
2625         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
2626                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, make sure to bounds check any such access\n",
2627                         regno);
2628                 return -EACCES;
2629         }
2630         err = __check_mem_access(env, regno, reg->umax_value + off, size,
2631                                  mem_size, zero_size_allowed);
2632         if (err) {
2633                 verbose(env, "R%d max value is outside of the allowed memory range\n",
2634                         regno);
2635                 return err;
2636         }
2637
2638         return 0;
2639 }
2640
2641 /* check read/write into a map element with possible variable offset */
2642 static int check_map_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
2643                             int off, int size, bool zero_size_allowed)
2644 {
2645         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
2646         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
2647         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
2648         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
2649         int err;
2650
2651         err = check_mem_region_access(env, regno, off, size, map->value_size,
2652                                       zero_size_allowed);
2653         if (err)
2654                 return err;
2655
2656         if (map_value_has_spin_lock(map)) {
2657                 u32 lock = map->spin_lock_off;
2658
2659                 /* if any part of struct bpf_spin_lock can be touched by
2660                  * load/store reject this program.
2661                  * To check that [x1, x2) overlaps with [y1, y2)
2662                  * it is sufficient to check x1 < y2 && y1 < x2.
2663                  */
2664                 if (reg->smin_value + off < lock + sizeof(struct bpf_spin_lock) &&
2665                      lock < reg->umax_value + off + size) {
2666                         verbose(env, "bpf_spin_lock cannot be accessed directly by load/store\n");
2667                         return -EACCES;
2668                 }
2669         }
2670         return err;
2671 }
2672
2673 #define MAX_PACKET_OFF 0xffff
2674
2675 static enum bpf_prog_type resolve_prog_type(struct bpf_prog *prog)
2676 {
2677         return prog->aux->dst_prog ? prog->aux->dst_prog->type : prog->type;
2678 }
2679
2680 static bool may_access_direct_pkt_data(struct bpf_verifier_env *env,
2681                                        const struct bpf_call_arg_meta *meta,
2682                                        enum bpf_access_type t)
2683 {
2684         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
2685
2686         switch (prog_type) {
2687         /* Program types only with direct read access go here! */
2688         case BPF_PROG_TYPE_LWT_IN:
2689         case BPF_PROG_TYPE_LWT_OUT:
2690         case BPF_PROG_TYPE_LWT_SEG6LOCAL:
2691         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
2692         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
2693         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
2694                 if (t == BPF_WRITE)
2695                         return false;
2696                 fallthrough;
2697
2698         /* Program types with direct read + write access go here! */
2699         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
2700         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
2701         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
2702         case BPF_PROG_TYPE_LWT_XMIT:
2703         case BPF_PROG_TYPE_SK_SKB:
2704         case BPF_PROG_TYPE_SK_MSG:
2705                 if (meta)
2706                         return meta->pkt_access;
2707
2708                 env->seen_direct_write = true;
2709                 return true;
2710
2711         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
2712                 if (t == BPF_WRITE)
2713                         env->seen_direct_write = true;
2714
2715                 return true;
2716
2717         default:
2718                 return false;
2719         }
2720 }
2721
2722 static int check_packet_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno, int off,
2723                                int size, bool zero_size_allowed)
2724 {
2725         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
2726         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
2727         int err;
2728
2729         /* We may have added a variable offset to the packet pointer; but any
2730          * reg->range we have comes after that.  We are only checking the fixed
2731          * offset.
2732          */
2733
2734         /* We don't allow negative numbers, because we aren't tracking enough
2735          * detail to prove they're safe.
2736          */
2737         if (reg->smin_value < 0) {
2738                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
2739                         regno);
2740                 return -EACCES;
2741         }
2742         err = __check_mem_access(env, regno, off, size, reg->range,
2743                                  zero_size_allowed);
2744         if (err) {
2745                 verbose(env, "R%d offset is outside of the packet\n", regno);
2746                 return err;
2747         }
2748
2749         /* __check_mem_access has made sure "off + size - 1" is within u16.
2750          * reg->umax_value can't be bigger than MAX_PACKET_OFF which is 0xffff,
2751          * otherwise find_good_pkt_pointers would have refused to set range info
2752          * that __check_mem_access would have rejected this pkt access.
2753          * Therefore, "off + reg->umax_value + size - 1" won't overflow u32.
2754          */
2755         env->prog->aux->max_pkt_offset =
2756                 max_t(u32, env->prog->aux->max_pkt_offset,
2757                       off + reg->umax_value + size - 1);
2758
2759         return err;
2760 }
2761
2762 /* check access to 'struct bpf_context' fields.  Supports fixed offsets only */
2763 static int check_ctx_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, int off, int size,
2764                             enum bpf_access_type t, enum bpf_reg_type *reg_type,
2765                             u32 *btf_id)
2766 {
2767         struct bpf_insn_access_aux info = {
2768                 .reg_type = *reg_type,
2769                 .log = &env->log,
2770         };
2771
2772         if (env->ops->is_valid_access &&
2773             env->ops->is_valid_access(off, size, t, env->prog, &info)) {
2774                 /* A non zero info.ctx_field_size indicates that this field is a
2775                  * candidate for later verifier transformation to load the whole
2776                  * field and then apply a mask when accessed with a narrower
2777                  * access than actual ctx access size. A zero info.ctx_field_size
2778                  * will only allow for whole field access and rejects any other
2779                  * type of narrower access.
2780                  */
2781                 *reg_type = info.reg_type;
2782
2783                 if (*reg_type == PTR_TO_BTF_ID || *reg_type == PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL)
2784                         *btf_id = info.btf_id;
2785                 else
2786                         env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size = info.ctx_field_size;
2787                 /* remember the offset of last byte accessed in ctx */
2788                 if (env->prog->aux->max_ctx_offset < off + size)
2789                         env->prog->aux->max_ctx_offset = off + size;
2790                 return 0;
2791         }
2792
2793         verbose(env, "invalid bpf_context access off=%d size=%d\n", off, size);
2794         return -EACCES;
2795 }
2796
2797 static int check_flow_keys_access(struct bpf_verifier_env *env, int off,
2798                                   int size)
2799 {
2800         if (size < 0 || off < 0 ||
2801             (u64)off + size > sizeof(struct bpf_flow_keys)) {
2802                 verbose(env, "invalid access to flow keys off=%d size=%d\n",
2803                         off, size);
2804                 return -EACCES;
2805         }
2806         return 0;
2807 }
2808
2809 static int check_sock_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
2810                              u32 regno, int off, int size,
2811                              enum bpf_access_type t)
2812 {
2813         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
2814         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
2815         struct bpf_insn_access_aux info = {};
2816         bool valid;
2817
2818         if (reg->smin_value < 0) {
2819                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
2820                         regno);
2821                 return -EACCES;
2822         }
2823
2824         switch (reg->type) {
2825         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
2826                 valid = bpf_sock_common_is_valid_access(off, size, t, &info);
2827                 break;
2828         case PTR_TO_SOCKET:
2829                 valid = bpf_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
2830                 break;
2831         case PTR_TO_TCP_SOCK:
2832                 valid = bpf_tcp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
2833                 break;
2834         case PTR_TO_XDP_SOCK:
2835                 valid = bpf_xdp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
2836                 break;
2837         default:
2838                 valid = false;
2839         }
2840
2841
2842         if (valid) {
2843                 env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size =
2844                         info.ctx_field_size;
2845                 return 0;
2846         }
2847
2848         verbose(env, "R%d invalid %s access off=%d size=%d\n",
2849                 regno, reg_type_str[reg->type], off, size);
2850
2851         return -EACCES;
2852 }
2853
2854 static struct bpf_reg_state *reg_state(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2855 {
2856         return cur_regs(env) + regno;
2857 }
2858
2859 static bool is_pointer_value(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2860 {
2861         return __is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg_state(env, regno));
2862 }
2863
2864 static bool is_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2865 {
2866         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
2867
2868         return reg->type == PTR_TO_CTX;
2869 }
2870
2871 static bool is_sk_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2872 {
2873         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
2874
2875         return type_is_sk_pointer(reg->type);
2876 }
2877
2878 static bool is_pkt_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2879 {
2880         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
2881
2882         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
2883 }
2884
2885 static bool is_flow_key_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2886 {
2887         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
2888
2889         /* Separate to is_ctx_reg() since we still want to allow BPF_ST here. */
2890         return reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS;
2891 }
2892
2893 static int check_pkt_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
2894                                    const struct bpf_reg_state *reg,
2895                                    int off, int size, bool strict)
2896 {
2897         struct tnum reg_off;
2898         int ip_align;
2899
2900         /* Byte size accesses are always allowed. */
2901         if (!strict || size == 1)
2902                 return 0;
2903
2904         /* For platforms that do not have a Kconfig enabling
2905          * CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS the value of
2906          * NET_IP_ALIGN is universally set to '2'.  And on platforms
2907          * that do set CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS, we get
2908          * to this code only in strict mode where we want to emulate
2909          * the NET_IP_ALIGN==2 checking.  Therefore use an
2910          * unconditional IP align value of '2'.
2911          */
2912         ip_align = 2;
2913
2914         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(ip_align + reg->off + off));
2915         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
2916                 char tn_buf[48];
2917
2918                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
2919                 verbose(env,
2920                         "misaligned packet access off %d+%s+%d+%d size %d\n",
2921                         ip_align, tn_buf, reg->off, off, size);
2922                 return -EACCES;
2923         }
2924
2925         return 0;
2926 }
2927
2928 static int check_generic_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
2929                                        const struct bpf_reg_state *reg,
2930                                        const char *pointer_desc,
2931                                        int off, int size, bool strict)
2932 {
2933         struct tnum reg_off;
2934
2935         /* Byte size accesses are always allowed. */
2936         if (!strict || size == 1)
2937                 return 0;
2938
2939         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(reg->off + off));
2940         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
2941                 char tn_buf[48];
2942
2943                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
2944                 verbose(env, "misaligned %saccess off %s+%d+%d size %d\n",
2945                         pointer_desc, tn_buf, reg->off, off, size);
2946                 return -EACCES;
2947         }
2948
2949         return 0;
2950 }
2951
2952 static int check_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
2953                                const struct bpf_reg_state *reg, int off,
2954                                int size, bool strict_alignment_once)
2955 {
2956         bool strict = env->strict_alignment || strict_alignment_once;
2957         const char *pointer_desc = "";
2958
2959         switch (reg->type) {
2960         case PTR_TO_PACKET:
2961         case PTR_TO_PACKET_META:
2962                 /* Special case, because of NET_IP_ALIGN. Given metadata sits
2963                  * right in front, treat it the very same way.
2964                  */
2965                 return check_pkt_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict);
2966         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
2967                 pointer_desc = "flow keys ";
2968                 break;
2969         case PTR_TO_MAP_VALUE:
2970                 pointer_desc = "value ";
2971                 break;
2972         case PTR_TO_CTX:
2973                 pointer_desc = "context ";
2974                 break;
2975         case PTR_TO_STACK:
2976                 pointer_desc = "stack ";
2977                 /* The stack spill tracking logic in check_stack_write()
2978                  * and check_stack_read() relies on stack accesses being
2979                  * aligned.
2980                  */
2981                 strict = true;
2982                 break;
2983         case PTR_TO_SOCKET:
2984                 pointer_desc = "sock ";
2985                 break;
2986         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
2987                 pointer_desc = "sock_common ";
2988                 break;
2989         case PTR_TO_TCP_SOCK:
2990                 pointer_desc = "tcp_sock ";
2991                 break;
2992         case PTR_TO_XDP_SOCK:
2993                 pointer_desc = "xdp_sock ";
2994                 break;
2995         default:
2996                 break;
2997         }
2998         return check_generic_ptr_alignment(env, reg, pointer_desc, off, size,
2999                                            strict);
3000 }
3001
3002 static int update_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
3003                               const struct bpf_func_state *func,
3004                               int off)
3005 {
3006         u16 stack = env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth;
3007
3008         if (stack >= -off)
3009                 return 0;
3010
3011         /* update known max for given subprogram */
3012         env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth = -off;
3013         return 0;
3014 }
3015
3016 /* starting from main bpf function walk all instructions of the function
3017  * and recursively walk all callees that given function can call.
3018  * Ignore jump and exit insns.
3019  * Since recursion is prevented by check_cfg() this algorithm
3020  * only needs a local stack of MAX_CALL_FRAMES to remember callsites
3021  */
3022 static int check_max_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env)
3023 {
3024         int depth = 0, frame = 0, idx = 0, i = 0, subprog_end;
3025         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
3026         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
3027         bool tail_call_reachable = false;
3028         int ret_insn[MAX_CALL_FRAMES];
3029         int ret_prog[MAX_CALL_FRAMES];
3030         int j;
3031
3032 process_func:
3033         /* protect against potential stack overflow that might happen when
3034          * bpf2bpf calls get combined with tailcalls. Limit the caller's stack
3035          * depth for such case down to 256 so that the worst case scenario
3036          * would result in 8k stack size (32 which is tailcall limit * 256 =
3037          * 8k).
3038          *
3039          * To get the idea what might happen, see an example:
3040          * func1 -> sub rsp, 128
3041          *  subfunc1 -> sub rsp, 256
3042          *  tailcall1 -> add rsp, 256
3043          *   func2 -> sub rsp, 192 (total stack size = 128 + 192 = 320)
3044          *   subfunc2 -> sub rsp, 64
3045          *   subfunc22 -> sub rsp, 128
3046          *   tailcall2 -> add rsp, 128
3047          *    func3 -> sub rsp, 32 (total stack size 128 + 192 + 64 + 32 = 416)
3048          *
3049          * tailcall will unwind the current stack frame but it will not get rid
3050          * of caller's stack as shown on the example above.
3051          */
3052         if (idx && subprog[idx].has_tail_call && depth >= 256) {
3053                 verbose(env,
3054                         "tail_calls are not allowed when call stack of previous frames is %d bytes. Too large\n",
3055                         depth);
3056                 return -EACCES;
3057         }
3058         /* round up to 32-bytes, since this is granularity
3059          * of interpreter stack size
3060          */
3061         depth += round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
3062         if (depth > MAX_BPF_STACK) {
3063                 verbose(env, "combined stack size of %d calls is %d. Too large\n",
3064                         frame + 1, depth);
3065                 return -EACCES;
3066         }
3067 continue_func:
3068         subprog_end = subprog[idx + 1].start;
3069         for (; i < subprog_end; i++) {
3070                 if (insn[i].code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
3071                         continue;
3072                 if (insn[i].src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
3073                         continue;
3074                 /* remember insn and function to return to */
3075                 ret_insn[frame] = i + 1;
3076                 ret_prog[frame] = idx;
3077
3078                 /* find the callee */
3079                 i = i + insn[i].imm + 1;
3080                 idx = find_subprog(env, i);
3081                 if (idx < 0) {
3082                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
3083                                   i);
3084                         return -EFAULT;
3085                 }
3086
3087                 if (subprog[idx].has_tail_call)
3088                         tail_call_reachable = true;
3089
3090                 frame++;
3091                 if (frame >= MAX_CALL_FRAMES) {
3092                         verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep !\n",
3093                                 frame);
3094                         return -E2BIG;
3095                 }
3096                 goto process_func;
3097         }
3098         /* if tail call got detected across bpf2bpf calls then mark each of the
3099          * currently present subprog frames as tail call reachable subprogs;
3100          * this info will be utilized by JIT so that we will be preserving the
3101          * tail call counter throughout bpf2bpf calls combined with tailcalls
3102          */
3103         if (tail_call_reachable)
3104                 for (j = 0; j < frame; j++)
3105                         subprog[ret_prog[j]].tail_call_reachable = true;
3106
3107         /* end of for() loop means the last insn of the 'subprog'
3108          * was reached. Doesn't matter whether it was JA or EXIT
3109          */
3110         if (frame == 0)
3111                 return 0;
3112         depth -= round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
3113         frame--;
3114         i = ret_insn[frame];
3115         idx = ret_prog[frame];
3116         goto continue_func;
3117 }
3118
3119 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
3120 static int get_callee_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
3121                                   const struct bpf_insn *insn, int idx)
3122 {
3123         int start = idx + insn->imm + 1, subprog;
3124
3125         subprog = find_subprog(env, start);
3126         if (subprog < 0) {
3127                 WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
3128                           start);
3129                 return -EFAULT;
3130         }
3131         return env->subprog_info[subprog].stack_depth;
3132 }
3133 #endif
3134
3135 int check_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env,
3136                   const struct bpf_reg_state *reg, int regno)
3137 {
3138         /* Access to ctx or passing it to a helper is only allowed in
3139          * its original, unmodified form.
3140          */
3141
3142         if (reg->off) {
3143                 verbose(env, "dereference of modified ctx ptr R%d off=%d disallowed\n",
3144                         regno, reg->off);
3145                 return -EACCES;
3146         }
3147
3148         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
3149                 char tn_buf[48];
3150
3151                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3152                 verbose(env, "variable ctx access var_off=%s disallowed\n", tn_buf);
3153                 return -EACCES;
3154         }
3155
3156         return 0;
3157 }
3158
3159 static int __check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
3160                                  const char *buf_info,
3161                                  const struct bpf_reg_state *reg,
3162                                  int regno, int off, int size)
3163 {
3164         if (off < 0) {
3165                 verbose(env,
3166                         "R%d invalid %s buffer access: off=%d, size=%d\n",
3167                         regno, buf_info, off, size);
3168                 return -EACCES;
3169         }
3170         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
3171                 char tn_buf[48];
3172
3173                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3174                 verbose(env,
3175                         "R%d invalid variable buffer offset: off=%d, var_off=%s\n",
3176                         regno, off, tn_buf);
3177                 return -EACCES;
3178         }
3179
3180         return 0;
3181 }
3182
3183 static int check_tp_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
3184                                   const struct bpf_reg_state *reg,
3185                                   int regno, int off, int size)
3186 {
3187         int err;
3188
3189         err = __check_buffer_access(env, "tracepoint", reg, regno, off, size);
3190         if (err)
3191                 return err;
3192
3193         if (off + size > env->prog->aux->max_tp_access)
3194                 env->prog->aux->max_tp_access = off + size;
3195
3196         return 0;
3197 }
3198
3199 static int check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
3200                                const struct bpf_reg_state *reg,
3201                                int regno, int off, int size,
3202                                bool zero_size_allowed,
3203                                const char *buf_info,
3204                                u32 *max_access)
3205 {
3206         int err;
3207
3208         err = __check_buffer_access(env, buf_info, reg, regno, off, size);
3209         if (err)
3210                 return err;
3211
3212         if (off + size > *max_access)
3213                 *max_access = off + size;
3214
3215         return 0;
3216 }
3217
3218 /* BPF architecture zero extends alu32 ops into 64-bit registesr */
3219 static void zext_32_to_64(struct bpf_reg_state *reg)
3220 {
3221         reg->var_off = tnum_subreg(reg->var_off);
3222         __reg_assign_32_into_64(reg);
3223 }
3224
3225 /* truncate register to smaller size (in bytes)
3226  * must be called with size < BPF_REG_SIZE
3227  */
3228 static void coerce_reg_to_size(struct bpf_reg_state *reg, int size)
3229 {
3230         u64 mask;
3231
3232         /* clear high bits in bit representation */
3233         reg->var_off = tnum_cast(reg->var_off, size);
3234
3235         /* fix arithmetic bounds */
3236         mask = ((u64)1 << (size * 8)) - 1;
3237         if ((reg->umin_value & ~mask) == (reg->umax_value & ~mask)) {
3238                 reg->umin_value &= mask;
3239                 reg->umax_value &= mask;
3240         } else {
3241                 reg->umin_value = 0;
3242                 reg->umax_value = mask;
3243         }
3244         reg->smin_value = reg->umin_value;
3245         reg->smax_value = reg->umax_value;
3246
3247         /* If size is smaller than 32bit register the 32bit register
3248          * values are also truncated so we push 64-bit bounds into
3249          * 32-bit bounds. Above were truncated < 32-bits already.
3250          */
3251         if (size >= 4)
3252                 return;
3253         __reg_combine_64_into_32(reg);
3254 }
3255
3256 static bool bpf_map_is_rdonly(const struct bpf_map *map)
3257 {
3258         return (map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) && map->frozen;
3259 }
3260
3261 static int bpf_map_direct_read(struct bpf_map *map, int off, int size, u64 *val)
3262 {
3263         void *ptr;
3264         u64 addr;
3265         int err;
3266
3267         err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
3268         if (err)
3269                 return err;
3270         ptr = (void *)(long)addr + off;
3271
3272         switch (size) {
3273         case sizeof(u8):
3274                 *val = (u64)*(u8 *)ptr;
3275                 break;
3276         case sizeof(u16):
3277                 *val = (u64)*(u16 *)ptr;
3278                 break;
3279         case sizeof(u32):
3280                 *val = (u64)*(u32 *)ptr;
3281                 break;
3282         case sizeof(u64):
3283                 *val = *(u64 *)ptr;
3284                 break;
3285         default:
3286                 return -EINVAL;
3287         }
3288         return 0;
3289 }
3290
3291 static int check_ptr_to_btf_access(struct bpf_verifier_env *env,
3292                                    struct bpf_reg_state *regs,
3293                                    int regno, int off, int size,
3294                                    enum bpf_access_type atype,
3295                                    int value_regno)
3296 {
3297         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
3298         const struct btf_type *t = btf_type_by_id(btf_vmlinux, reg->btf_id);
3299         const char *tname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
3300         u32 btf_id;
3301         int ret;
3302
3303         if (off < 0) {
3304                 verbose(env,
3305                         "R%d is ptr_%s invalid negative access: off=%d\n",
3306                         regno, tname, off);
3307                 return -EACCES;
3308         }
3309         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
3310                 char tn_buf[48];
3311
3312                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3313                 verbose(env,
3314                         "R%d is ptr_%s invalid variable offset: off=%d, var_off=%s\n",
3315                         regno, tname, off, tn_buf);
3316                 return -EACCES;
3317         }
3318
3319         if (env->ops->btf_struct_access) {
3320                 ret = env->ops->btf_struct_access(&env->log, t, off, size,
3321                                                   atype, &btf_id);
3322         } else {
3323                 if (atype != BPF_READ) {
3324                         verbose(env, "only read is supported\n");
3325                         return -EACCES;
3326                 }
3327
3328                 ret = btf_struct_access(&env->log, t, off, size, atype,
3329                                         &btf_id);
3330         }
3331
3332         if (ret < 0)
3333                 return ret;
3334
3335         if (atype == BPF_READ && value_regno >= 0)
3336                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, btf_id);
3337
3338         return 0;
3339 }
3340
3341 static int check_ptr_to_map_access(struct bpf_verifier_env *env,
3342                                    struct bpf_reg_state *regs,
3343                                    int regno, int off, int size,
3344                                    enum bpf_access_type atype,
3345                                    int value_regno)
3346 {
3347         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
3348         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
3349         const struct btf_type *t;
3350         const char *tname;
3351         u32 btf_id;
3352         int ret;
3353
3354         if (!btf_vmlinux) {
3355                 verbose(env, "map_ptr access not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
3356                 return -ENOTSUPP;
3357         }
3358
3359         if (!map->ops->map_btf_id || !*map->ops->map_btf_id) {
3360                 verbose(env, "map_ptr access not supported for map type %d\n",
3361                         map->map_type);
3362                 return -ENOTSUPP;
3363         }
3364
3365         t = btf_type_by_id(btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id);
3366         tname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
3367
3368         if (!env->allow_ptr_to_map_access) {
3369                 verbose(env,
3370                         "%s access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
3371                         tname);
3372                 return -EPERM;
3373         }
3374
3375         if (off < 0) {
3376                 verbose(env, "R%d is %s invalid negative access: off=%d\n",
3377                         regno, tname, off);
3378                 return -EACCES;
3379         }
3380
3381         if (atype != BPF_READ) {
3382                 verbose(env, "only read from %s is supported\n", tname);
3383                 return -EACCES;
3384         }
3385
3386         ret = btf_struct_access(&env->log, t, off, size, atype, &btf_id);
3387         if (ret < 0)
3388                 return ret;
3389
3390         if (value_regno >= 0)
3391                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, btf_id);
3392
3393         return 0;
3394 }
3395
3396
3397 /* check whether memory at (regno + off) is accessible for t = (read | write)
3398  * if t==write, value_regno is a register which value is stored into memory
3399  * if t==read, value_regno is a register which will receive the value from memory
3400  * if t==write && value_regno==-1, some unknown value is stored into memory
3401  * if t==read && value_regno==-1, don't care what we read from memory
3402  */
3403 static int check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, u32 regno,
3404                             int off, int bpf_size, enum bpf_access_type t,
3405                             int value_regno, bool strict_alignment_once)
3406 {
3407         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
3408         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
3409         struct bpf_func_state *state;
3410         int size, err = 0;
3411
3412         size = bpf_size_to_bytes(bpf_size);
3413         if (size < 0)
3414                 return size;
3415
3416         /* alignment checks will add in reg->off themselves */
3417         err = check_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict_alignment_once);
3418         if (err)
3419                 return err;
3420
3421         /* for access checks, reg->off is just part of off */
3422         off += reg->off;
3423
3424         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
3425                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
3426                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
3427                         verbose(env, "R%d leaks addr into map\n", value_regno);
3428                         return -EACCES;
3429                 }
3430                 err = check_map_access_type(env, regno, off, size, t);
3431                 if (err)
3432                         return err;
3433                 err = check_map_access(env, regno, off, size, false);
3434                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
3435                         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
3436
3437                         /* if map is read-only, track its contents as scalars */
3438                         if (tnum_is_const(reg->var_off) &&
3439                             bpf_map_is_rdonly(map) &&
3440                             map->ops->map_direct_value_addr) {
3441                                 int map_off = off + reg->var_off.value;
3442                                 u64 val = 0;
3443
3444                                 err = bpf_map_direct_read(map, map_off, size,
3445                                                           &val);
3446                                 if (err)
3447                                         return err;
3448
3449                                 regs[value_regno].type = SCALAR_VALUE;
3450                                 __mark_reg_known(&regs[value_regno], val);
3451                         } else {
3452                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3453                         }
3454                 }
3455         } else if (reg->type == PTR_TO_MEM) {
3456                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
3457                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
3458                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", value_regno);
3459                         return -EACCES;
3460                 }
3461                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
3462                                               reg->mem_size, false);
3463                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
3464                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3465         } else if (reg->type == PTR_TO_CTX) {
3466                 enum bpf_reg_type reg_type = SCALAR_VALUE;
3467                 u32 btf_id = 0;
3468
3469                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
3470                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
3471                         verbose(env, "R%d leaks addr into ctx\n", value_regno);
3472                         return -EACCES;
3473                 }
3474
3475                 err = check_ctx_reg(env, reg, regno);
3476                 if (err < 0)
3477                         return err;
3478
3479                 err = check_ctx_access(env, insn_idx, off, size, t, &reg_type, &btf_id);
3480                 if (err)
3481                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
3482                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
3483                         /* ctx access returns either a scalar, or a
3484                          * PTR_TO_PACKET[_META,_END]. In the latter
3485                          * case, we know the offset is zero.
3486                          */
3487                         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
3488                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3489                         } else {
3490                                 mark_reg_known_zero(env, regs,
3491                                                     value_regno);
3492                                 if (reg_type_may_be_null(reg_type))
3493                                         regs[value_regno].id = ++env->id_gen;
3494                                 /* A load of ctx field could have different
3495                                  * actual load size with the one encoded in the
3496                                  * insn. When the dst is PTR, it is for sure not
3497                                  * a sub-register.
3498                                  */
3499                                 regs[value_regno].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
3500                                 if (reg_type == PTR_TO_BTF_ID ||
3501                                     reg_type == PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL)
3502                                         regs[value_regno].btf_id = btf_id;
3503                         }
3504                         regs[value_regno].type = reg_type;
3505                 }
3506
3507         } else if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
3508                 off += reg->var_off.value;
3509                 err = check_stack_access(env, reg, off, size);
3510                 if (err)
3511                         return err;
3512
3513                 state = func(env, reg);
3514                 err = update_stack_depth(env, state, off);
3515                 if (err)
3516                         return err;
3517
3518                 if (t == BPF_WRITE)
3519                         err = check_stack_write(env, state, off, size,
3520                                                 value_regno, insn_idx);
3521                 else
3522                         err = check_stack_read(env, state, off, size,
3523                                                value_regno);
3524         } else if (reg_is_pkt_pointer(reg)) {
3525                 if (t == BPF_WRITE && !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, t)) {
3526                         verbose(env, "cannot write into packet\n");
3527                         return -EACCES;
3528                 }
3529                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
3530                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
3531                         verbose(env, "R%d leaks addr into packet\n",
3532                                 value_regno);
3533                         return -EACCES;
3534                 }
3535                 err = check_packet_access(env, regno, off, size, false);
3536                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
3537                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3538         } else if (reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS) {
3539                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
3540                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
3541                         verbose(env, "R%d leaks addr into flow keys\n",
3542                                 value_regno);
3543                         return -EACCES;
3544                 }
3545
3546                 err = check_flow_keys_access(env, off, size);
3547                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
3548                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3549         } else if (type_is_sk_pointer(reg->type)) {
3550                 if (t == BPF_WRITE) {
3551                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
3552                                 regno, reg_type_str[reg->type]);
3553                         return -EACCES;
3554                 }
3555                 err = check_sock_access(env, insn_idx, regno, off, size, t);
3556                 if (!err && value_regno >= 0)
3557                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3558         } else if (reg->type == PTR_TO_TP_BUFFER) {
3559                 err = check_tp_buffer_access(env, reg, regno, off, size);
3560                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
3561                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3562         } else if (reg->type == PTR_TO_BTF_ID) {
3563                 err = check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, off, size, t,
3564                                               value_regno);
3565         } else if (reg->type == CONST_PTR_TO_MAP) {
3566                 err = check_ptr_to_map_access(env, regs, regno, off, size, t,
3567                                               value_regno);
3568         } else if (reg->type == PTR_TO_RDONLY_BUF) {
3569                 if (t == BPF_WRITE) {
3570                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
3571                                 regno, reg_type_str[reg->type]);
3572                         return -EACCES;
3573                 }
3574                 err = check_buffer_access(env, reg, regno, off, size, false,
3575                                           "rdonly",
3576                                           &env->prog->aux->max_rdonly_access);
3577                 if (!err && value_regno >= 0)
3578                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3579         } else if (reg->type == PTR_TO_RDWR_BUF) {
3580                 err = check_buffer_access(env, reg, regno, off, size, false,
3581                                           "rdwr",
3582                                           &env->prog->aux->max_rdwr_access);
3583                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
3584                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3585         } else {
3586                 verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
3587                         reg_type_str[reg->type]);
3588                 return -EACCES;
3589         }
3590
3591         if (!err && size < BPF_REG_SIZE && value_regno >= 0 && t == BPF_READ &&
3592             regs[value_regno].type == SCALAR_VALUE) {
3593                 /* b/h/w load zero-extends, mark upper bits as known 0 */
3594                 coerce_reg_to_size(&regs[value_regno], size);
3595         }
3596         return err;
3597 }
3598
3599 static int check_xadd(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, struct bpf_insn *insn)
3600 {
3601         int err;
3602
3603         if ((BPF_SIZE(insn->code) != BPF_W && BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) ||
3604             insn->imm != 0) {
3605                 verbose(env, "BPF_XADD uses reserved fields\n");
3606                 return -EINVAL;
3607         }
3608
3609         /* check src1 operand */
3610         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
3611         if (err)
3612                 return err;
3613
3614         /* check src2 operand */
3615         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
3616         if (err)
3617                 return err;
3618
3619         if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
3620                 verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", insn->src_reg);
3621                 return -EACCES;
3622         }
3623
3624         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg) ||
3625             is_pkt_reg(env, insn->dst_reg) ||
3626             is_flow_key_reg(env, insn->dst_reg) ||
3627             is_sk_reg(env, insn->dst_reg)) {
3628                 verbose(env, "BPF_XADD stores into R%d %s is not allowed\n",
3629                         insn->dst_reg,
3630                         reg_type_str[reg_state(env, insn->dst_reg)->type]);
3631                 return -EACCES;
3632         }
3633
3634         /* check whether atomic_add can read the memory */
3635         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
3636                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, -1, true);
3637         if (err)
3638                 return err;
3639
3640         /* check whether atomic_add can write into the same memory */
3641         return check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
3642                                 BPF_SIZE(insn->code), BPF_WRITE, -1, true);
3643 }
3644
3645 static int __check_stack_boundary(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3646                                   int off, int access_size,
3647                                   bool zero_size_allowed)
3648 {
3649         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
3650
3651         if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK || off + access_size > 0 ||
3652             access_size < 0 || (access_size == 0 && !zero_size_allowed)) {
3653                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
3654                         verbose(env, "invalid stack type R%d off=%d access_size=%d\n",
3655                                 regno, off, access_size);
3656                 } else {
3657                         char tn_buf[48];
3658
3659                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3660                         verbose(env, "invalid stack type R%d var_off=%s access_size=%d\n",
3661                                 regno, tn_buf, access_size);
3662                 }
3663                 return -EACCES;
3664         }
3665         return 0;
3666 }
3667
3668 /* when register 'regno' is passed into function that will read 'access_size'
3669  * bytes from that pointer, make sure that it's within stack boundary
3670  * and all elements of stack are initialized.
3671  * Unlike most pointer bounds-checking functions, this one doesn't take an
3672  * 'off' argument, so it has to add in reg->off itself.
3673  */
3674 static int check_stack_boundary(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
3675                                 int access_size, bool zero_size_allowed,
3676                                 struct bpf_call_arg_meta *meta)
3677 {
3678         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
3679         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
3680         int err, min_off, max_off, i, j, slot, spi;
3681
3682         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
3683                 min_off = max_off = reg->var_off.value + reg->off;
3684                 err = __check_stack_boundary(env, regno, min_off, access_size,
3685                                              zero_size_allowed);
3686                 if (err)
3687                         return err;
3688         } else {
3689                 /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for
3690                  * simplicity since it requires corresponding support in
3691                  * Spectre masking for stack ALU.
3692                  * See also retrieve_ptr_limit().
3693                  */
3694                 if (!env->bypass_spec_v1) {
3695                         char tn_buf[48];
3696
3697                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3698                         verbose(env, "R%d indirect variable offset stack access prohibited for !root, var_off=%s\n",
3699                                 regno, tn_buf);
3700                         return -EACCES;
3701                 }
3702                 /* Only initialized buffer on stack is allowed to be accessed
3703                  * with variable offset. With uninitialized buffer it's hard to
3704                  * guarantee that whole memory is marked as initialized on
3705                  * helper return since specific bounds are unknown what may
3706                  * cause uninitialized stack leaking.
3707                  */
3708                 if (meta && meta->raw_mode)
3709                         meta = NULL;
3710
3711                 if (reg->smax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF ||
3712                     reg->smax_value <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
3713                         verbose(env, "R%d unbounded indirect variable offset stack access\n",
3714                                 regno);
3715                         return -EACCES;
3716                 }
3717                 min_off = reg->smin_value + reg->off;
3718                 max_off = reg->smax_value + reg->off;
3719                 err = __check_stack_boundary(env, regno, min_off, access_size,
3720                                              zero_size_allowed);
3721                 if (err) {
3722                         verbose(env, "R%d min value is outside of stack bound\n",
3723                                 regno);
3724                         return err;
3725                 }
3726                 err = __check_stack_boundary(env, regno, max_off, access_size,
3727                                              zero_size_allowed);
3728                 if (err) {
3729                         verbose(env, "R%d max value is outside of stack bound\n",
3730                                 regno);
3731                         return err;
3732                 }
3733         }
3734
3735         if (meta && meta->raw_mode) {
3736                 meta->access_size = access_size;
3737                 meta->regno = regno;
3738                 return 0;
3739         }
3740
3741         for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
3742                 u8 *stype;
3743
3744                 slot = -i - 1;
3745                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
3746                 if (state->allocated_stack <= slot)
3747                         goto err;
3748                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
3749                 if (*stype == STACK_MISC)
3750                         goto mark;
3751                 if (*stype == STACK_ZERO) {
3752                         /* helper can write anything into the stack */
3753                         *stype = STACK_MISC;
3754                         goto mark;
3755                 }
3756
3757                 if (state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
3758                     state->stack[spi].spilled_ptr.type == PTR_TO_BTF_ID)
3759                         goto mark;
3760
3761                 if (state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
3762                     state->stack[spi].spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE) {
3763                         __mark_reg_unknown(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
3764                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
3765                                 state->stack[spi].slot_type[j] = STACK_MISC;
3766                         goto mark;
3767                 }
3768
3769 err:
3770                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
3771                         verbose(env, "invalid indirect read from stack off %d+%d size %d\n",
3772                                 min_off, i - min_off, access_size);
3773                 } else {
3774                         char tn_buf[48];
3775
3776                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3777                         verbose(env, "invalid indirect read from stack var_off %s+%d size %d\n",
3778                                 tn_buf, i - min_off, access_size);
3779                 }
3780                 return -EACCES;
3781 mark:
3782                 /* reading any byte out of 8-byte 'spill_slot' will cause
3783                  * the whole slot to be marked as 'read'
3784                  */
3785                 mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
3786                               state->stack[spi].spilled_ptr.parent,
3787                               REG_LIVE_READ64);
3788         }
3789         return update_stack_depth(env, state, min_off);
3790 }
3791
3792 static int check_helper_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
3793                                    int access_size, bool zero_size_allowed,
3794                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
3795 {
3796         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
3797
3798         switch (reg->type) {
3799         case PTR_TO_PACKET:
3800         case PTR_TO_PACKET_META:
3801                 return check_packet_access(env, regno, reg->off, access_size,
3802                                            zero_size_allowed);
3803         case PTR_TO_MAP_VALUE:
3804                 if (check_map_access_type(env, regno, reg->off, access_size,
3805                                           meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE :
3806                                           BPF_READ))
3807                         return -EACCES;
3808                 return check_map_access(env, regno, reg->off, access_size,
3809                                         zero_size_allowed);
3810         case PTR_TO_MEM:
3811                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off,
3812                                                access_size, reg->mem_size,
3813                                                zero_size_allowed);
3814         case PTR_TO_RDONLY_BUF:
3815                 if (meta && meta->raw_mode)
3816                         return -EACCES;
3817                 return check_buffer_access(env, reg, regno, reg->off,
3818                                            access_size, zero_size_allowed,
3819                                            "rdonly",
3820                                            &env->prog->aux->max_rdonly_access);
3821         case PTR_TO_RDWR_BUF:
3822                 return check_buffer_access(env, reg, regno, reg->off,
3823                                            access_size, zero_size_allowed,
3824                                            "rdwr",
3825                                            &env->prog->aux->max_rdwr_access);
3826         case PTR_TO_STACK:
3827                 return check_stack_boundary(env, regno, access_size,
3828                                             zero_size_allowed, meta);
3829         default: /* scalar_value or invalid ptr */
3830                 /* Allow zero-byte read from NULL, regardless of pointer type */
3831                 if (zero_size_allowed && access_size == 0 &&
3832                     register_is_null(reg))
3833                         return 0;
3834
3835                 verbose(env, "R%d type=%s expected=%s\n", regno,
3836                         reg_type_str[reg->type],
3837                         reg_type_str[PTR_TO_STACK]);
3838                 return -EACCES;
3839         }
3840 }
3841
3842 /* Implementation details:
3843  * bpf_map_lookup returns PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL
3844  * Two bpf_map_lookups (even with the same key) will have different reg->id.
3845  * For traditional PTR_TO_MAP_VALUE the verifier clears reg->id after
3846  * value_or_null->value transition, since the verifier only cares about
3847  * the range of access to valid map value pointer and doesn't care about actual
3848  * address of the map element.
3849  * For maps with 'struct bpf_spin_lock' inside map value the verifier keeps
3850  * reg->id > 0 after value_or_null->value transition. By doing so
3851  * two bpf_map_lookups will be considered two different pointers that
3852  * point to different bpf_spin_locks.
3853  * The verifier allows taking only one bpf_spin_lock at a time to avoid
3854  * dead-locks.
3855  * Since only one bpf_spin_lock is allowed the checks are simpler than
3856  * reg_is_refcounted() logic. The verifier needs to remember only
3857  * one spin_lock instead of array of acquired_refs.
3858  * cur_state->active_spin_lock remembers which map value element got locked
3859  * and clears it after bpf_spin_unlock.
3860  */
3861 static int process_spin_lock(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
3862                              bool is_lock)
3863 {
3864         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
3865         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
3866         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
3867         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
3868         u64 val = reg->var_off.value;
3869
3870         if (!is_const) {
3871                 verbose(env,
3872                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_spin_lock has to be at the constant offset\n",
3873                         regno);
3874                 return -EINVAL;
3875         }
3876         if (!map->btf) {
3877                 verbose(env,
3878                         "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_spin_lock\n",
3879                         map->name);
3880                 return -EINVAL;
3881         }
3882         if (!map_value_has_spin_lock(map)) {
3883                 if (map->spin_lock_off == -E2BIG)
3884                         verbose(env,
3885                                 "map '%s' has more than one 'struct bpf_spin_lock'\n",
3886                                 map->name);
3887                 else if (map->spin_lock_off == -ENOENT)
3888                         verbose(env,
3889                                 "map '%s' doesn't have 'struct bpf_spin_lock'\n",
3890                                 map->name);
3891                 else
3892                         verbose(env,
3893                                 "map '%s' is not a struct type or bpf_spin_lock is mangled\n",
3894                                 map->name);
3895                 return -EINVAL;
3896         }
3897         if (map->spin_lock_off != val + reg->off) {
3898                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_spin_lock'\n",
3899                         val + reg->off);
3900                 return -EINVAL;
3901         }
3902         if (is_lock) {
3903                 if (cur->active_spin_lock) {
3904                         verbose(env,
3905                                 "Locking two bpf_spin_locks are not allowed\n");
3906                         return -EINVAL;
3907                 }
3908                 cur->active_spin_lock = reg->id;
3909         } else {
3910                 if (!cur->active_spin_lock) {
3911                         verbose(env, "bpf_spin_unlock without taking a lock\n");
3912                         return -EINVAL;
3913                 }
3914                 if (cur->active_spin_lock != reg->id) {
3915                         verbose(env, "bpf_spin_unlock of different lock\n");
3916                         return -EINVAL;
3917                 }
3918                 cur->active_spin_lock = 0;
3919         }
3920         return 0;
3921 }
3922
3923 static bool arg_type_is_mem_ptr(enum bpf_arg_type type)
3924 {
3925         return type == ARG_PTR_TO_MEM ||
3926                type == ARG_PTR_TO_MEM_OR_NULL ||
3927                type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM;
3928 }
3929
3930 static bool arg_type_is_mem_size(enum bpf_arg_type type)
3931 {
3932         return type == ARG_CONST_SIZE ||
3933                type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO;
3934 }
3935
3936 static bool arg_type_is_alloc_size(enum bpf_arg_type type)
3937 {
3938         return type == ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO;
3939 }
3940
3941 static bool arg_type_is_int_ptr(enum bpf_arg_type type)
3942 {
3943         return type == ARG_PTR_TO_INT ||
3944                type == ARG_PTR_TO_LONG;
3945 }
3946
3947 static int int_ptr_type_to_size(enum bpf_arg_type type)
3948 {
3949         if (type == ARG_PTR_TO_INT)
3950                 return sizeof(u32);
3951         else if (type == ARG_PTR_TO_LONG)
3952                 return sizeof(u64);
3953
3954         return -EINVAL;
3955 }
3956
3957 static int resolve_map_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
3958                                  const struct bpf_call_arg_meta *meta,
3959                                  enum bpf_arg_type *arg_type)
3960 {
3961         if (!meta->map_ptr) {
3962                 /* kernel subsystem misconfigured verifier */
3963                 verbose(env, "invalid map_ptr to access map->type\n");
3964                 return -EACCES;
3965         }
3966
3967         switch (meta->map_ptr->map_type) {
3968         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
3969         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
3970                 if (*arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
3971                         *arg_type = ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON;
3972                 } else {
3973                         verbose(env, "invalid arg_type for sockmap/sockhash\n");
3974                         return -EINVAL;
3975                 }
3976                 break;
3977
3978         default:
3979                 break;
3980         }
3981         return 0;
3982 }
3983
3984 struct bpf_reg_types {
3985         const enum bpf_reg_type types[10];
3986         u32 *btf_id;
3987 };
3988
3989 static const struct bpf_reg_types map_key_value_types = {
3990         .types = {
3991                 PTR_TO_STACK,
3992                 PTR_TO_PACKET,
3993                 PTR_TO_PACKET_META,
3994                 PTR_TO_MAP_VALUE,
3995         },
3996 };
3997
3998 static const struct bpf_reg_types sock_types = {
3999         .types = {
4000                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
4001                 PTR_TO_SOCKET,
4002                 PTR_TO_TCP_SOCK,
4003                 PTR_TO_XDP_SOCK,
4004         },
4005 };
4006
4007 #ifdef CONFIG_NET
4008 static const struct bpf_reg_types btf_id_sock_common_types = {
4009         .types = {
4010                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
4011                 PTR_TO_SOCKET,
4012                 PTR_TO_TCP_SOCK,
4013                 PTR_TO_XDP_SOCK,
4014                 PTR_TO_BTF_ID,
4015         },
4016         .btf_id = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
4017 };
4018 #endif
4019
4020 static const struct bpf_reg_types mem_types = {
4021         .types = {
4022                 PTR_TO_STACK,
4023                 PTR_TO_PACKET,
4024                 PTR_TO_PACKET_META,
4025                 PTR_TO_MAP_VALUE,
4026                 PTR_TO_MEM,
4027                 PTR_TO_RDONLY_BUF,
4028                 PTR_TO_RDWR_BUF,
4029         },
4030 };
4031
4032 static const struct bpf_reg_types int_ptr_types = {
4033         .types = {
4034                 PTR_TO_STACK,
4035                 PTR_TO_PACKET,
4036                 PTR_TO_PACKET_META,
4037                 PTR_TO_MAP_VALUE,
4038         },
4039 };
4040
4041 static const struct bpf_reg_types fullsock_types = { .types = { PTR_TO_SOCKET } };
4042 static const struct bpf_reg_types scalar_types = { .types = { SCALAR_VALUE } };
4043 static const struct bpf_reg_types context_types = { .types = { PTR_TO_CTX } };
4044 static const struct bpf_reg_types alloc_mem_types = { .types = { PTR_TO_MEM } };
4045 static const struct bpf_reg_types const_map_ptr_types = { .types = { CONST_PTR_TO_MAP } };
4046 static const struct bpf_reg_types btf_ptr_types = { .types = { PTR_TO_BTF_ID } };
4047 static const struct bpf_reg_types spin_lock_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
4048 static const struct bpf_reg_types percpu_btf_ptr_types = { .types = { PTR_TO_PERCPU_BTF_ID } };
4049
4050 static const struct bpf_reg_types *compatible_reg_types[__BPF_ARG_TYPE_MAX] = {
4051         [ARG_PTR_TO_MAP_KEY]            = &map_key_value_types,
4052         [ARG_PTR_TO_MAP_VALUE]          = &map_key_value_types,
4053         [ARG_PTR_TO_UNINIT_MAP_VALUE]   = &map_key_value_types,
4054         [ARG_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL]  = &map_key_value_types,
4055         [ARG_CONST_SIZE]                = &scalar_types,
4056         [ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO]        = &scalar_types,
4057         [ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO]  = &scalar_types,
4058         [ARG_CONST_MAP_PTR]             = &const_map_ptr_types,
4059         [ARG_PTR_TO_CTX]                = &context_types,
4060         [ARG_PTR_TO_CTX_OR_NULL]        = &context_types,
4061         [ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON]        = &sock_types,
4062 #ifdef CONFIG_NET
4063         [ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON] = &btf_id_sock_common_types,
4064 #endif
4065         [ARG_PTR_TO_SOCKET]             = &fullsock_types,
4066         [ARG_PTR_TO_SOCKET_OR_NULL]     = &fullsock_types,
4067         [ARG_PTR_TO_BTF_ID]             = &btf_ptr_types,
4068         [ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK]          = &spin_lock_types,
4069         [ARG_PTR_TO_MEM]                = &mem_types,
4070         [ARG_PTR_TO_MEM_OR_NULL]        = &mem_types,
4071         [ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM]         = &mem_types,
4072         [ARG_PTR_TO_ALLOC_MEM]          = &alloc_mem_types,
4073         [ARG_PTR_TO_ALLOC_MEM_OR_NULL]  = &alloc_mem_types,
4074         [ARG_PTR_TO_INT]                = &int_ptr_types,
4075         [ARG_PTR_TO_LONG]               = &int_ptr_types,
4076         [ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID]      = &percpu_btf_ptr_types,
4077 };
4078
4079 static int check_reg_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
4080                           enum bpf_arg_type arg_type,
4081                           const u32 *arg_btf_id)
4082 {
4083         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
4084         enum bpf_reg_type expected, type = reg->type;
4085         const struct bpf_reg_types *compatible;
4086         int i, j;
4087
4088         compatible = compatible_reg_types[arg_type];
4089         if (!compatible) {
4090                 verbose(env, "verifier internal error: unsupported arg type %d\n", arg_type);
4091                 return -EFAULT;
4092         }
4093
4094         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(compatible->types); i++) {
4095                 expected = compatible->types[i];
4096                 if (expected == NOT_INIT)
4097                         break;
4098
4099                 if (type == expected)
4100                         goto found;
4101         }
4102
4103         verbose(env, "R%d type=%s expected=", regno, reg_type_str[type]);
4104         for (j = 0; j + 1 < i; j++)
4105                 verbose(env, "%s, ", reg_type_str[compatible->types[j]]);
4106         verbose(env, "%s\n", reg_type_str[compatible->types[j]]);
4107         return -EACCES;
4108
4109 found:
4110         if (type == PTR_TO_BTF_ID) {
4111                 if (!arg_btf_id) {
4112                         if (!compatible->btf_id) {
4113                                 verbose(env, "verifier internal error: missing arg compatible BTF ID\n");
4114                                 return -EFAULT;
4115                         }
4116                         arg_btf_id = compatible->btf_id;
4117                 }
4118
4119                 if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->off, reg->btf_id,
4120                                           *arg_btf_id)) {
4121                         verbose(env, "R%d is of type %s but %s is expected\n",
4122                                 regno, kernel_type_name(reg->btf_id),
4123                                 kernel_type_name(*arg_btf_id));
4124                         return -EACCES;
4125                 }
4126
4127                 if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
4128                         verbose(env, "R%d is a pointer to in-kernel struct with non-zero offset\n",
4129                                 regno);
4130                         return -EACCES;
4131                 }
4132         }
4133
4134         return 0;
4135 }
4136
4137 static int check_func_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 arg,
4138                           struct bpf_call_arg_meta *meta,
4139                           const struct bpf_func_proto *fn)
4140 {
4141         u32 regno = BPF_REG_1 + arg;
4142         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
4143         enum bpf_arg_type arg_type = fn->arg_type[arg];
4144         enum bpf_reg_type type = reg->type;
4145         int err = 0;
4146
4147         if (arg_type == ARG_DONTCARE)
4148                 return 0;
4149
4150         err = check_reg_arg(env, regno, SRC_OP);
4151         if (err)
4152                 return err;
4153
4154         if (arg_type == ARG_ANYTHING) {
4155                 if (is_pointer_value(env, regno)) {
4156                         verbose(env, "R%d leaks addr into helper function\n",
4157                                 regno);
4158                         return -EACCES;
4159                 }
4160                 return 0;
4161         }
4162
4163         if (type_is_pkt_pointer(type) &&
4164             !may_access_direct_pkt_data(env, meta, BPF_READ)) {
4165                 verbose(env, "helper access to the packet is not allowed\n");
4166                 return -EACCES;
4167         }
4168
4169         if (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE ||
4170             arg_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MAP_VALUE ||
4171             arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL) {
4172                 err = resolve_map_arg_type(env, meta, &arg_type);
4173                 if (err)
4174                         return err;
4175         }
4176
4177         if (register_is_null(reg) && arg_type_may_be_null(arg_type))
4178                 /* A NULL register has a SCALAR_VALUE type, so skip
4179                  * type checking.
4180                  */
4181                 goto skip_type_check;
4182
4183         err = check_reg_type(env, regno, arg_type, fn->arg_btf_id[arg]);
4184         if (err)
4185                 return err;
4186
4187         if (type == PTR_TO_CTX) {
4188                 err = check_ctx_reg(env, reg, regno);
4189                 if (err < 0)
4190                         return err;
4191         }
4192
4193 skip_type_check:
4194         if (reg->ref_obj_id) {
4195                 if (meta->ref_obj_id) {
4196                         verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
4197                                 regno, reg->ref_obj_id,
4198                                 meta->ref_obj_id);
4199                         return -EFAULT;
4200                 }
4201                 meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
4202         }
4203
4204         if (arg_type == ARG_CONST_MAP_PTR) {
4205                 /* bpf_map_xxx(map_ptr) call: remember that map_ptr */
4206                 meta->map_ptr = reg->map_ptr;
4207         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY) {
4208                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., key) call:
4209                  * check that [key, key + map->key_size) are within
4210                  * stack limits and initialized
4211                  */
4212                 if (!meta->map_ptr) {
4213                         /* in function declaration map_ptr must come before
4214                          * map_key, so that it's verified and known before
4215                          * we have to check map_key here. Otherwise it means
4216                          * that kernel subsystem misconfigured verifier
4217                          */
4218                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->key\n");
4219                         return -EACCES;
4220                 }
4221                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
4222                                               meta->map_ptr->key_size, false,
4223                                               NULL);
4224         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE ||
4225                    (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL &&
4226                     !register_is_null(reg)) ||
4227                    arg_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MAP_VALUE) {
4228                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., value) call:
4229                  * check [value, value + map->value_size) validity
4230                  */
4231                 if (!meta->map_ptr) {
4232                         /* kernel subsystem misconfigured verifier */
4233                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->value\n");
4234                         return -EACCES;
4235                 }
4236                 meta->raw_mode = (arg_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MAP_VALUE);
4237                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
4238                                               meta->map_ptr->value_size, false,
4239                                               meta);
4240         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID) {
4241                 if (!reg->btf_id) {
4242                         verbose(env, "Helper has invalid btf_id in R%d\n", regno);
4243                         return -EACCES;
4244                 }
4245                 meta->ret_btf_id = reg->btf_id;
4246         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK) {
4247                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_lock) {
4248                         if (process_spin_lock(env, regno, true))
4249                                 return -EACCES;
4250                 } else if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_unlock) {
4251                         if (process_spin_lock(env, regno, false))
4252                                 return -EACCES;
4253                 } else {
4254                         verbose(env, "verifier internal error\n");
4255                         return -EFAULT;
4256                 }
4257         } else if (arg_type_is_mem_ptr(arg_type)) {
4258                 /* The access to this pointer is only checked when we hit the
4259                  * next is_mem_size argument below.
4260                  */
4261                 meta->raw_mode = (arg_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM);
4262         } else if (arg_type_is_mem_size(arg_type)) {
4263                 bool zero_size_allowed = (arg_type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO);
4264
4265                 /* This is used to refine r0 return value bounds for helpers
4266                  * that enforce this value as an upper bound on return values.
4267                  * See do_refine_retval_range() for helpers that can refine
4268                  * the return value. C type of helper is u32 so we pull register
4269                  * bound from umax_value however, if negative verifier errors
4270                  * out. Only upper bounds can be learned because retval is an
4271                  * int type and negative retvals are allowed.
4272                  */
4273                 meta->msize_max_value = reg->umax_value;
4274
4275                 /* The register is SCALAR_VALUE; the access check
4276                  * happens using its boundaries.
4277                  */
4278                 if (!tnum_is_const(reg->var_off))
4279                         /* For unprivileged variable accesses, disable raw
4280                          * mode so that the program is required to
4281                          * initialize all the memory that the helper could
4282                          * just partially fill up.
4283                          */
4284                         meta = NULL;
4285
4286                 if (reg->smin_value < 0) {
4287                         verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned or 'var &= const'\n",
4288                                 regno);
4289                         return -EACCES;
4290                 }
4291
4292                 if (reg->umin_value == 0) {
4293                         err = check_helper_mem_access(env, regno - 1, 0,
4294                                                       zero_size_allowed,
4295                                                       meta);
4296                         if (err)
4297                                 return err;
4298                 }
4299
4300                 if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_SIZ) {
4301                         verbose(env, "R%d unbounded memory access, use 'var &= const' or 'if (var < const)'\n",
4302                                 regno);
4303                         return -EACCES;
4304                 }
4305                 err = check_helper_mem_access(env, regno - 1,
4306                                               reg->umax_value,
4307                                               zero_size_allowed, meta);
4308                 if (!err)
4309                         err = mark_chain_precision(env, regno);
4310         } else if (arg_type_is_alloc_size(arg_type)) {
4311                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
4312                         verbose(env, "R%d unbounded size, use 'var &= const' or 'if (var < const)'\n",
4313                                 regno);
4314                         return -EACCES;
4315                 }
4316                 meta->mem_size = reg->var_off.value;
4317         } else if (arg_type_is_int_ptr(arg_type)) {
4318                 int size = int_ptr_type_to_size(arg_type);
4319
4320                 err = check_helper_mem_access(env, regno, size, false, meta);
4321                 if (err)
4322                         return err;
4323                 err = check_ptr_alignment(env, reg, 0, size, true);
4324         }
4325
4326         return err;
4327 }
4328
4329 static bool may_update_sockmap(struct bpf_verifier_env *env, int func_id)
4330 {
4331         enum bpf_attach_type eatype = env->prog->expected_attach_type;
4332         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
4333
4334         if (func_id != BPF_FUNC_map_update_elem)
4335                 return false;
4336
4337         /* It's not possible to get access to a locked struct sock in these
4338          * contexts, so updating is safe.
4339          */
4340         switch (type) {
4341         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
4342                 if (eatype == BPF_TRACE_ITER)
4343                         return true;
4344                 break;
4345         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
4346         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
4347         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
4348         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
4349         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
4350         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
4351         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
4352                 return true;
4353         default:
4354                 break;
4355         }
4356
4357         verbose(env, "cannot update sockmap in this context\n");
4358         return false;
4359 }
4360
4361 static bool allow_tail_call_in_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
4362 {
4363         return env->prog->jit_requested && IS_ENABLED(CONFIG_X86_64);
4364 }
4365
4366 static int check_map_func_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
4367                                         struct bpf_map *map, int func_id)
4368 {
4369         if (!map)
4370                 return 0;
4371
4372         /* We need a two way check, first is from map perspective ... */
4373         switch (map->map_type) {
4374         case BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY:
4375                 if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
4376                         goto error;
4377                 break;
4378         case BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY:
4379                 if (func_id != BPF_FUNC_perf_event_read &&
4380                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_output &&
4381                     func_id != BPF_FUNC_skb_output &&
4382                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_read_value &&
4383                     func_id != BPF_FUNC_xdp_output)
4384                         goto error;
4385                 break;
4386         case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
4387                 if (func_id != BPF_FUNC_ringbuf_output &&
4388                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve &&
4389                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_submit &&
4390                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_discard &&
4391                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_query)
4392                         goto error;
4393                 break;
4394         case BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE:
4395                 if (func_id != BPF_FUNC_get_stackid)
4396                         goto error;
4397                 break;
4398         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY:
4399                 if (func_id != BPF_FUNC_skb_under_cgroup &&
4400                     func_id != BPF_FUNC_current_task_under_cgroup)
4401                         goto error;
4402                 break;
4403         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE:
4404         case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE:
4405                 if (func_id != BPF_FUNC_get_local_storage)
4406                         goto error;
4407                 break;
4408         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP:
4409         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH:
4410                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
4411                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
4412                         goto error;
4413                 break;
4414         /* Restrict bpf side of cpumap and xskmap, open when use-cases
4415          * appear.
4416          */
4417         case BPF_MAP_TYPE_CPUMAP:
4418                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map)
4419                         goto error;
4420                 break;
4421         case BPF_MAP_TYPE_XSKMAP:
4422                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
4423                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
4424                         goto error;
4425                 break;
4426         case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
4427         case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
4428                 if (func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
4429                         goto error;
4430                 break;
4431         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
4432                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_map &&
4433                     func_id != BPF_FUNC_sock_map_update &&
4434                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
4435                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_map &&
4436                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
4437                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
4438                     !may_update_sockmap(env, func_id))
4439                         goto error;
4440                 break;
4441         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
4442                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_hash &&
4443                     func_id != BPF_FUNC_sock_hash_update &&
4444                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
4445                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_hash &&
4446                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
4447                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
4448                     !may_update_sockmap(env, func_id))
4449                         goto error;
4450                 break;
4451         case BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY:
4452                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport)
4453                         goto error;
4454                 break;
4455         case BPF_MAP_TYPE_QUEUE:
4456         case BPF_MAP_TYPE_STACK:
4457                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
4458                     func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
4459                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
4460                         goto error;
4461                 break;
4462         case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
4463                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_storage_get &&
4464                     func_id != BPF_FUNC_sk_storage_delete)
4465                         goto error;
4466                 break;
4467         case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
4468                 if (func_id != BPF_FUNC_inode_storage_get &&
4469                     func_id != BPF_FUNC_inode_storage_delete)
4470                         goto error;
4471                 break;
4472         default:
4473                 break;
4474         }
4475
4476         /* ... and second from the function itself. */
4477         switch (func_id) {
4478         case BPF_FUNC_tail_call:
4479                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY)
4480                         goto error;
4481                 if (env->subprog_cnt > 1 && !allow_tail_call_in_subprogs(env)) {
4482                         verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
4483                         return -EINVAL;
4484                 }
4485                 break;
4486         case BPF_FUNC_perf_event_read:
4487         case BPF_FUNC_perf_event_output:
4488         case BPF_FUNC_perf_event_read_value:
4489         case BPF_FUNC_skb_output:
4490         case BPF_FUNC_xdp_output:
4491                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY)
4492                         goto error;
4493                 break;
4494         case BPF_FUNC_get_stackid:
4495                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE)
4496                         goto error;
4497                 break;
4498         case BPF_FUNC_current_task_under_cgroup:
4499         case BPF_FUNC_skb_under_cgroup:
4500                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY)
4501                         goto error;
4502                 break;
4503         case BPF_FUNC_redirect_map:
4504                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP &&
4505                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH &&
4506                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CPUMAP &&
4507                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_XSKMAP)
4508                         goto error;
4509                 break;
4510         case BPF_FUNC_sk_redirect_map:
4511         case BPF_FUNC_msg_redirect_map:
4512         case BPF_FUNC_sock_map_update:
4513                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP)
4514                         goto error;
4515                 break;
4516         case BPF_FUNC_sk_redirect_hash:
4517         case BPF_FUNC_msg_redirect_hash:
4518         case BPF_FUNC_sock_hash_update:
4519                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
4520                         goto error;
4521                 break;
4522         case BPF_FUNC_get_local_storage:
4523                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE &&
4524                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE)
4525                         goto error;
4526                 break;
4527         case BPF_FUNC_sk_select_reuseport:
4528                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY &&
4529                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP &&
4530                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
4531                         goto error;
4532                 break;
4533         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
4534         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
4535         case BPF_FUNC_map_push_elem:
4536                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
4537                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK)
4538                         goto error;
4539                 break;
4540         case BPF_FUNC_sk_storage_get:
4541         case BPF_FUNC_sk_storage_delete:
4542                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE)
4543                         goto error;
4544                 break;
4545         case BPF_FUNC_inode_storage_get:
4546         case BPF_FUNC_inode_storage_delete:
4547                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE)
4548                         goto error;
4549                 break;
4550         default:
4551                 break;
4552         }
4553
4554         return 0;
4555 error:
4556         verbose(env, "cannot pass map_type %d into func %s#%d\n",
4557                 map->map_type, func_id_name(func_id), func_id);
4558         return -EINVAL;
4559 }
4560
4561 static bool check_raw_mode_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
4562 {
4563         int count = 0;
4564
4565         if (fn->arg1_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
4566                 count++;
4567         if (fn->arg2_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
4568                 count++;
4569         if (fn->arg3_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
4570                 count++;
4571         if (fn->arg4_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
4572                 count++;
4573         if (fn->arg5_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
4574                 count++;
4575
4576         /* We only support one arg being in raw mode at the moment,
4577          * which is sufficient for the helper functions we have
4578          * right now.
4579          */
4580         return count <= 1;
4581 }
4582
4583 static bool check_args_pair_invalid(enum bpf_arg_type arg_curr,
4584                                     enum bpf_arg_type arg_next)
4585 {
4586         return (arg_type_is_mem_ptr(arg_curr) &&
4587                 !arg_type_is_mem_size(arg_next)) ||
4588                (!arg_type_is_mem_ptr(arg_curr) &&
4589                 arg_type_is_mem_size(arg_next));
4590 }
4591
4592 static bool check_arg_pair_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
4593 {
4594         /* bpf_xxx(..., buf, len) call will access 'len'
4595          * bytes from memory 'buf'. Both arg types need
4596          * to be paired, so make sure there's no buggy
4597          * helper function specification.
4598          */
4599         if (arg_type_is_mem_size(fn->arg1_type) ||
4600             arg_type_is_mem_ptr(fn->arg5_type)  ||
4601             check_args_pair_invalid(fn->arg1_type, fn->arg2_type) ||
4602             check_args_pair_invalid(fn->arg2_type, fn->arg3_type) ||
4603             check_args_pair_invalid(fn->arg3_type, fn->arg4_type) ||
4604             check_args_pair_invalid(fn->arg4_type, fn->arg5_type))
4605                 return false;
4606
4607         return true;
4608 }
4609
4610 static bool check_refcount_ok(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id)
4611 {
4612         int count = 0;
4613
4614         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg1_type))
4615                 count++;
4616         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg2_type))
4617                 count++;
4618         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg3_type))
4619                 count++;
4620         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg4_type))
4621                 count++;
4622         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg5_type))
4623                 count++;
4624
4625         /* A reference acquiring function cannot acquire
4626          * another refcounted ptr.
4627          */
4628         if (may_be_acquire_function(func_id) && count)
4629                 return false;
4630
4631         /* We only support one arg being unreferenced at the moment,
4632          * which is sufficient for the helper functions we have right now.
4633          */
4634         return count <= 1;
4635 }
4636
4637 static bool check_btf_id_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
4638 {
4639         int i;
4640
4641         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(fn->arg_type); i++) {
4642                 if (fn->arg_type[i] == ARG_PTR_TO_BTF_ID && !fn->arg_btf_id[i])
4643                         return false;
4644
4645                 if (fn->arg_type[i] != ARG_PTR_TO_BTF_ID && fn->arg_btf_id[i])
4646                         return false;
4647         }
4648
4649         return true;
4650 }
4651
4652 static int check_func_proto(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id)
4653 {
4654         return check_raw_mode_ok(fn) &&
4655                check_arg_pair_ok(fn) &&
4656                check_btf_id_ok(fn) &&
4657                check_refcount_ok(fn, func_id) ? 0 : -EINVAL;
4658 }
4659
4660 /* Packet data might have moved, any old PTR_TO_PACKET[_META,_END]
4661  * are now invalid, so turn them into unknown SCALAR_VALUE.
4662  */
4663 static void __clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env,
4664                                      struct bpf_func_state *state)
4665 {
4666         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
4667         int i;
4668
4669         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
4670                 if (reg_is_pkt_pointer_any(&regs[i]))
4671                         mark_reg_unknown(env, regs, i);
4672
4673         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
4674                 if (!reg)
4675                         continue;
4676                 if (reg_is_pkt_pointer_any(reg))
4677                         __mark_reg_unknown(env, reg);
4678         }
4679 }
4680
4681 static void clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env)
4682 {
4683         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4684         int i;
4685
4686         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
4687                 __clear_all_pkt_pointers(env, vstate->frame[i]);
4688 }
4689
4690 static void release_reg_references(struct bpf_verifier_env *env,
4691                                    struct bpf_func_state *state,
4692                                    int ref_obj_id)
4693 {
4694         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
4695         int i;
4696
4697         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
4698                 if (regs[i].ref_obj_id == ref_obj_id)
4699                         mark_reg_unknown(env, regs, i);
4700
4701         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
4702                 if (!reg)
4703                         continue;
4704                 if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id)
4705                         __mark_reg_unknown(env, reg);
4706         }
4707 }
4708
4709 /* The pointer with the specified id has released its reference to kernel
4710  * resources. Identify all copies of the same pointer and clear the reference.
4711  */
4712 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env,
4713                              int ref_obj_id)
4714 {
4715         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4716         int err;
4717         int i;
4718
4719         err = release_reference_state(cur_func(env), ref_obj_id);
4720         if (err)
4721                 return err;
4722
4723         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
4724                 release_reg_references(env, vstate->frame[i], ref_obj_id);
4725
4726         return 0;
4727 }
4728
4729 static void clear_caller_saved_regs(struct bpf_verifier_env *env,
4730                                     struct bpf_reg_state *regs)
4731 {
4732         int i;
4733
4734         /* after the call registers r0 - r5 were scratched */
4735         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
4736                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
4737                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
4738         }
4739 }
4740
4741 static int check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
4742                            int *insn_idx)
4743 {
4744         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
4745         struct bpf_func_info_aux *func_info_aux;
4746         struct bpf_func_state *caller, *callee;
4747         int i, err, subprog, target_insn;
4748         bool is_global = false;
4749
4750         if (state->curframe + 1 >= MAX_CALL_FRAMES) {
4751                 verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep\n",
4752                         state->curframe + 2);
4753                 return -E2BIG;
4754         }
4755
4756         target_insn = *insn_idx + insn->imm;
4757         subprog = find_subprog(env, target_insn + 1);
4758         if (subprog < 0) {
4759                 verbose(env, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
4760                         target_insn + 1);
4761                 return -EFAULT;
4762         }
4763
4764         caller = state->frame[state->curframe];
4765         if (state->frame[state->curframe + 1]) {
4766                 verbose(env, "verifier bug. Frame %d already allocated\n",
4767                         state->curframe + 1);
4768                 return -EFAULT;
4769         }
4770
4771         func_info_aux = env->prog->aux->func_info_aux;
4772         if (func_info_aux)
4773                 is_global = func_info_aux[subprog].linkage == BTF_FUNC_GLOBAL;
4774         err = btf_check_func_arg_match(env, subprog, caller->regs);
4775         if (err == -EFAULT)
4776                 return err;
4777         if (is_global) {
4778                 if (err) {
4779                         verbose(env, "Caller passes invalid args into func#%d\n",
4780                                 subprog);
4781                         return err;
4782                 } else {
4783                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
4784                                 verbose(env,
4785                                         "Func#%d is global and valid. Skipping.\n",
4786                                         subprog);
4787                         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
4788
4789                         /* All global functions return SCALAR_VALUE */
4790                         mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
4791
4792                         /* continue with next insn after call */
4793                         return 0;
4794                 }
4795         }
4796
4797         callee = kzalloc(sizeof(*callee), GFP_KERNEL);
4798         if (!callee)
4799                 return -ENOMEM;
4800         state->frame[state->curframe + 1] = callee;
4801
4802         /* callee cannot access r0, r6 - r9 for reading and has to write
4803          * into its own stack before reading from it.
4804          * callee can read/write into caller's stack
4805          */
4806         init_func_state(env, callee,
4807                         /* remember the callsite, it will be used by bpf_exit */
4808                         *insn_idx /* callsite */,
4809                         state->curframe + 1 /* frameno within this callchain */,
4810                         subprog /* subprog number within this prog */);
4811
4812         /* Transfer references to the callee */
4813         err = transfer_reference_state(callee, caller);
4814         if (err)
4815                 return err;
4816
4817         /* copy r1 - r5 args that callee can access.  The copy includes parent
4818          * pointers, which connects us up to the liveness chain
4819          */
4820         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
4821                 callee->regs[i] = caller->regs[i];
4822
4823         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
4824
4825         /* only increment it after check_reg_arg() finished */
4826         state->curframe++;
4827
4828         /* and go analyze first insn of the callee */
4829         *insn_idx = target_insn;
4830
4831         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
4832                 verbose(env, "caller:\n");
4833                 print_verifier_state(env, caller);
4834                 verbose(env, "callee:\n");
4835                 print_verifier_state(env, callee);
4836         }
4837         return 0;
4838 }
4839
4840 static int prepare_func_exit(struct bpf_verifier_env *env, int *insn_idx)
4841 {
4842         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
4843         struct bpf_func_state *caller, *callee;
4844         struct bpf_reg_state *r0;
4845         int err;
4846
4847         callee = state->frame[state->curframe];
4848         r0 = &callee->regs[BPF_REG_0];
4849         if (r0->type == PTR_TO_STACK) {
4850                 /* technically it's ok to return caller's stack pointer
4851                  * (or caller's caller's pointer) back to the caller,
4852                  * since these pointers are valid. Only current stack
4853                  * pointer will be invalid as soon as function exits,
4854                  * but let's be conservative
4855                  */
4856                 verbose(env, "cannot return stack pointer to the caller\n");
4857                 return -EINVAL;
4858         }
4859
4860         state->curframe--;
4861         caller = state->frame[state->curframe];
4862         /* return to the caller whatever r0 had in the callee */
4863         caller->regs[BPF_REG_0] = *r0;
4864
4865         /* Transfer references to the caller */
4866         err = transfer_reference_state(caller, callee);
4867         if (err)
4868                 return err;
4869
4870         *insn_idx = callee->callsite + 1;
4871         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
4872                 verbose(env, "returning from callee:\n");
4873                 print_verifier_state(env, callee);
4874                 verbose(env, "to caller at %d:\n", *insn_idx);
4875                 print_verifier_state(env, caller);
4876         }
4877         /* clear everything in the callee */
4878         free_func_state(callee);
4879         state->frame[state->curframe + 1] = NULL;
4880         return 0;
4881 }
4882
4883 static void do_refine_retval_range(struct bpf_reg_state *regs, int ret_type,
4884                                    int func_id,
4885                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
4886 {
4887         struct bpf_reg_state *ret_reg = &regs[BPF_REG_0];
4888
4889         if (ret_type != RET_INTEGER ||
4890             (func_id != BPF_FUNC_get_stack &&
4891              func_id != BPF_FUNC_probe_read_str &&
4892              func_id != BPF_FUNC_probe_read_kernel_str &&
4893              func_id != BPF_FUNC_probe_read_user_str))
4894                 return;
4895
4896         ret_reg->smax_value = meta->msize_max_value;
4897         ret_reg->s32_max_value = meta->msize_max_value;
4898         __reg_deduce_bounds(ret_reg);
4899         __reg_bound_offset(ret_reg);
4900         __update_reg_bounds(ret_reg);
4901 }
4902
4903 static int
4904 record_func_map(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
4905                 int func_id, int insn_idx)
4906 {
4907         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
4908         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
4909
4910         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call &&
4911             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
4912             func_id != BPF_FUNC_map_update_elem &&
4913             func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
4914             func_id != BPF_FUNC_map_push_elem &&
4915             func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
4916             func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem)
4917                 return 0;
4918
4919         if (map == NULL) {
4920                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
4921                 return -EINVAL;
4922         }
4923
4924         /* In case of read-only, some additional restrictions
4925          * need to be applied in order to prevent altering the
4926          * state of the map from program side.
4927          */
4928         if ((map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
4929             (func_id == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
4930              func_id == BPF_FUNC_map_update_elem ||
4931              func_id == BPF_FUNC_map_push_elem ||
4932              func_id == BPF_FUNC_map_pop_elem)) {
4933                 verbose(env, "write into map forbidden\n");
4934                 return -EACCES;
4935         }
4936
4937         if (!BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state))
4938                 bpf_map_ptr_store(aux, meta->map_ptr,
4939                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
4940         else if (BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) != meta->map_ptr)
4941                 bpf_map_ptr_store(aux, BPF_MAP_PTR_POISON,
4942                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
4943         return 0;
4944 }
4945
4946 static int
4947 record_func_key(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
4948                 int func_id, int insn_idx)
4949 {
4950         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
4951         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg;
4952         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
4953         struct tnum range;
4954         u64 val;
4955         int err;
4956
4957         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
4958                 return 0;
4959         if (!map || map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY) {
4960                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
4961                 return -EINVAL;
4962         }
4963
4964         range = tnum_range(0, map->max_entries - 1);
4965         reg = &regs[BPF_REG_3];
4966
4967         if (!register_is_const(reg) || !tnum_in(range, reg->var_off)) {
4968                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
4969                 return 0;
4970         }
4971
4972         err = mark_chain_precision(env, BPF_REG_3);
4973         if (err)
4974                 return err;
4975
4976         val = reg->var_off.value;
4977         if (bpf_map_key_unseen(aux))
4978                 bpf_map_key_store(aux, val);
4979         else if (!bpf_map_key_poisoned(aux) &&
4980                   bpf_map_key_immediate(aux) != val)
4981                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
4982         return 0;
4983 }
4984
4985 static int check_reference_leak(struct bpf_verifier_env *env)
4986 {
4987         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
4988         int i;
4989
4990         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
4991                 verbose(env, "Unreleased reference id=%d alloc_insn=%d\n",
4992                         state->refs[i].id, state->refs[i].insn_idx);
4993         }
4994         return state->acquired_refs ? -EINVAL : 0;
4995 }
4996
4997 static int check_helper_call(struct bpf_verifier_env *env, int func_id, int insn_idx)
4998 {
4999         const struct bpf_func_proto *fn = NULL;
5000         struct bpf_reg_state *regs;
5001         struct bpf_call_arg_meta meta;
5002         bool changes_data;
5003         int i, err;
5004
5005         /* find function prototype */
5006         if (func_id < 0 || func_id >= __BPF_FUNC_MAX_ID) {
5007                 verbose(env, "invalid func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
5008                         func_id);
5009                 return -EINVAL;
5010         }
5011
5012         if (env->ops->get_func_proto)
5013                 fn = env->ops->get_func_proto(func_id, env->prog);
5014         if (!fn) {
5015                 verbose(env, "unknown func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
5016                         func_id);
5017                 return -EINVAL;
5018         }
5019
5020         /* eBPF programs must be GPL compatible to use GPL-ed functions */
5021         if (!env->prog->gpl_compatible && fn->gpl_only) {
5022                 verbose(env, "cannot call GPL-restricted function from non-GPL compatible program\n");
5023                 return -EINVAL;
5024         }
5025
5026         if (fn->allowed && !fn->allowed(env->prog)) {
5027                 verbose(env, "helper call is not allowed in probe\n");
5028                 return -EINVAL;
5029         }
5030
5031         /* With LD_ABS/IND some JITs save/restore skb from r1. */
5032         changes_data = bpf_helper_changes_pkt_data(fn->func);
5033         if (changes_data && fn->arg1_type != ARG_PTR_TO_CTX) {
5034                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d: r1 != ctx\n",
5035                         func_id_name(func_id), func_id);
5036                 return -EINVAL;
5037         }
5038
5039         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
5040         meta.pkt_access = fn->pkt_access;
5041
5042         err = check_func_proto(fn, func_id);
5043         if (err) {
5044                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
5045                         func_id_name(func_id), func_id);
5046                 return err;
5047         }
5048
5049         meta.func_id = func_id;
5050         /* check args */
5051         for (i = 0; i < 5; i++) {
5052                 err = check_func_arg(env, i, &meta, fn);
5053                 if (err)
5054                         return err;
5055         }
5056
5057         err = record_func_map(env, &meta, func_id, insn_idx);
5058         if (err)
5059                 return err;
5060
5061         err = record_func_key(env, &meta, func_id, insn_idx);
5062         if (err)
5063                 return err;
5064
5065         /* Mark slots with STACK_MISC in case of raw mode, stack offset
5066          * is inferred from register state.
5067          */
5068         for (i = 0; i < meta.access_size; i++) {
5069                 err = check_mem_access(env, insn_idx, meta.regno, i, BPF_B,
5070                                        BPF_WRITE, -1, false);
5071                 if (err)
5072                         return err;
5073         }
5074
5075         if (func_id == BPF_FUNC_tail_call) {
5076                 err = check_reference_leak(env);
5077                 if (err) {
5078                         verbose(env, "tail_call would lead to reference leak\n");
5079                         return err;
5080                 }
5081         } else if (is_release_function(func_id)) {
5082                 err = release_reference(env, meta.ref_obj_id);
5083                 if (err) {
5084                         verbose(env, "func %s#%d reference has not been acquired before\n",
5085                                 func_id_name(func_id), func_id);
5086                         return err;
5087                 }
5088         }
5089
5090         regs = cur_regs(env);
5091
5092         /* check that flags argument in get_local_storage(map, flags) is 0,
5093          * this is required because get_local_storage() can't return an error.
5094          */
5095         if (func_id == BPF_FUNC_get_local_storage &&
5096             !register_is_null(&regs[BPF_REG_2])) {
5097                 verbose(env, "get_local_storage() doesn't support non-zero flags\n");
5098                 return -EINVAL;
5099         }
5100
5101         /* reset caller saved regs */
5102         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
5103                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
5104                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
5105         }
5106
5107         /* helper call returns 64-bit value. */
5108         regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
5109
5110         /* update return register (already marked as written above) */
5111         if (fn->ret_type == RET_INTEGER) {
5112                 /* sets type to SCALAR_VALUE */
5113                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
5114         } else if (fn->ret_type == RET_VOID) {
5115                 regs[BPF_REG_0].type = NOT_INIT;
5116         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL ||
5117                    fn->ret_type == RET_PTR_TO_MAP_VALUE) {
5118                 /* There is no offset yet applied, variable or fixed */
5119                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
5120                 /* remember map_ptr, so that check_map_access()
5121                  * can check 'value_size' boundary of memory access
5122                  * to map element returned from bpf_map_lookup_elem()
5123                  */
5124                 if (meta.map_ptr == NULL) {
5125                         verbose(env,
5126                                 "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
5127                         return -EINVAL;
5128                 }
5129                 regs[BPF_REG_0].map_ptr = meta.map_ptr;
5130                 if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_MAP_VALUE) {
5131                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
5132                         if (map_value_has_spin_lock(meta.map_ptr))
5133                                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
5134                 } else {
5135                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL;
5136                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
5137                 }
5138         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_SOCKET_OR_NULL) {
5139                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
5140                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCKET_OR_NULL;
5141                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
5142         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL) {
5143                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
5144                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL;
5145                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
5146         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL) {
5147                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
5148                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL;
5149                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
5150         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_ALLOC_MEM_OR_NULL) {
5151                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
5152                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM_OR_NULL;
5153                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
5154                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.mem_size;
5155         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID_OR_NULL ||
5156                    fn->ret_type == RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID) {
5157                 const struct btf_type *t;
5158
5159                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
5160                 t = btf_type_skip_modifiers(btf_vmlinux, meta.ret_btf_id, NULL);
5161                 if (!btf_type_is_struct(t)) {
5162                         u32 tsize;
5163                         const struct btf_type *ret;
5164                         const char *tname;
5165
5166                         /* resolve the type size of ksym. */
5167                         ret = btf_resolve_size(btf_vmlinux, t, &tsize);
5168                         if (IS_ERR(ret)) {
5169                                 tname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
5170                                 verbose(env, "unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
5171                                         tname, PTR_ERR(ret));
5172                                 return -EINVAL;
5173                         }
5174                         regs[BPF_REG_0].type =
5175                                 fn->ret_type == RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID ?
5176                                 PTR_TO_MEM : PTR_TO_MEM_OR_NULL;
5177                         regs[BPF_REG_0].mem_size = tsize;
5178                 } else {
5179                         regs[BPF_REG_0].type =
5180                                 fn->ret_type == RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID ?
5181                                 PTR_TO_BTF_ID : PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL;
5182                         regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
5183                 }
5184         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL) {
5185                 int ret_btf_id;
5186
5187                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
5188                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL;
5189                 ret_btf_id = *fn->ret_btf_id;
5190                 if (ret_btf_id == 0) {
5191                         verbose(env, "invalid return type %d of func %s#%d\n",
5192                                 fn->ret_type, func_id_name(func_id), func_id);
5193                         return -EINVAL;
5194                 }
5195                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
5196         } else {
5197                 verbose(env, "unknown return type %d of func %s#%d\n",
5198                         fn->ret_type, func_id_name(func_id), func_id);
5199                 return -EINVAL;
5200         }
5201
5202         if (is_ptr_cast_function(func_id)) {
5203                 /* For release_reference() */
5204                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
5205         } else if (is_acquire_function(func_id, meta.map_ptr)) {
5206                 int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
5207
5208                 if (id < 0)
5209                         return id;
5210                 /* For mark_ptr_or_null_reg() */
5211                 regs[BPF_REG_0].id = id;
5212                 /* For release_reference() */
5213                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
5214         }
5215
5216         do_refine_retval_range(regs, fn->ret_type, func_id, &meta);
5217
5218         err = check_map_func_compatibility(env, meta.map_ptr, func_id);
5219         if (err)
5220                 return err;
5221
5222         if ((func_id == BPF_FUNC_get_stack ||
5223              func_id == BPF_FUNC_get_task_stack) &&
5224             !env->prog->has_callchain_buf) {
5225                 const char *err_str;
5226
5227 #ifdef CONFIG_PERF_EVENTS
5228                 err = get_callchain_buffers(sysctl_perf_event_max_stack);
5229                 err_str = "cannot get callchain buffer for func %s#%d\n";
5230 #else
5231                 err = -ENOTSUPP;
5232                 err_str = "func %s#%d not supported without CONFIG_PERF_EVENTS\n";
5233 #endif
5234                 if (err) {
5235                         verbose(env, err_str, func_id_name(func_id), func_id);
5236                         return err;
5237                 }
5238
5239                 env->prog->has_callchain_buf = true;
5240         }
5241
5242         if (func_id == BPF_FUNC_get_stackid || func_id == BPF_FUNC_get_stack)
5243                 env->prog->call_get_stack = true;
5244
5245         if (changes_data)
5246                 clear_all_pkt_pointers(env);
5247         return 0;
5248 }
5249
5250 static bool signed_add_overflows(s64 a, s64 b)
5251 {
5252         /* Do the add in u64, where overflow is well-defined */
5253         s64 res = (s64)((u64)a + (u64)b);
5254
5255         if (b < 0)
5256                 return res > a;
5257         return res < a;
5258 }
5259
5260 static bool signed_add32_overflows(s64 a, s64 b)
5261 {
5262         /* Do the add in u32, where overflow is well-defined */
5263         s32 res = (s32)((u32)a + (u32)b);
5264
5265         if (b < 0)
5266                 return res > a;
5267         return res < a;
5268 }
5269
5270 static bool signed_sub_overflows(s32 a, s32 b)
5271 {
5272         /* Do the sub in u64, where overflow is well-defined */
5273         s64 res = (s64)((u64)a - (u64)b);
5274
5275         if (b < 0)
5276                 return res < a;
5277         return res > a;
5278 }
5279
5280 static bool signed_sub32_overflows(s32 a, s32 b)
5281 {
5282         /* Do the sub in u64, where overflow is well-defined */
5283         s32 res = (s32)((u32)a - (u32)b);
5284
5285         if (b < 0)
5286                 return res < a;
5287         return res > a;
5288 }
5289
5290 static bool check_reg_sane_offset(struct bpf_verifier_env *env,
5291                                   const struct bpf_reg_state *reg,
5292                                   enum bpf_reg_type type)
5293 {
5294         bool known = tnum_is_const(reg->var_off);
5295         s64 val = reg->var_off.value;
5296         s64 smin = reg->smin_value;
5297
5298         if (known && (val >= BPF_MAX_VAR_OFF || val <= -BPF_MAX_VAR_OFF)) {
5299                 verbose(env, "math between %s pointer and %lld is not allowed\n",
5300                         reg_type_str[type], val);
5301                 return false;
5302         }
5303
5304         if (reg->off >= BPF_MAX_VAR_OFF || reg->off <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
5305                 verbose(env, "%s pointer offset %d is not allowed\n",
5306                         reg_type_str[type], reg->off);
5307                 return false;
5308         }
5309
5310         if (smin == S64_MIN) {
5311                 verbose(env, "math between %s pointer and register with unbounded min value is not allowed\n",
5312                         reg_type_str[type]);
5313                 return false;
5314         }
5315
5316         if (smin >= BPF_MAX_VAR_OFF || smin <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
5317                 verbose(env, "value %lld makes %s pointer be out of bounds\n",
5318                         smin, reg_type_str[type]);
5319                 return false;
5320         }
5321
5322         return true;
5323 }
5324
5325 static struct bpf_insn_aux_data *cur_aux(struct bpf_verifier_env *env)
5326 {
5327         return &env->insn_aux_data[env->insn_idx];
5328 }
5329
5330 static int retrieve_ptr_limit(const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
5331                               u32 *ptr_limit, u8 opcode, bool off_is_neg)
5332 {
5333         bool mask_to_left = (opcode == BPF_ADD &&  off_is_neg) ||
5334                             (opcode == BPF_SUB && !off_is_neg);
5335         u32 off;
5336
5337         switch (ptr_reg->type) {
5338         case PTR_TO_STACK:
5339                 /* Indirect variable offset stack access is prohibited in
5340                  * unprivileged mode so it's not handled here.
5341                  */
5342                 off = ptr_reg->off + ptr_reg->var_off.value;
5343                 if (mask_to_left)
5344                         *ptr_limit = MAX_BPF_STACK + off;
5345                 else
5346                         *ptr_limit = -off;
5347                 return 0;
5348         case PTR_TO_MAP_VALUE:
5349                 if (mask_to_left) {
5350                         *ptr_limit = ptr_reg->umax_value + ptr_reg->off;
5351                 } else {
5352                         off = ptr_reg->smin_value + ptr_reg->off;
5353                         *ptr_limit = ptr_reg->map_ptr->value_size - off;
5354                 }
5355                 return 0;
5356         default:
5357                 return -EINVAL;
5358         }
5359 }
5360
5361 static bool can_skip_alu_sanitation(const struct bpf_verifier_env *env,
5362                                     const struct bpf_insn *insn)
5363 {
5364         return env->bypass_spec_v1 || BPF_SRC(insn->code) == BPF_K;
5365 }
5366
5367 static int update_alu_sanitation_state(struct bpf_insn_aux_data *aux,
5368                                        u32 alu_state, u32 alu_limit)
5369 {
5370         /* If we arrived here from different branches with different
5371          * state or limits to sanitize, then this won't work.
5372          */
5373         if (aux->alu_state &&
5374             (aux->alu_state != alu_state ||
5375              aux->alu_limit != alu_limit))
5376                 return -EACCES;
5377
5378         /* Corresponding fixup done in fixup_bpf_calls(). */
5379         aux->alu_state = alu_state;
5380         aux->alu_limit = alu_limit;
5381         return 0;
5382 }
5383
5384 static int sanitize_val_alu(struct bpf_verifier_env *env,
5385                             struct bpf_insn *insn)
5386 {
5387         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
5388
5389         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
5390                 return 0;
5391
5392         return update_alu_sanitation_state(aux, BPF_ALU_NON_POINTER, 0);
5393 }
5394
5395 static int sanitize_ptr_alu(struct bpf_verifier_env *env,
5396                             struct bpf_insn *insn,
5397                             const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
5398                             struct bpf_reg_state *dst_reg,
5399                             bool off_is_neg)
5400 {
5401         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
5402         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
5403         bool ptr_is_dst_reg = ptr_reg == dst_reg;
5404         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
5405         u32 alu_state, alu_limit;
5406         struct bpf_reg_state tmp;
5407         bool ret;
5408
5409         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
5410                 return 0;
5411
5412         /* We already marked aux for masking from non-speculative
5413          * paths, thus we got here in the first place. We only care
5414          * to explore bad access from here.
5415          */
5416         if (vstate->speculative)
5417                 goto do_sim;
5418
5419         alu_state  = off_is_neg ? BPF_ALU_NEG_VALUE : 0;
5420         alu_state |= ptr_is_dst_reg ?
5421                      BPF_ALU_SANITIZE_SRC : BPF_ALU_SANITIZE_DST;
5422
5423         if (retrieve_ptr_limit(ptr_reg, &alu_limit, opcode, off_is_neg))
5424                 return 0;
5425         if (update_alu_sanitation_state(aux, alu_state, alu_limit))
5426                 return -EACCES;
5427 do_sim:
5428         /* Simulate and find potential out-of-bounds access under
5429          * speculative execution from truncation as a result of
5430          * masking when off was not within expected range. If off
5431          * sits in dst, then we temporarily need to move ptr there
5432          * to simulate dst (== 0) +/-= ptr. Needed, for example,
5433          * for cases where we use K-based arithmetic in one direction
5434          * and truncated reg-based in the other in order to explore
5435          * bad access.
5436          */
5437         if (!ptr_is_dst_reg) {
5438                 tmp = *dst_reg;
5439                 *dst_reg = *ptr_reg;
5440         }
5441         ret = push_stack(env, env->insn_idx + 1, env->insn_idx, true);
5442         if (!ptr_is_dst_reg && ret)
5443                 *dst_reg = tmp;
5444         return !ret ? -EFAULT : 0;
5445 }
5446
5447 /* Handles arithmetic on a pointer and a scalar: computes new min/max and var_off.
5448  * Caller should also handle BPF_MOV case separately.
5449  * If we return -EACCES, caller may want to try again treating pointer as a
5450  * scalar.  So we only emit a diagnostic if !env->allow_ptr_leaks.
5451  */
5452 static int adjust_ptr_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
5453                                    struct bpf_insn *insn,
5454                                    const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
5455                                    const struct bpf_reg_state *off_reg)
5456 {
5457         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
5458         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
5459         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg;
5460         bool known = tnum_is_const(off_reg->var_off);
5461         s64 smin_val = off_reg->smin_value, smax_val = off_reg->smax_value,
5462             smin_ptr = ptr_reg->smin_value, smax_ptr = ptr_reg->smax_value;
5463         u64 umin_val = off_reg->umin_value, umax_val = off_reg->umax_value,
5464             umin_ptr = ptr_reg->umin_value, umax_ptr = ptr_reg->umax_value;
5465         u32 dst = insn->dst_reg, src = insn->src_reg;
5466         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
5467         int ret;
5468
5469         dst_reg = &regs[dst];
5470
5471         if ((known && (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
5472             smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
5473                 /* Taint dst register if offset had invalid bounds derived from
5474                  * e.g. dead branches.
5475                  */
5476                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
5477                 return 0;
5478         }
5479
5480         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64) {
5481                 /* 32-bit ALU ops on pointers produce (meaningless) scalars */
5482                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
5483                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
5484                         return 0;
5485                 }
5486
5487                 verbose(env,
5488                         "R%d 32-bit pointer arithmetic prohibited\n",
5489                         dst);
5490                 return -EACCES;
5491         }
5492
5493         switch (ptr_reg->type) {
5494         case PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL:
5495                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited, null-check it first\n",
5496                         dst, reg_type_str[ptr_reg->type]);
5497                 return -EACCES;
5498         case CONST_PTR_TO_MAP:
5499                 /* smin_val represents the known value */
5500                 if (known && smin_val == 0 && opcode == BPF_ADD)
5501                         break;
5502                 fallthrough;
5503         case PTR_TO_PACKET_END:
5504         case PTR_TO_SOCKET:
5505         case PTR_TO_SOCKET_OR_NULL:
5506         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
5507         case PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL:
5508         case PTR_TO_TCP_SOCK:
5509         case PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL:
5510         case PTR_TO_XDP_SOCK:
5511                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited\n",
5512                         dst, reg_type_str[ptr_reg->type]);
5513                 return -EACCES;
5514         case PTR_TO_MAP_VALUE:
5515                 if (!env->allow_ptr_leaks && !known && (smin_val < 0) != (smax_val < 0)) {
5516                         verbose(env, "R%d has unknown scalar with mixed signed bounds, pointer arithmetic with it prohibited for !root\n",
5517                                 off_reg == dst_reg ? dst : src);
5518                         return -EACCES;
5519                 }
5520                 fallthrough;
5521         default:
5522                 break;
5523         }
5524
5525         /* In case of 'scalar += pointer', dst_reg inherits pointer type and id.
5526          * The id may be overwritten later if we create a new variable offset.
5527          */
5528         dst_reg->type = ptr_reg->type;
5529         dst_reg->id = ptr_reg->id;
5530
5531         if (!check_reg_sane_offset(env, off_reg, ptr_reg->type) ||
5532             !check_reg_sane_offset(env, ptr_reg, ptr_reg->type))
5533                 return -EINVAL;
5534
5535         /* pointer types do not carry 32-bit bounds at the moment. */
5536         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
5537
5538         switch (opcode) {
5539         case BPF_ADD:
5540                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, ptr_reg, dst_reg, smin_val < 0);
5541                 if (ret < 0) {
5542                         verbose(env, "R%d tried to add from different maps or paths\n", dst);
5543                         return ret;
5544                 }
5545                 /* We can take a fixed offset as long as it doesn't overflow
5546                  * the s32 'off' field
5547                  */
5548                 if (known && (ptr_reg->off + smin_val ==
5549                               (s64)(s32)(ptr_reg->off + smin_val))) {
5550                         /* pointer += K.  Accumulate it into fixed offset */
5551                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
5552                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
5553                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
5554                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
5555                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
5556                         dst_reg->off = ptr_reg->off + smin_val;
5557                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
5558                         break;
5559                 }
5560                 /* A new variable offset is created.  Note that off_reg->off
5561                  * == 0, since it's a scalar.
5562                  * dst_reg gets the pointer type and since some positive
5563                  * integer value was added to the pointer, give it a new 'id'
5564                  * if it's a PTR_TO_PACKET.
5565                  * this creates a new 'base' pointer, off_reg (variable) gets
5566                  * added into the variable offset, and we copy the fixed offset
5567                  * from ptr_reg.
5568                  */
5569                 if (signed_add_overflows(smin_ptr, smin_val) ||
5570                     signed_add_overflows(smax_ptr, smax_val)) {
5571                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
5572                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
5573                 } else {
5574                         dst_reg->smin_value = smin_ptr + smin_val;
5575                         dst_reg->smax_value = smax_ptr + smax_val;
5576                 }
5577                 if (umin_ptr + umin_val < umin_ptr ||
5578                     umax_ptr + umax_val < umax_ptr) {
5579                         dst_reg->umin_value = 0;
5580                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
5581                 } else {
5582                         dst_reg->umin_value = umin_ptr + umin_val;
5583                         dst_reg->umax_value = umax_ptr + umax_val;
5584                 }
5585                 dst_reg->var_off = tnum_add(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
5586                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
5587                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
5588                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
5589                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
5590                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
5591                         dst_reg->raw = 0;
5592                 }
5593                 break;
5594         case BPF_SUB:
5595                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, ptr_reg, dst_reg, smin_val < 0);
5596                 if (ret < 0) {
5597                         verbose(env, "R%d tried to sub from different maps or paths\n", dst);
5598                         return ret;
5599                 }
5600                 if (dst_reg == off_reg) {
5601                         /* scalar -= pointer.  Creates an unknown scalar */
5602                         verbose(env, "R%d tried to subtract pointer from scalar\n",
5603                                 dst);
5604                         return -EACCES;
5605                 }
5606                 /* We don't allow subtraction from FP, because (according to
5607                  * test_verifier.c test "invalid fp arithmetic", JITs might not
5608                  * be able to deal with it.
5609                  */
5610                 if (ptr_reg->type == PTR_TO_STACK) {
5611                         verbose(env, "R%d subtraction from stack pointer prohibited\n",
5612                                 dst);
5613                         return -EACCES;
5614                 }
5615                 if (known && (ptr_reg->off - smin_val ==
5616                               (s64)(s32)(ptr_reg->off - smin_val))) {
5617                         /* pointer -= K.  Subtract it from fixed offset */
5618                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
5619                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
5620                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
5621                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
5622                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
5623                         dst_reg->id = ptr_reg->id;
5624                         dst_reg->off = ptr_reg->off - smin_val;
5625                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
5626                         break;
5627                 }
5628                 /* A new variable offset is created.  If the subtrahend is known
5629                  * nonnegative, then any reg->range we had before is still good.
5630                  */
5631                 if (signed_sub_overflows(smin_ptr, smax_val) ||
5632                     signed_sub_overflows(smax_ptr, smin_val)) {
5633                         /* Overflow possible, we know nothing */
5634                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
5635                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
5636                 } else {
5637                         dst_reg->smin_value = smin_ptr - smax_val;
5638                         dst_reg->smax_value = smax_ptr - smin_val;
5639                 }
5640                 if (umin_ptr < umax_val) {
5641                         /* Overflow possible, we know nothing */
5642                         dst_reg->umin_value = 0;
5643                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
5644                 } else {
5645                         /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
5646                         dst_reg->umin_value = umin_ptr - umax_val;
5647                         dst_reg->umax_value = umax_ptr - umin_val;
5648                 }
5649                 dst_reg->var_off = tnum_sub(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
5650                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
5651                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
5652                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
5653                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
5654                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
5655                         if (smin_val < 0)
5656                                 dst_reg->raw = 0;
5657                 }
5658                 break;
5659         case BPF_AND:
5660         case BPF_OR:
5661         case BPF_XOR:
5662                 /* bitwise ops on pointers are troublesome, prohibit. */
5663                 verbose(env, "R%d bitwise operator %s on pointer prohibited\n",
5664                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
5665                 return -EACCES;
5666         default:
5667                 /* other operators (e.g. MUL,LSH) produce non-pointer results */
5668                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic with %s operator prohibited\n",
5669                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
5670                 return -EACCES;
5671         }
5672
5673         if (!check_reg_sane_offset(env, dst_reg, ptr_reg->type))
5674                 return -EINVAL;
5675
5676         __update_reg_bounds(dst_reg);
5677         __reg_deduce_bounds(dst_reg);
5678         __reg_bound_offset(dst_reg);
5679
5680         /* For unprivileged we require that resulting offset must be in bounds
5681          * in order to be able to sanitize access later on.
5682          */
5683         if (!env->bypass_spec_v1) {
5684                 if (dst_reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE &&
5685                     check_map_access(env, dst, dst_reg->off, 1, false)) {
5686                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic of map value goes out of range, "
5687                                 "prohibited for !root\n", dst);
5688                         return -EACCES;
5689                 } else if (dst_reg->type == PTR_TO_STACK &&
5690                            check_stack_access(env, dst_reg, dst_reg->off +
5691                                               dst_reg->var_off.value, 1)) {
5692                         verbose(env, "R%d stack pointer arithmetic goes out of range, "
5693                                 "prohibited for !root\n", dst);
5694                         return -EACCES;
5695                 }
5696         }
5697
5698         return 0;
5699 }
5700
5701 static void scalar32_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5702                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
5703 {
5704         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
5705         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
5706         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
5707         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
5708
5709         if (signed_add32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smin_val) ||
5710             signed_add32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smax_val)) {
5711                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
5712                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
5713         } else {
5714                 dst_reg->s32_min_value += smin_val;
5715                 dst_reg->s32_max_value += smax_val;
5716         }
5717         if (dst_reg->u32_min_value + umin_val < umin_val ||
5718             dst_reg->u32_max_value + umax_val < umax_val) {
5719                 dst_reg->u32_min_value = 0;
5720                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
5721         } else {
5722                 dst_reg->u32_min_value += umin_val;
5723                 dst_reg->u32_max_value += umax_val;
5724         }
5725 }
5726
5727 static void scalar_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5728                                struct bpf_reg_state *src_reg)
5729 {
5730         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
5731         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
5732         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
5733         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
5734
5735         if (signed_add_overflows(dst_reg->smin_value, smin_val) ||
5736             signed_add_overflows(dst_reg->smax_value, smax_val)) {
5737                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
5738                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
5739         } else {
5740                 dst_reg->smin_value += smin_val;
5741                 dst_reg->smax_value += smax_val;
5742         }
5743         if (dst_reg->umin_value + umin_val < umin_val ||
5744             dst_reg->umax_value + umax_val < umax_val) {
5745                 dst_reg->umin_value = 0;
5746                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
5747         } else {
5748                 dst_reg->umin_value += umin_val;
5749                 dst_reg->umax_value += umax_val;
5750         }
5751 }
5752
5753 static void scalar32_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5754                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
5755 {
5756         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
5757         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
5758         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
5759         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
5760
5761         if (signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smax_val) ||
5762             signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smin_val)) {
5763                 /* Overflow possible, we know nothing */
5764                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
5765                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
5766         } else {
5767                 dst_reg->s32_min_value -= smax_val;
5768                 dst_reg->s32_max_value -= smin_val;
5769         }
5770         if (dst_reg->u32_min_value < umax_val) {
5771                 /* Overflow possible, we know nothing */
5772                 dst_reg->u32_min_value = 0;
5773                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
5774         } else {
5775                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
5776                 dst_reg->u32_min_value -= umax_val;
5777                 dst_reg->u32_max_value -= umin_val;
5778         }
5779 }
5780
5781 static void scalar_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5782                                struct bpf_reg_state *src_reg)
5783 {
5784         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
5785         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
5786         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
5787         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
5788
5789         if (signed_sub_overflows(dst_reg->smin_value, smax_val) ||
5790             signed_sub_overflows(dst_reg->smax_value, smin_val)) {
5791                 /* Overflow possible, we know nothing */
5792                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
5793                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
5794         } else {
5795                 dst_reg->smin_value -= smax_val;
5796                 dst_reg->smax_value -= smin_val;
5797         }
5798         if (dst_reg->umin_value < umax_val) {
5799                 /* Overflow possible, we know nothing */
5800                 dst_reg->umin_value = 0;
5801                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
5802         } else {
5803                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
5804                 dst_reg->umin_value -= umax_val;
5805                 dst_reg->umax_value -= umin_val;
5806         }
5807 }
5808
5809 static void scalar32_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5810                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
5811 {
5812         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
5813         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
5814         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
5815
5816         if (smin_val < 0 || dst_reg->s32_min_value < 0) {
5817                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
5818                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
5819                 return;
5820         }
5821         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
5822          * copy the result to signed (unless it exceeds S32_MAX).
5823          */
5824         if (umax_val > U16_MAX || dst_reg->u32_max_value > U16_MAX) {
5825                 /* Potential overflow, we know nothing */
5826                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
5827                 return;
5828         }
5829         dst_reg->u32_min_value *= umin_val;
5830         dst_reg->u32_max_value *= umax_val;
5831         if (dst_reg->u32_max_value > S32_MAX) {
5832                 /* Overflow possible, we know nothing */
5833                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
5834                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
5835         } else {
5836                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
5837                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
5838         }
5839 }
5840
5841 static void scalar_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5842                                struct bpf_reg_state *src_reg)
5843 {
5844         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
5845         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
5846         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
5847
5848         if (smin_val < 0 || dst_reg->smin_value < 0) {
5849                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
5850                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
5851                 return;
5852         }
5853         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
5854          * copy the result to signed (unless it exceeds S64_MAX).
5855          */
5856         if (umax_val > U32_MAX || dst_reg->umax_value > U32_MAX) {
5857                 /* Potential overflow, we know nothing */
5858                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
5859                 return;
5860         }
5861         dst_reg->umin_value *= umin_val;
5862         dst_reg->umax_value *= umax_val;
5863         if (dst_reg->umax_value > S64_MAX) {
5864                 /* Overflow possible, we know nothing */
5865                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
5866                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
5867         } else {
5868                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
5869                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
5870         }
5871 }
5872
5873 static void scalar32_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5874                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
5875 {
5876         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
5877         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
5878         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
5879         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
5880         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
5881
5882         /* Assuming scalar64_min_max_and will be called so its safe
5883          * to skip updating register for known 32-bit case.
5884          */
5885         if (src_known && dst_known)
5886                 return;
5887
5888         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
5889          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
5890          */
5891         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
5892         dst_reg->u32_max_value = min(dst_reg->u32_max_value, umax_val);
5893         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
5894                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
5895                  * ain't nobody got time for that.
5896                  */
5897                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
5898                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
5899         } else {
5900                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
5901                  * cast result into s64.
5902                  */
5903                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
5904                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
5905         }
5906
5907 }
5908
5909 static void scalar_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5910                                struct bpf_reg_state *src_reg)
5911 {
5912         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
5913         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
5914         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
5915         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
5916
5917         if (src_known && dst_known) {
5918                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
5919                 return;
5920         }
5921
5922         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
5923          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
5924          */
5925         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
5926         dst_reg->umax_value = min(dst_reg->umax_value, umax_val);
5927         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
5928                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
5929                  * ain't nobody got time for that.
5930                  */
5931                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
5932                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
5933         } else {
5934                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
5935                  * cast result into s64.
5936                  */
5937                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
5938                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
5939         }
5940         /* We may learn something more from the var_off */
5941         __update_reg_bounds(dst_reg);
5942 }
5943
5944 static void scalar32_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5945                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
5946 {
5947         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
5948         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
5949         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
5950         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
5951         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
5952
5953         /* Assuming scalar64_min_max_or will be called so it is safe
5954          * to skip updating register for known case.
5955          */
5956         if (src_known && dst_known)
5957                 return;
5958
5959         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
5960          * maximum of the operands' minima
5961          */
5962         dst_reg->u32_min_value = max(dst_reg->u32_min_value, umin_val);
5963         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
5964         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
5965                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
5966                  * ain't nobody got time for that.
5967                  */
5968                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
5969                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
5970         } else {
5971                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
5972                  * cast result into s64.
5973                  */
5974                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
5975                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
5976         }
5977 }
5978
5979 static void scalar_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5980                               struct bpf_reg_state *src_reg)
5981 {
5982         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
5983         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
5984         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
5985         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
5986
5987         if (src_known && dst_known) {
5988                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
5989                 return;
5990         }
5991
5992         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
5993          * maximum of the operands' minima
5994          */
5995         dst_reg->umin_value = max(dst_reg->umin_value, umin_val);
5996         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
5997         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
5998                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
5999                  * ain't nobody got time for that.
6000                  */
6001                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
6002                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
6003         } else {
6004                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
6005                  * cast result into s64.
6006                  */
6007                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
6008                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
6009         }
6010         /* We may learn something more from the var_off */
6011         __update_reg_bounds(dst_reg);
6012 }
6013
6014 static void scalar32_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6015                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
6016 {
6017         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
6018         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
6019         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
6020         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
6021
6022         /* Assuming scalar64_min_max_xor will be called so it is safe
6023          * to skip updating register for known case.
6024          */
6025         if (src_known && dst_known)
6026                 return;
6027
6028         /* We get both minimum and maximum from the var32_off. */
6029         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
6030         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
6031
6032         if (dst_reg->s32_min_value >= 0 && smin_val >= 0) {
6033                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
6034                  * so safe to cast u32 result into s32.
6035                  */
6036                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
6037                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
6038         } else {
6039                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
6040                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
6041         }
6042 }
6043
6044 static void scalar_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6045                                struct bpf_reg_state *src_reg)
6046 {
6047         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
6048         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
6049         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
6050
6051         if (src_known && dst_known) {
6052                 /* dst_reg->var_off.value has been updated earlier */
6053                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
6054                 return;
6055         }
6056
6057         /* We get both minimum and maximum from the var_off. */
6058         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
6059         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
6060
6061         if (dst_reg->smin_value >= 0 && smin_val >= 0) {
6062                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
6063                  * so safe to cast u64 result into s64.
6064                  */
6065                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
6066                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
6067         } else {
6068                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
6069                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
6070         }
6071
6072         __update_reg_bounds(dst_reg);
6073 }
6074
6075 static void __scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6076                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
6077 {
6078         /* We lose all sign bit information (except what we can pick
6079          * up from var_off)
6080          */
6081         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
6082         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
6083         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
6084         if (umax_val > 31 || dst_reg->u32_max_value > 1ULL << (31 - umax_val)) {
6085                 dst_reg->u32_min_value = 0;
6086                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
6087         } else {
6088                 dst_reg->u32_min_value <<= umin_val;
6089                 dst_reg->u32_max_value <<= umax_val;
6090         }
6091 }
6092
6093 static void scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6094                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
6095 {
6096         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
6097         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
6098         /* u32 alu operation will zext upper bits */
6099         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
6100
6101         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
6102         dst_reg->var_off = tnum_subreg(tnum_lshift(subreg, umin_val));
6103         /* Not required but being careful mark reg64 bounds as unknown so
6104          * that we are forced to pick them up from tnum and zext later and
6105          * if some path skips this step we are still safe.
6106          */
6107         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
6108         __update_reg32_bounds(dst_reg);
6109 }
6110
6111 static void __scalar64_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6112                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
6113 {
6114         /* Special case <<32 because it is a common compiler pattern to sign
6115          * extend subreg by doing <<32 s>>32. In this case if 32bit bounds are
6116          * positive we know this shift will also be positive so we can track
6117          * bounds correctly. Otherwise we lose all sign bit information except
6118          * what we can pick up from var_off. Perhaps we can generalize this
6119          * later to shifts of any length.
6120          */
6121         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_max_value >= 0)
6122                 dst_reg->smax_value = (s64)dst_reg->s32_max_value << 32;
6123         else
6124                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
6125
6126         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_min_value >= 0)
6127                 dst_reg->smin_value = (s64)dst_reg->s32_min_value << 32;
6128         else
6129                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
6130
6131         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
6132         if (dst_reg->umax_value > 1ULL << (63 - umax_val)) {
6133                 dst_reg->umin_value = 0;
6134                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
6135         } else {
6136                 dst_reg->umin_value <<= umin_val;
6137                 dst_reg->umax_value <<= umax_val;
6138         }
6139 }
6140
6141 static void scalar_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6142                                struct bpf_reg_state *src_reg)
6143 {
6144         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
6145         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
6146
6147         /* scalar64 calc uses 32bit unshifted bounds so must be called first */
6148         __scalar64_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
6149         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
6150
6151         dst_reg->var_off = tnum_lshift(dst_reg->var_off, umin_val);
6152         /* We may learn something more from the var_off */
6153         __update_reg_bounds(dst_reg);
6154 }
6155
6156 static void scalar32_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6157                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
6158 {
6159         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
6160         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
6161         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
6162
6163         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
6164          * be negative, then either:
6165          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
6166          *    unknown, so we lose our signed bounds
6167          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
6168          *    signed bounds
6169          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
6170          *    about the result
6171          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
6172          * unsigned bounts capture the signed bounds.
6173          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
6174          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
6175          * var_off of the result.
6176          */
6177         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
6178         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
6179
6180         dst_reg->var_off = tnum_rshift(subreg, umin_val);
6181         dst_reg->u32_min_value >>= umax_val;
6182         dst_reg->u32_max_value >>= umin_val;
6183
6184         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
6185         __update_reg32_bounds(dst_reg);
6186 }
6187
6188 static void scalar_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6189                                struct bpf_reg_state *src_reg)
6190 {
6191         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
6192         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
6193
6194         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
6195          * be negative, then either:
6196          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
6197          *    unknown, so we lose our signed bounds
6198          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
6199          *    signed bounds
6200          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
6201          *    about the result
6202          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
6203          * unsigned bounts capture the signed bounds.
6204          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
6205          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
6206          * var_off of the result.
6207          */
6208         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
6209         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
6210         dst_reg->var_off = tnum_rshift(dst_reg->var_off, umin_val);
6211         dst_reg->umin_value >>= umax_val;
6212         dst_reg->umax_value >>= umin_val;
6213
6214         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
6215          * on bits being shifted in. Take easy way out and mark unbounded
6216          * so we can recalculate later from tnum.
6217          */
6218         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
6219         __update_reg_bounds(dst_reg);
6220 }
6221
6222 static void scalar32_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6223                                   struct bpf_reg_state *src_reg)
6224 {
6225         u64 umin_val = src_reg->u32_min_value;
6226
6227         /* Upon reaching here, src_known is true and
6228          * umax_val is equal to umin_val.
6229          */
6230         dst_reg->s32_min_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_min_value) >> umin_val);
6231         dst_reg->s32_max_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_max_value) >> umin_val);
6232
6233         dst_reg->var_off = tnum_arshift(tnum_subreg(dst_reg->var_off), umin_val, 32);
6234
6235         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
6236          * dst_reg var_off to refine the result.
6237          */
6238         dst_reg->u32_min_value = 0;
6239         dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
6240
6241         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
6242         __update_reg32_bounds(dst_reg);
6243 }
6244
6245 static void scalar_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6246                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
6247 {
6248         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
6249
6250         /* Upon reaching here, src_known is true and umax_val is equal
6251          * to umin_val.
6252          */
6253         dst_reg->smin_value >>= umin_val;
6254         dst_reg->smax_value >>= umin_val;
6255
6256         dst_reg->var_off = tnum_arshift(dst_reg->var_off, umin_val, 64);
6257
6258         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
6259          * dst_reg var_off to refine the result.
6260          */
6261         dst_reg->umin_value = 0;
6262         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
6263
6264         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
6265          * on bits being shifted in from upper 32-bits. Take easy way out
6266          * and mark unbounded so we can recalculate later from tnum.
6267          */
6268         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
6269         __update_reg_bounds(dst_reg);
6270 }
6271
6272 /* WARNING: This function does calculations on 64-bit values, but the actual
6273  * execution may occur on 32-bit values. Therefore, things like bitshifts
6274  * need extra checks in the 32-bit case.
6275  */
6276 static int adjust_scalar_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
6277                                       struct bpf_insn *insn,
6278                                       struct bpf_reg_state *dst_reg,
6279                                       struct bpf_reg_state src_reg)
6280 {
6281         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
6282         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
6283         bool src_known;
6284         s64 smin_val, smax_val;
6285         u64 umin_val, umax_val;
6286         s32 s32_min_val, s32_max_val;
6287         u32 u32_min_val, u32_max_val;
6288         u64 insn_bitness = (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) ? 64 : 32;
6289         u32 dst = insn->dst_reg;
6290         int ret;
6291         bool alu32 = (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64);
6292
6293         smin_val = src_reg.smin_value;
6294         smax_val = src_reg.smax_value;
6295         umin_val = src_reg.umin_value;
6296         umax_val = src_reg.umax_value;
6297
6298         s32_min_val = src_reg.s32_min_value;
6299         s32_max_val = src_reg.s32_max_value;
6300         u32_min_val = src_reg.u32_min_value;
6301         u32_max_val = src_reg.u32_max_value;
6302
6303         if (alu32) {
6304                 src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg.var_off);
6305                 if ((src_known &&
6306                      (s32_min_val != s32_max_val || u32_min_val != u32_max_val)) ||
6307                     s32_min_val > s32_max_val || u32_min_val > u32_max_val) {
6308                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
6309                          * derived from e.g. dead branches.
6310                          */
6311                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
6312                         return 0;
6313                 }
6314         } else {
6315                 src_known = tnum_is_const(src_reg.var_off);
6316                 if ((src_known &&
6317                      (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
6318                     smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
6319                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
6320                          * derived from e.g. dead branches.
6321                          */
6322                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
6323                         return 0;
6324                 }
6325         }
6326
6327         if (!src_known &&
6328             opcode != BPF_ADD && opcode != BPF_SUB && opcode != BPF_AND) {
6329                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
6330                 return 0;
6331         }
6332
6333         /* Calculate sign/unsigned bounds and tnum for alu32 and alu64 bit ops.
6334          * There are two classes of instructions: The first class we track both
6335          * alu32 and alu64 sign/unsigned bounds independently this provides the
6336          * greatest amount of precision when alu operations are mixed with jmp32
6337          * operations. These operations are BPF_ADD, BPF_SUB, BPF_MUL, BPF_ADD,
6338          * and BPF_OR. This is possible because these ops have fairly easy to
6339          * understand and calculate behavior in both 32-bit and 64-bit alu ops.
6340          * See alu32 verifier tests for examples. The second class of
6341          * operations, BPF_LSH, BPF_RSH, and BPF_ARSH, however are not so easy
6342          * with regards to tracking sign/unsigned bounds because the bits may
6343          * cross subreg boundaries in the alu64 case. When this happens we mark
6344          * the reg unbounded in the subreg bound space and use the resulting
6345          * tnum to calculate an approximation of the sign/unsigned bounds.
6346          */
6347         switch (opcode) {
6348         case BPF_ADD:
6349                 ret = sanitize_val_alu(env, insn);
6350                 if (ret < 0) {
6351                         verbose(env, "R%d tried to add from different pointers or scalars\n", dst);
6352                         return ret;
6353                 }
6354                 scalar32_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
6355                 scalar_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
6356                 dst_reg->var_off = tnum_add(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
6357                 break;
6358         case BPF_SUB:
6359                 ret = sanitize_val_alu(env, insn);
6360                 if (ret < 0) {
6361                         verbose(env, "R%d tried to sub from different pointers or scalars\n", dst);
6362                         return ret;
6363                 }
6364                 scalar32_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
6365                 scalar_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
6366                 dst_reg->var_off = tnum_sub(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
6367                 break;
6368         case BPF_MUL:
6369                 dst_reg->var_off = tnum_mul(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
6370                 scalar32_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
6371                 scalar_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
6372                 break;
6373         case BPF_AND:
6374                 dst_reg->var_off = tnum_and(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
6375                 scalar32_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
6376                 scalar_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
6377                 break;
6378         case BPF_OR:
6379                 dst_reg->var_off = tnum_or(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
6380                 scalar32_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
6381                 scalar_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
6382                 break;
6383         case BPF_XOR:
6384                 dst_reg->var_off = tnum_xor(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
6385                 scalar32_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
6386                 scalar_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
6387                 break;
6388         case BPF_LSH:
6389                 if (umax_val >= insn_bitness) {
6390                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
6391                          * This includes shifts by a negative number.
6392                          */
6393                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
6394                         break;
6395                 }
6396                 if (alu32)
6397                         scalar32_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
6398                 else
6399                         scalar_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
6400                 break;
6401         case BPF_RSH:
6402                 if (umax_val >= insn_bitness) {
6403                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
6404                          * This includes shifts by a negative number.
6405                          */
6406                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
6407                         break;
6408                 }
6409                 if (alu32)
6410                         scalar32_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
6411                 else
6412                         scalar_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
6413                 break;
6414         case BPF_ARSH:
6415                 if (umax_val >= insn_bitness) {
6416                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
6417                          * This includes shifts by a negative number.
6418                          */
6419                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
6420                         break;
6421                 }
6422                 if (alu32)
6423                         scalar32_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
6424                 else
6425                         scalar_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
6426                 break;
6427         default:
6428                 mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
6429                 break;
6430         }
6431
6432         /* ALU32 ops are zero extended into 64bit register */
6433         if (alu32)
6434                 zext_32_to_64(dst_reg);
6435
6436         __update_reg_bounds(dst_reg);
6437         __reg_deduce_bounds(dst_reg);
6438         __reg_bound_offset(dst_reg);
6439         return 0;
6440 }
6441
6442 /* Handles ALU ops other than BPF_END, BPF_NEG and BPF_MOV: computes new min/max
6443  * and var_off.
6444  */
6445 static int adjust_reg_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
6446                                    struct bpf_insn *insn)
6447 {
6448         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
6449         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
6450         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg, *src_reg;
6451         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, off_reg = {0};
6452         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
6453         int err;
6454
6455         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
6456         src_reg = NULL;
6457         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE)
6458                 ptr_reg = dst_reg;
6459         else
6460                 /* Make sure ID is cleared otherwise dst_reg min/max could be
6461                  * incorrectly propagated into other registers by find_equal_scalars()
6462                  */
6463                 dst_reg->id = 0;
6464         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
6465                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
6466                 if (src_reg->type != SCALAR_VALUE) {
6467                         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE) {
6468                                 /* Combining two pointers by any ALU op yields
6469                                  * an arbitrary scalar. Disallow all math except
6470                                  * pointer subtraction
6471                                  */
6472                                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
6473                                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
6474                                         return 0;
6475                                 }
6476                                 verbose(env, "R%d pointer %s pointer prohibited\n",
6477                                         insn->dst_reg,
6478                                         bpf_alu_string[opcode >> 4]);
6479                                 return -EACCES;
6480                         } else {
6481                                 /* scalar += pointer
6482                                  * This is legal, but we have to reverse our
6483                                  * src/dest handling in computing the range
6484                                  */
6485                                 err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
6486                                 if (err)
6487                                         return err;
6488                                 return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
6489                                                                src_reg, dst_reg);
6490                         }
6491                 } else if (ptr_reg) {
6492                         /* pointer += scalar */
6493                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
6494                         if (err)
6495                                 return err;
6496                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
6497                                                        dst_reg, src_reg);
6498                 }
6499         } else {
6500                 /* Pretend the src is a reg with a known value, since we only
6501                  * need to be able to read from this state.
6502                  */
6503                 off_reg.type = SCALAR_VALUE;
6504                 __mark_reg_known(&off_reg, insn->imm);
6505                 src_reg = &off_reg;
6506                 if (ptr_reg) /* pointer += K */
6507                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
6508                                                        ptr_reg, src_reg);
6509         }
6510
6511         /* Got here implies adding two SCALAR_VALUEs */
6512         if (WARN_ON_ONCE(ptr_reg)) {
6513                 print_verifier_state(env, state);
6514                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected ptr_reg\n");
6515                 return -EINVAL;
6516         }
6517         if (WARN_ON(!src_reg)) {
6518                 print_verifier_state(env, state);
6519                 verbose(env, "verifier internal error: no src_reg\n");
6520                 return -EINVAL;
6521         }
6522         return adjust_scalar_min_max_vals(env, insn, dst_reg, *src_reg);
6523 }
6524
6525 /* check validity of 32-bit and 64-bit arithmetic operations */
6526 static int check_alu_op(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
6527 {
6528         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
6529         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
6530         int err;
6531
6532         if (opcode == BPF_END || opcode == BPF_NEG) {
6533                 if (opcode == BPF_NEG) {
6534                         if (BPF_SRC(insn->code) != 0 ||
6535                             insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
6536                             insn->off != 0 || insn->imm != 0) {
6537                                 verbose(env, "BPF_NEG uses reserved fields\n");
6538                                 return -EINVAL;
6539                         }
6540                 } else {
6541                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
6542                             (insn->imm != 16 && insn->imm != 32 && insn->imm != 64) ||
6543                             BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
6544                                 verbose(env, "BPF_END uses reserved fields\n");
6545                                 return -EINVAL;
6546                         }
6547                 }
6548
6549                 /* check src operand */
6550                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
6551                 if (err)
6552                         return err;
6553
6554                 if (is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
6555                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic prohibited\n",
6556                                 insn->dst_reg);
6557                         return -EACCES;
6558                 }
6559
6560                 /* check dest operand */
6561                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
6562                 if (err)
6563                         return err;
6564
6565         } else if (opcode == BPF_MOV) {
6566
6567                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
6568                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
6569                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
6570                                 return -EINVAL;
6571                         }
6572
6573                         /* check src operand */
6574                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
6575                         if (err)
6576                                 return err;
6577                 } else {
6578                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
6579                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
6580                                 return -EINVAL;
6581                         }
6582                 }
6583
6584                 /* check dest operand, mark as required later */
6585                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
6586                 if (err)
6587                         return err;
6588
6589                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
6590                         struct bpf_reg_state *src_reg = regs + insn->src_reg;
6591                         struct bpf_reg_state *dst_reg = regs + insn->dst_reg;
6592
6593                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
6594                                 /* case: R1 = R2
6595                                  * copy register state to dest reg
6596                                  */
6597                                 if (src_reg->type == SCALAR_VALUE && !src_reg->id)
6598                                         /* Assign src and dst registers the same ID
6599                                          * that will be used by find_equal_scalars()
6600                                          * to propagate min/max range.
6601                                          */
6602                                         src_reg->id = ++env->id_gen;
6603                                 *dst_reg = *src_reg;
6604                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
6605                                 dst_reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
6606                         } else {
6607                                 /* R1 = (u32) R2 */
6608                                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
6609                                         verbose(env,
6610                                                 "R%d partial copy of pointer\n",
6611                                                 insn->src_reg);
6612                                         return -EACCES;
6613                                 } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
6614                                         *dst_reg = *src_reg;
6615                                         /* Make sure ID is cleared otherwise
6616                                          * dst_reg min/max could be incorrectly
6617                                          * propagated into src_reg by find_equal_scalars()
6618                                          */
6619                                         dst_reg->id = 0;
6620                                         dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
6621                                         dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
6622                                 } else {
6623                                         mark_reg_unknown(env, regs,
6624                                                          insn->dst_reg);
6625                                 }
6626                                 zext_32_to_64(dst_reg);
6627                         }
6628                 } else {
6629                         /* case: R = imm
6630                          * remember the value we stored into this reg
6631                          */
6632                         /* clear any state __mark_reg_known doesn't set */
6633                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
6634                         regs[insn->dst_reg].type = SCALAR_VALUE;
6635                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
6636                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
6637                                                  insn->imm);
6638                         } else {
6639                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
6640                                                  (u32)insn->imm);
6641                         }
6642                 }
6643
6644         } else if (opcode > BPF_END) {
6645                 verbose(env, "invalid BPF_ALU opcode %x\n", opcode);
6646                 return -EINVAL;
6647
6648         } else {        /* all other ALU ops: and, sub, xor, add, ... */
6649
6650                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
6651                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
6652                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
6653                                 return -EINVAL;
6654                         }
6655                         /* check src1 operand */
6656                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
6657                         if (err)
6658                                 return err;
6659                 } else {
6660                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
6661                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
6662                                 return -EINVAL;
6663                         }
6664                 }
6665
6666                 /* check src2 operand */
6667                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
6668                 if (err)
6669                         return err;
6670
6671                 if ((opcode == BPF_MOD || opcode == BPF_DIV) &&
6672                     BPF_SRC(insn->code) == BPF_K && insn->imm == 0) {
6673                         verbose(env, "div by zero\n");
6674                         return -EINVAL;
6675                 }
6676
6677                 if ((opcode == BPF_LSH || opcode == BPF_RSH ||
6678                      opcode == BPF_ARSH) && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
6679                         int size = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 ? 64 : 32;
6680
6681                         if (insn->imm < 0 || insn->imm >= size) {
6682                                 verbose(env, "invalid shift %d\n", insn->imm);
6683                                 return -EINVAL;
6684                         }
6685                 }
6686
6687                 /* check dest operand */
6688                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
6689                 if (err)
6690                         return err;
6691
6692                 return adjust_reg_min_max_vals(env, insn);
6693         }
6694
6695         return 0;
6696 }
6697
6698 static void __find_good_pkt_pointers(struct bpf_func_state *state,
6699                                      struct bpf_reg_state *dst_reg,
6700                                      enum bpf_reg_type type, u16 new_range)
6701 {
6702         struct bpf_reg_state *reg;
6703         int i;
6704
6705         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
6706                 reg = &state->regs[i];
6707                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
6708                         /* keep the maximum range already checked */
6709                         reg->range = max(reg->range, new_range);
6710         }
6711
6712         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
6713                 if (!reg)
6714                         continue;
6715                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
6716                         reg->range = max(reg->range, new_range);
6717         }
6718 }
6719
6720 static void find_good_pkt_pointers(struct bpf_verifier_state *vstate,
6721                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
6722                                    enum bpf_reg_type type,
6723                                    bool range_right_open)
6724 {
6725         u16 new_range;
6726         int i;
6727
6728         if (dst_reg->off < 0 ||
6729             (dst_reg->off == 0 && range_right_open))
6730                 /* This doesn't give us any range */
6731                 return;
6732
6733         if (dst_reg->umax_value > MAX_PACKET_OFF ||
6734             dst_reg->umax_value + dst_reg->off > MAX_PACKET_OFF)
6735                 /* Risk of overflow.  For instance, ptr + (1<<63) may be less
6736                  * than pkt_end, but that's because it's also less than pkt.
6737                  */
6738                 return;
6739
6740         new_range = dst_reg->off;
6741         if (range_right_open)
6742                 new_range--;
6743
6744         /* Examples for register markings:
6745          *
6746          * pkt_data in dst register:
6747          *
6748          *   r2 = r3;
6749          *   r2 += 8;
6750          *   if (r2 > pkt_end) goto <handle exception>
6751          *   <access okay>
6752          *
6753          *   r2 = r3;
6754          *   r2 += 8;
6755          *   if (r2 < pkt_end) goto <access okay>
6756          *   <handle exception>
6757          *
6758          *   Where:
6759          *     r2 == dst_reg, pkt_end == src_reg
6760          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
6761          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
6762          *
6763          * pkt_data in src register:
6764          *
6765          *   r2 = r3;
6766          *   r2 += 8;
6767          *   if (pkt_end >= r2) goto <access okay>
6768          *   <handle exception>
6769          *
6770          *   r2 = r3;
6771          *   r2 += 8;
6772          *   if (pkt_end <= r2) goto <handle exception>
6773          *   <access okay>
6774          *
6775          *   Where:
6776          *     pkt_end == dst_reg, r2 == src_reg
6777          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
6778          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
6779          *
6780          * Find register r3 and mark its range as r3=pkt(id=n,off=0,r=8)
6781          * or r3=pkt(id=n,off=0,r=8-1), so that range of bytes [r3, r3 + 8)
6782          * and [r3, r3 + 8-1) respectively is safe to access depending on
6783          * the check.
6784          */
6785
6786         /* If our ids match, then we must have the same max_value.  And we
6787          * don't care about the other reg's fixed offset, since if it's too big
6788          * the range won't allow anything.
6789          * dst_reg->off is known < MAX_PACKET_OFF, therefore it fits in a u16.
6790          */
6791         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
6792                 __find_good_pkt_pointers(vstate->frame[i], dst_reg, type,
6793                                          new_range);
6794 }
6795
6796 static int is_branch32_taken(struct bpf_reg_state *reg, u32 val, u8 opcode)
6797 {
6798         struct tnum subreg = tnum_subreg(reg->var_off);
6799         s32 sval = (s32)val;
6800
6801         switch (opcode) {
6802         case BPF_JEQ:
6803                 if (tnum_is_const(subreg))
6804                         return !!tnum_equals_const(subreg, val);
6805                 break;
6806         case BPF_JNE:
6807                 if (tnum_is_const(subreg))
6808                         return !tnum_equals_const(subreg, val);
6809                 break;
6810         case BPF_JSET:
6811                 if ((~subreg.mask & subreg.value) & val)
6812                         return 1;
6813                 if (!((subreg.mask | subreg.value) & val))
6814                         return 0;
6815                 break;
6816         case BPF_JGT:
6817                 if (reg->u32_min_value > val)
6818                         return 1;
6819                 else if (reg->u32_max_value <= val)
6820                         return 0;
6821                 break;
6822         case BPF_JSGT:
6823                 if (reg->s32_min_value > sval)
6824                         return 1;
6825                 else if (reg->s32_max_value < sval)
6826                         return 0;
6827                 break;
6828         case BPF_JLT:
6829                 if (reg->u32_max_value < val)
6830                         return 1;
6831                 else if (reg->u32_min_value >= val)
6832                         return 0;
6833                 break;
6834         case BPF_JSLT:
6835                 if (reg->s32_max_value < sval)
6836                         return 1;
6837                 else if (reg->s32_min_value >= sval)
6838                         return 0;
6839                 break;
6840         case BPF_JGE:
6841                 if (reg->u32_min_value >= val)
6842                         return 1;
6843                 else if (reg->u32_max_value < val)
6844                         return 0;
6845                 break;
6846         case BPF_JSGE:
6847                 if (reg->s32_min_value >= sval)
6848                         return 1;
6849                 else if (reg->s32_max_value < sval)
6850                         return 0;
6851                 break;
6852         case BPF_JLE:
6853                 if (reg->u32_max_value <= val)
6854                         return 1;
6855                 else if (reg->u32_min_value > val)
6856                         return 0;
6857                 break;
6858         case BPF_JSLE:
6859                 if (reg->s32_max_value <= sval)
6860                         return 1;
6861                 else if (reg->s32_min_value > sval)
6862                         return 0;
6863                 break;
6864         }
6865
6866         return -1;
6867 }
6868
6869
6870 static int is_branch64_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode)
6871 {
6872         s64 sval = (s64)val;
6873
6874         switch (opcode) {
6875         case BPF_JEQ:
6876                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
6877                         return !!tnum_equals_const(reg->var_off, val);
6878                 break;
6879         case BPF_JNE:
6880                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
6881                         return !tnum_equals_const(reg->var_off, val);
6882                 break;
6883         case BPF_JSET:
6884                 if ((~reg->var_off.mask & reg->var_off.value) & val)
6885                         return 1;
6886                 if (!((reg->var_off.mask | reg->var_off.value) & val))
6887                         return 0;
6888                 break;
6889         case BPF_JGT:
6890                 if (reg->umin_value > val)
6891                         return 1;
6892                 else if (reg->umax_value <= val)
6893                         return 0;
6894                 break;
6895         case BPF_JSGT:
6896                 if (reg->smin_value > sval)
6897                         return 1;
6898                 else if (reg->smax_value < sval)
6899                         return 0;
6900                 break;
6901         case BPF_JLT:
6902                 if (reg->umax_value < val)
6903                         return 1;
6904                 else if (reg->umin_value >= val)
6905                         return 0;
6906                 break;
6907         case BPF_JSLT:
6908                 if (reg->smax_value < sval)
6909                         return 1;
6910                 else if (reg->smin_value >= sval)
6911                         return 0;
6912                 break;
6913         case BPF_JGE:
6914                 if (reg->umin_value >= val)
6915                         return 1;
6916                 else if (reg->umax_value < val)
6917                         return 0;
6918                 break;
6919         case BPF_JSGE:
6920                 if (reg->smin_value >= sval)
6921                         return 1;
6922                 else if (reg->smax_value < sval)
6923                         return 0;
6924                 break;
6925         case BPF_JLE:
6926                 if (reg->umax_value <= val)
6927                         return 1;
6928                 else if (reg->umin_value > val)
6929                         return 0;
6930                 break;
6931         case BPF_JSLE:
6932                 if (reg->smax_value <= sval)
6933                         return 1;
6934                 else if (reg->smin_value > sval)
6935                         return 0;
6936                 break;
6937         }
6938
6939         return -1;
6940 }
6941
6942 /* compute branch direction of the expression "if (reg opcode val) goto target;"
6943  * and return:
6944  *  1 - branch will be taken and "goto target" will be executed
6945  *  0 - branch will not be taken and fall-through to next insn
6946  * -1 - unknown. Example: "if (reg < 5)" is unknown when register value
6947  *      range [0,10]
6948  */
6949 static int is_branch_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode,
6950                            bool is_jmp32)
6951 {
6952         if (__is_pointer_value(false, reg)) {
6953                 if (!reg_type_not_null(reg->type))
6954                         return -1;
6955
6956                 /* If pointer is valid tests against zero will fail so we can
6957                  * use this to direct branch taken.
6958                  */
6959                 if (val != 0)
6960                         return -1;
6961
6962                 switch (opcode) {
6963                 case BPF_JEQ:
6964                         return 0;
6965                 case BPF_JNE:
6966                         return 1;
6967                 default:
6968                         return -1;
6969                 }
6970         }
6971
6972         if (is_jmp32)
6973                 return is_branch32_taken(reg, val, opcode);
6974         return is_branch64_taken(reg, val, opcode);
6975 }
6976
6977 /* Adjusts the register min/max values in the case that the dst_reg is the
6978  * variable register that we are working on, and src_reg is a constant or we're
6979  * simply doing a BPF_K check.
6980  * In JEQ/JNE cases we also adjust the var_off values.
6981  */
6982 static void reg_set_min_max(struct bpf_reg_state *true_reg,
6983                             struct bpf_reg_state *false_reg,
6984                             u64 val, u32 val32,
6985                             u8 opcode, bool is_jmp32)
6986 {
6987         struct tnum false_32off = tnum_subreg(false_reg->var_off);
6988         struct tnum false_64off = false_reg->var_off;
6989         struct tnum true_32off = tnum_subreg(true_reg->var_off);
6990         struct tnum true_64off = true_reg->var_off;
6991         s64 sval = (s64)val;
6992         s32 sval32 = (s32)val32;
6993
6994         /* If the dst_reg is a pointer, we can't learn anything about its
6995          * variable offset from the compare (unless src_reg were a pointer into
6996          * the same object, but we don't bother with that.
6997          * Since false_reg and true_reg have the same type by construction, we
6998          * only need to check one of them for pointerness.
6999          */
7000         if (__is_pointer_value(false, false_reg))
7001                 return;
7002
7003         switch (opcode) {
7004         case BPF_JEQ:
7005         case BPF_JNE:
7006         {
7007                 struct bpf_reg_state *reg =
7008                         opcode == BPF_JEQ ? true_reg : false_reg;
7009
7010                 /* JEQ/JNE comparison doesn't change the register equivalence.
7011                  * r1 = r2;
7012                  * if (r1 == 42) goto label;
7013                  * ...
7014                  * label: // here both r1 and r2 are known to be 42.
7015                  *
7016                  * Hence when marking register as known preserve it's ID.
7017                  */
7018                 if (is_jmp32)
7019                         __mark_reg32_known(reg, val32);
7020                 else
7021                         ___mark_reg_known(reg, val);
7022                 break;
7023         }
7024         case BPF_JSET:
7025                 if (is_jmp32) {
7026                         false_32off = tnum_and(false_32off, tnum_const(~val32));
7027                         if (is_power_of_2(val32))
7028                                 true_32off = tnum_or(true_32off,
7029                                                      tnum_const(val32));
7030                 } else {
7031                         false_64off = tnum_and(false_64off, tnum_const(~val));
7032                         if (is_power_of_2(val))
7033                                 true_64off = tnum_or(true_64off,
7034                                                      tnum_const(val));
7035                 }
7036                 break;
7037         case BPF_JGE:
7038         case BPF_JGT:
7039         {
7040                 if (is_jmp32) {
7041                         u32 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val32  : val32 - 1;
7042                         u32 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val32 + 1 : val32;
7043
7044                         false_reg->u32_max_value = min(false_reg->u32_max_value,
7045                                                        false_umax);
7046                         true_reg->u32_min_value = max(true_reg->u32_min_value,
7047                                                       true_umin);
7048                 } else {
7049                         u64 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val    : val - 1;
7050                         u64 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val + 1 : val;
7051
7052                         false_reg->umax_value = min(false_reg->umax_value, false_umax);
7053                         true_reg->umin_value = max(true_reg->umin_value, true_umin);
7054                 }
7055                 break;
7056         }
7057         case BPF_JSGE:
7058         case BPF_JSGT:
7059         {
7060                 if (is_jmp32) {
7061                         s32 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval32    : sval32 - 1;
7062                         s32 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval32 + 1 : sval32;
7063
7064                         false_reg->s32_max_value = min(false_reg->s32_max_value, false_smax);
7065                         true_reg->s32_min_value = max(true_reg->s32_min_value, true_smin);
7066                 } else {
7067                         s64 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval    : sval - 1;
7068                         s64 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval + 1 : sval;
7069
7070                         false_reg->smax_value = min(false_reg->smax_value, false_smax);
7071                         true_reg->smin_value = max(true_reg->smin_value, true_smin);
7072                 }
7073                 break;
7074         }
7075         case BPF_JLE:
7076         case BPF_JLT:
7077         {
7078                 if (is_jmp32) {
7079                         u32 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val32  : val32 + 1;
7080                         u32 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val32 - 1 : val32;
7081
7082                         false_reg->u32_min_value = max(false_reg->u32_min_value,
7083                                                        false_umin);
7084                         true_reg->u32_max_value = min(true_reg->u32_max_value,
7085                                                       true_umax);
7086                 } else {
7087                         u64 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val    : val + 1;
7088                         u64 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val - 1 : val;
7089
7090                         false_reg->umin_value = max(false_reg->umin_value, false_umin);
7091                         true_reg->umax_value = min(true_reg->umax_value, true_umax);
7092                 }
7093                 break;
7094         }
7095         case BPF_JSLE:
7096         case BPF_JSLT:
7097         {
7098                 if (is_jmp32) {
7099                         s32 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval32    : sval32 + 1;
7100                         s32 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval32 - 1 : sval32;
7101
7102                         false_reg->s32_min_value = max(false_reg->s32_min_value, false_smin);
7103                         true_reg->s32_max_value = min(true_reg->s32_max_value, true_smax);
7104                 } else {
7105                         s64 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval    : sval + 1;
7106                         s64 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval - 1 : sval;
7107
7108                         false_reg->smin_value = max(false_reg->smin_value, false_smin);
7109                         true_reg->smax_value = min(true_reg->smax_value, true_smax);
7110                 }
7111                 break;
7112         }
7113         default:
7114                 return;
7115         }
7116
7117         if (is_jmp32) {
7118                 false_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(false_64off),
7119                                              tnum_subreg(false_32off));
7120                 true_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(true_64off),
7121                                             tnum_subreg(true_32off));
7122                 __reg_combine_32_into_64(false_reg);
7123                 __reg_combine_32_into_64(true_reg);
7124         } else {
7125                 false_reg->var_off = false_64off;
7126                 true_reg->var_off = true_64off;
7127                 __reg_combine_64_into_32(false_reg);
7128                 __reg_combine_64_into_32(true_reg);
7129         }
7130 }
7131
7132 /* Same as above, but for the case that dst_reg holds a constant and src_reg is
7133  * the variable reg.
7134  */
7135 static void reg_set_min_max_inv(struct bpf_reg_state *true_reg,
7136                                 struct bpf_reg_state *false_reg,
7137                                 u64 val, u32 val32,
7138                                 u8 opcode, bool is_jmp32)
7139 {
7140         /* How can we transform "a <op> b" into "b <op> a"? */
7141         static const u8 opcode_flip[16] = {
7142                 /* these stay the same */
7143                 [BPF_JEQ  >> 4] = BPF_JEQ,
7144                 [BPF_JNE  >> 4] = BPF_JNE,
7145                 [BPF_JSET >> 4] = BPF_JSET,
7146                 /* these swap "lesser" and "greater" (L and G in the opcodes) */
7147                 [BPF_JGE  >> 4] = BPF_JLE,
7148                 [BPF_JGT  >> 4] = BPF_JLT,
7149                 [BPF_JLE  >> 4] = BPF_JGE,
7150                 [BPF_JLT  >> 4] = BPF_JGT,
7151                 [BPF_JSGE >> 4] = BPF_JSLE,
7152                 [BPF_JSGT >> 4] = BPF_JSLT,
7153                 [BPF_JSLE >> 4] = BPF_JSGE,
7154                 [BPF_JSLT >> 4] = BPF_JSGT
7155         };
7156         opcode = opcode_flip[opcode >> 4];
7157         /* This uses zero as "not present in table"; luckily the zero opcode,
7158          * BPF_JA, can't get here.
7159          */
7160         if (opcode)
7161                 reg_set_min_max(true_reg, false_reg, val, val32, opcode, is_jmp32);
7162 }
7163
7164 /* Regs are known to be equal, so intersect their min/max/var_off */
7165 static void __reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *src_reg,
7166                                   struct bpf_reg_state *dst_reg)
7167 {
7168         src_reg->umin_value = dst_reg->umin_value = max(src_reg->umin_value,
7169                                                         dst_reg->umin_value);
7170         src_reg->umax_value = dst_reg->umax_value = min(src_reg->umax_value,
7171                                                         dst_reg->umax_value);
7172         src_reg->smin_value = dst_reg->smin_value = max(src_reg->smin_value,
7173                                                         dst_reg->smin_value);
7174         src_reg->smax_value = dst_reg->smax_value = min(src_reg->smax_value,
7175                                                         dst_reg->smax_value);
7176         src_reg->var_off = dst_reg->var_off = tnum_intersect(src_reg->var_off,
7177                                                              dst_reg->var_off);
7178         /* We might have learned new bounds from the var_off. */
7179         __update_reg_bounds(src_reg);
7180         __update_reg_bounds(dst_reg);
7181         /* We might have learned something about the sign bit. */
7182         __reg_deduce_bounds(src_reg);
7183         __reg_deduce_bounds(dst_reg);
7184         /* We might have learned some bits from the bounds. */
7185         __reg_bound_offset(src_reg);
7186         __reg_bound_offset(dst_reg);
7187         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
7188          * slightly.  e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
7189          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
7190          */
7191         __update_reg_bounds(src_reg);
7192         __update_reg_bounds(dst_reg);
7193 }
7194
7195 static void reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *true_src,
7196                                 struct bpf_reg_state *true_dst,
7197                                 struct bpf_reg_state *false_src,
7198                                 struct bpf_reg_state *false_dst,
7199                                 u8 opcode)
7200 {
7201         switch (opcode) {
7202         case BPF_JEQ:
7203                 __reg_combine_min_max(true_src, true_dst);
7204                 break;
7205         case BPF_JNE:
7206                 __reg_combine_min_max(false_src, false_dst);
7207                 break;
7208         }
7209 }
7210
7211 static void mark_ptr_or_null_reg(struct bpf_func_state *state,
7212                                  struct bpf_reg_state *reg, u32 id,
7213                                  bool is_null)
7214 {
7215         if (reg_type_may_be_null(reg->type) && reg->id == id) {
7216                 /* Old offset (both fixed and variable parts) should
7217                  * have been known-zero, because we don't allow pointer
7218                  * arithmetic on pointers that might be NULL.
7219                  */
7220                 if (WARN_ON_ONCE(reg->smin_value || reg->smax_value ||
7221                                  !tnum_equals_const(reg->var_off, 0) ||
7222                                  reg->off)) {
7223                         __mark_reg_known_zero(reg);
7224                         reg->off = 0;
7225                 }
7226                 if (is_null) {
7227                         reg->type = SCALAR_VALUE;
7228                 } else if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL) {
7229                         const struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
7230
7231                         if (map->inner_map_meta) {
7232                                 reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
7233                                 reg->map_ptr = map->inner_map_meta;
7234                         } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_XSKMAP) {
7235                                 reg->type = PTR_TO_XDP_SOCK;
7236                         } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
7237                                    map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH) {
7238                                 reg->type = PTR_TO_SOCKET;
7239                         } else {
7240                                 reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
7241                         }
7242                 } else if (reg->type == PTR_TO_SOCKET_OR_NULL) {
7243                         reg->type = PTR_TO_SOCKET;
7244                 } else if (reg->type == PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL) {
7245                         reg->type = PTR_TO_SOCK_COMMON;
7246                 } else if (reg->type == PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL) {
7247                         reg->type = PTR_TO_TCP_SOCK;
7248                 } else if (reg->type == PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL) {
7249                         reg->type = PTR_TO_BTF_ID;
7250                 } else if (reg->type == PTR_TO_MEM_OR_NULL) {
7251                         reg->type = PTR_TO_MEM;
7252                 } else if (reg->type == PTR_TO_RDONLY_BUF_OR_NULL) {
7253                         reg->type = PTR_TO_RDONLY_BUF;
7254                 } else if (reg->type == PTR_TO_RDWR_BUF_OR_NULL) {
7255                         reg->type = PTR_TO_RDWR_BUF;
7256                 }
7257                 if (is_null) {
7258                         /* We don't need id and ref_obj_id from this point
7259                          * onwards anymore, thus we should better reset it,
7260                          * so that state pruning has chances to take effect.
7261                          */
7262                         reg->id = 0;
7263                         reg->ref_obj_id = 0;
7264                 } else if (!reg_may_point_to_spin_lock(reg)) {
7265                         /* For not-NULL ptr, reg->ref_obj_id will be reset
7266                          * in release_reg_references().
7267                          *
7268                          * reg->id is still used by spin_lock ptr. Other
7269                          * than spin_lock ptr type, reg->id can be reset.
7270                          */
7271                         reg->id = 0;
7272                 }
7273         }
7274 }
7275
7276 static void __mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_func_state *state, u32 id,
7277                                     bool is_null)
7278 {
7279         struct bpf_reg_state *reg;
7280         int i;
7281
7282         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
7283                 mark_ptr_or_null_reg(state, &state->regs[i], id, is_null);
7284
7285         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
7286                 if (!reg)
7287                         continue;
7288                 mark_ptr_or_null_reg(state, reg, id, is_null);
7289         }
7290 }
7291
7292 /* The logic is similar to find_good_pkt_pointers(), both could eventually
7293  * be folded together at some point.
7294  */
7295 static void mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_verifier_state *vstate, u32 regno,
7296                                   bool is_null)
7297 {
7298         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
7299         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
7300         u32 ref_obj_id = regs[regno].ref_obj_id;
7301         u32 id = regs[regno].id;
7302         int i;
7303
7304         if (ref_obj_id && ref_obj_id == id && is_null)
7305                 /* regs[regno] is in the " == NULL" branch.
7306                  * No one could have freed the reference state before
7307                  * doing the NULL check.
7308                  */
7309                 WARN_ON_ONCE(release_reference_state(state, id));
7310
7311         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
7312                 __mark_ptr_or_null_regs(vstate->frame[i], id, is_null);
7313 }
7314
7315 static bool try_match_pkt_pointers(const struct bpf_insn *insn,
7316                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
7317                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
7318                                    struct bpf_verifier_state *this_branch,
7319                                    struct bpf_verifier_state *other_branch)
7320 {
7321         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_X)
7322                 return false;
7323
7324         /* Pointers are always 64-bit. */
7325         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32)
7326                 return false;
7327
7328         switch (BPF_OP(insn->code)) {
7329         case BPF_JGT:
7330                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
7331                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
7332                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
7333                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
7334                         /* pkt_data' > pkt_end, pkt_meta' > pkt_data */
7335                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
7336                                                dst_reg->type, false);
7337                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
7338                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
7339                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
7340                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
7341                         /* pkt_end > pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
7342                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
7343                                                src_reg->type, true);
7344                 } else {
7345                         return false;
7346                 }
7347                 break;
7348         case BPF_JLT:
7349                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
7350                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
7351                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
7352                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
7353                         /* pkt_data' < pkt_end, pkt_meta' < pkt_data */
7354                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
7355                                                dst_reg->type, true);
7356                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
7357                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
7358                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
7359                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
7360                         /* pkt_end < pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
7361                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
7362                                                src_reg->type, false);
7363                 } else {
7364                         return false;
7365                 }
7366                 break;
7367         case BPF_JGE:
7368                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
7369                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
7370                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
7371                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
7372                         /* pkt_data' >= pkt_end, pkt_meta' >= pkt_data */
7373                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
7374                                                dst_reg->type, true);
7375                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
7376                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
7377                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
7378                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
7379                         /* pkt_end >= pkt_data', pkt_data >= pkt_meta' */
7380                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
7381                                                src_reg->type, false);
7382                 } else {
7383                         return false;
7384                 }
7385                 break;
7386         case BPF_JLE:
7387                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
7388                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
7389                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
7390                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
7391                         /* pkt_data' <= pkt_end, pkt_meta' <= pkt_data */
7392                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
7393                                                dst_reg->type, false);
7394                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
7395                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
7396                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
7397                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
7398                         /* pkt_end <= pkt_data', pkt_data <= pkt_meta' */
7399                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
7400                                                src_reg->type, true);
7401                 } else {
7402                         return false;
7403                 }
7404                 break;
7405         default:
7406                 return false;
7407         }
7408
7409         return true;
7410 }
7411
7412 static void find_equal_scalars(struct bpf_verifier_state *vstate,
7413                                struct bpf_reg_state *known_reg)
7414 {
7415         struct bpf_func_state *state;
7416         struct bpf_reg_state *reg;
7417         int i, j;
7418
7419         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++) {
7420                 state = vstate->frame[i];
7421                 for (j = 0; j < MAX_BPF_REG; j++) {
7422                         reg = &state->regs[j];
7423                         if (reg->type == SCALAR_VALUE && reg->id == known_reg->id)
7424                                 *reg = *known_reg;
7425                 }
7426
7427                 bpf_for_each_spilled_reg(j, state, reg) {
7428                         if (!reg)
7429                                 continue;
7430                         if (reg->type == SCALAR_VALUE && reg->id == known_reg->id)
7431                                 *reg = *known_reg;
7432                 }
7433         }
7434 }
7435
7436 static int check_cond_jmp_op(struct bpf_verifier_env *env,
7437                              struct bpf_insn *insn, int *insn_idx)
7438 {
7439         struct bpf_verifier_state *this_branch = env->cur_state;
7440         struct bpf_verifier_state *other_branch;
7441         struct bpf_reg_state *regs = this_branch->frame[this_branch->curframe]->regs;
7442         struct bpf_reg_state *dst_reg, *other_branch_regs, *src_reg = NULL;
7443         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
7444         bool is_jmp32;
7445         int pred = -1;
7446         int err;
7447
7448         /* Only conditional jumps are expected to reach here. */
7449         if (opcode == BPF_JA || opcode > BPF_JSLE) {
7450                 verbose(env, "invalid BPF_JMP/JMP32 opcode %x\n", opcode);
7451                 return -EINVAL;
7452         }
7453
7454         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
7455                 if (insn->imm != 0) {
7456                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
7457                         return -EINVAL;
7458                 }
7459
7460                 /* check src1 operand */
7461                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
7462                 if (err)
7463                         return err;
7464
7465                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
7466                         verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
7467                                 insn->src_reg);
7468                         return -EACCES;
7469                 }
7470                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
7471         } else {
7472                 if (insn->src_reg != BPF_REG_0) {
7473                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
7474                         return -EINVAL;
7475                 }
7476         }
7477
7478         /* check src2 operand */
7479         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
7480         if (err)
7481                 return err;
7482
7483         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
7484         is_jmp32 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32;
7485
7486         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
7487                 pred = is_branch_taken(dst_reg, insn->imm, opcode, is_jmp32);
7488         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
7489                    is_jmp32 && tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))) {
7490                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
7491                                        tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
7492                                        opcode,
7493                                        is_jmp32);
7494         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
7495                    !is_jmp32 && tnum_is_const(src_reg->var_off)) {
7496                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
7497                                        src_reg->var_off.value,
7498                                        opcode,
7499                                        is_jmp32);
7500         }
7501
7502         if (pred >= 0) {
7503                 /* If we get here with a dst_reg pointer type it is because
7504                  * above is_branch_taken() special cased the 0 comparison.
7505                  */
7506                 if (!__is_pointer_value(false, dst_reg))
7507                         err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
7508                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X && !err)
7509                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
7510                 if (err)
7511                         return err;
7512         }
7513         if (pred == 1) {
7514                 /* only follow the goto, ignore fall-through */
7515                 *insn_idx += insn->off;
7516                 return 0;
7517         } else if (pred == 0) {
7518                 /* only follow fall-through branch, since
7519                  * that's where the program will go
7520                  */
7521                 return 0;
7522         }
7523
7524         other_branch = push_stack(env, *insn_idx + insn->off + 1, *insn_idx,
7525                                   false);
7526         if (!other_branch)
7527                 return -EFAULT;
7528         other_branch_regs = other_branch->frame[other_branch->curframe]->regs;
7529
7530         /* detect if we are comparing against a constant value so we can adjust
7531          * our min/max values for our dst register.
7532          * this is only legit if both are scalars (or pointers to the same
7533          * object, I suppose, but we don't support that right now), because
7534          * otherwise the different base pointers mean the offsets aren't
7535          * comparable.
7536          */
7537         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
7538                 struct bpf_reg_state *src_reg = &regs[insn->src_reg];
7539
7540                 if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
7541                     src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
7542                         if (tnum_is_const(src_reg->var_off) ||
7543                             (is_jmp32 &&
7544                              tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))))
7545                                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
7546                                                 dst_reg,
7547                                                 src_reg->var_off.value,
7548                                                 tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
7549                                                 opcode, is_jmp32);
7550                         else if (tnum_is_const(dst_reg->var_off) ||
7551                                  (is_jmp32 &&
7552                                   tnum_is_const(tnum_subreg(dst_reg->var_off))))
7553                                 reg_set_min_max_inv(&other_branch_regs[insn->src_reg],
7554                                                     src_reg,
7555                                                     dst_reg->var_off.value,
7556                                                     tnum_subreg(dst_reg->var_off).value,
7557                                                     opcode, is_jmp32);
7558                         else if (!is_jmp32 &&
7559                                  (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE))
7560                                 /* Comparing for equality, we can combine knowledge */
7561                                 reg_combine_min_max(&other_branch_regs[insn->src_reg],
7562                                                     &other_branch_regs[insn->dst_reg],
7563                                                     src_reg, dst_reg, opcode);
7564                         if (src_reg->id &&
7565                             !WARN_ON_ONCE(src_reg->id != other_branch_regs[insn->src_reg].id)) {
7566                                 find_equal_scalars(this_branch, src_reg);
7567                                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->src_reg]);
7568                         }
7569
7570                 }
7571         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE) {
7572                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
7573                                         dst_reg, insn->imm, (u32)insn->imm,
7574                                         opcode, is_jmp32);
7575         }
7576
7577         if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE && dst_reg->id &&
7578             !WARN_ON_ONCE(dst_reg->id != other_branch_regs[insn->dst_reg].id)) {
7579                 find_equal_scalars(this_branch, dst_reg);
7580                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->dst_reg]);
7581         }
7582
7583         /* detect if R == 0 where R is returned from bpf_map_lookup_elem().
7584          * NOTE: these optimizations below are related with pointer comparison
7585          *       which will never be JMP32.
7586          */
7587         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K &&
7588             insn->imm == 0 && (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE) &&
7589             reg_type_may_be_null(dst_reg->type)) {
7590                 /* Mark all identical registers in each branch as either
7591                  * safe or unknown depending R == 0 or R != 0 conditional.
7592                  */
7593                 mark_ptr_or_null_regs(this_branch, insn->dst_reg,
7594                                       opcode == BPF_JNE);
7595                 mark_ptr_or_null_regs(other_branch, insn->dst_reg,
7596                                       opcode == BPF_JEQ);
7597         } else if (!try_match_pkt_pointers(insn, dst_reg, &regs[insn->src_reg],
7598                                            this_branch, other_branch) &&
7599                    is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
7600                 verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
7601                         insn->dst_reg);
7602                 return -EACCES;
7603         }
7604         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
7605                 print_verifier_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
7606         return 0;
7607 }
7608
7609 /* verify BPF_LD_IMM64 instruction */
7610 static int check_ld_imm(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
7611 {
7612         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
7613         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
7614         struct bpf_reg_state *dst_reg;
7615         struct bpf_map *map;
7616         int err;
7617
7618         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
7619                 verbose(env, "invalid BPF_LD_IMM insn\n");
7620                 return -EINVAL;
7621         }
7622         if (insn->off != 0) {
7623                 verbose(env, "BPF_LD_IMM64 uses reserved fields\n");
7624                 return -EINVAL;
7625         }
7626
7627         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
7628         if (err)
7629                 return err;
7630
7631         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
7632         if (insn->src_reg == 0) {
7633                 u64 imm = ((u64)(insn + 1)->imm << 32) | (u32)insn->imm;
7634
7635                 dst_reg->type = SCALAR_VALUE;
7636                 __mark_reg_known(&regs[insn->dst_reg], imm);
7637                 return 0;
7638         }
7639
7640         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
7641                 mark_reg_known_zero(env, regs, insn->dst_reg);
7642
7643                 dst_reg->type = aux->btf_var.reg_type;
7644                 switch (dst_reg->type) {
7645                 case PTR_TO_MEM:
7646                         dst_reg->mem_size = aux->btf_var.mem_size;
7647                         break;
7648                 case PTR_TO_BTF_ID:
7649                 case PTR_TO_PERCPU_BTF_ID:
7650                         dst_reg->btf_id = aux->btf_var.btf_id;
7651                         break;
7652                 default:
7653                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
7654                         return -EFAULT;
7655                 }
7656                 return 0;
7657         }
7658
7659         map = env->used_maps[aux->map_index];
7660         mark_reg_known_zero(env, regs, insn->dst_reg);
7661         dst_reg->map_ptr = map;
7662
7663         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_VALUE) {
7664                 dst_reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
7665                 dst_reg->off = aux->map_off;
7666                 if (map_value_has_spin_lock(map))
7667                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
7668         } else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD) {
7669                 dst_reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
7670         } else {
7671                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
7672                 return -EINVAL;
7673         }
7674
7675         return 0;
7676 }
7677
7678 static bool may_access_skb(enum bpf_prog_type type)
7679 {
7680         switch (type) {
7681         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
7682         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
7683         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
7684                 return true;
7685         default:
7686                 return false;
7687         }
7688 }
7689
7690 /* verify safety of LD_ABS|LD_IND instructions:
7691  * - they can only appear in the programs where ctx == skb
7692  * - since they are wrappers of function calls, they scratch R1-R5 registers,
7693  *   preserve R6-R9, and store return value into R0
7694  *
7695  * Implicit input:
7696  *   ctx == skb == R6 == CTX
7697  *
7698  * Explicit input:
7699  *   SRC == any register
7700  *   IMM == 32-bit immediate
7701  *
7702  * Output:
7703  *   R0 - 8/16/32-bit skb data converted to cpu endianness
7704  */
7705 static int check_ld_abs(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
7706 {
7707         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
7708         static const int ctx_reg = BPF_REG_6;
7709         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
7710         int i, err;
7711
7712         if (!may_access_skb(resolve_prog_type(env->prog))) {
7713                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] instructions not allowed for this program type\n");
7714                 return -EINVAL;
7715         }
7716
7717         if (!env->ops->gen_ld_abs) {
7718                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
7719                 return -EINVAL;
7720         }
7721
7722         if (insn->dst_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
7723             BPF_SIZE(insn->code) == BPF_DW ||
7724             (mode == BPF_ABS && insn->src_reg != BPF_REG_0)) {
7725                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] uses reserved fields\n");
7726                 return -EINVAL;
7727         }
7728
7729         /* check whether implicit source operand (register R6) is readable */
7730         err = check_reg_arg(env, ctx_reg, SRC_OP);
7731         if (err)
7732                 return err;
7733
7734         /* Disallow usage of BPF_LD_[ABS|IND] with reference tracking, as
7735          * gen_ld_abs() may terminate the program at runtime, leading to
7736          * reference leak.
7737          */
7738         err = check_reference_leak(env);
7739         if (err) {
7740                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be mixed with socket references\n");
7741                 return err;
7742         }
7743
7744         if (env->cur_state->active_spin_lock) {
7745                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_spin_lock-ed region\n");
7746                 return -EINVAL;
7747         }
7748
7749         if (regs[ctx_reg].type != PTR_TO_CTX) {
7750                 verbose(env,
7751                         "at the time of BPF_LD_ABS|IND R6 != pointer to skb\n");
7752                 return -EINVAL;
7753         }
7754
7755         if (mode == BPF_IND) {
7756                 /* check explicit source operand */
7757                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
7758                 if (err)
7759                         return err;
7760         }
7761
7762         err = check_ctx_reg(env, &regs[ctx_reg], ctx_reg);
7763         if (err < 0)
7764                 return err;
7765
7766         /* reset caller saved regs to unreadable */
7767         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
7768                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
7769                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
7770         }
7771
7772         /* mark destination R0 register as readable, since it contains
7773          * the value fetched from the packet.
7774          * Already marked as written above.
7775          */
7776         mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
7777         /* ld_abs load up to 32-bit skb data. */
7778         regs[BPF_REG_0].subreg_def = env->insn_idx + 1;
7779         return 0;
7780 }
7781
7782 static int check_return_code(struct bpf_verifier_env *env)
7783 {
7784         struct tnum enforce_attach_type_range = tnum_unknown;
7785         const struct bpf_prog *prog = env->prog;
7786         struct bpf_reg_state *reg;
7787         struct tnum range = tnum_range(0, 1);
7788         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
7789         int err;
7790
7791         /* LSM and struct_ops func-ptr's return type could be "void" */
7792         if ((prog_type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS ||
7793              prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM) &&
7794             !prog->aux->attach_func_proto->type)
7795                 return 0;
7796
7797         /* eBPF calling convetion is such that R0 is used
7798          * to return the value from eBPF program.
7799          * Make sure that it's readable at this time
7800          * of bpf_exit, which means that program wrote
7801          * something into it earlier
7802          */
7803         err = check_reg_arg(env, BPF_REG_0, SRC_OP);
7804         if (err)
7805                 return err;
7806
7807         if (is_pointer_value(env, BPF_REG_0)) {
7808                 verbose(env, "R0 leaks addr as return value\n");
7809                 return -EACCES;
7810         }
7811
7812         switch (prog_type) {
7813         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK_ADDR:
7814                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP4_RECVMSG ||
7815                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP6_RECVMSG ||
7816                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETPEERNAME ||
7817                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETPEERNAME ||
7818                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETSOCKNAME ||
7819                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETSOCKNAME)
7820                         range = tnum_range(1, 1);
7821                 break;
7822         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
7823                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET_EGRESS) {
7824                         range = tnum_range(0, 3);
7825                         enforce_attach_type_range = tnum_range(2, 3);
7826                 }
7827                 break;
7828         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK:
7829         case BPF_PROG_TYPE_SOCK_OPS:
7830         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_DEVICE:
7831         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SYSCTL:
7832         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
7833                 break;
7834         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
7835                 if (!env->prog->aux->attach_btf_id)
7836                         return 0;
7837                 range = tnum_const(0);
7838                 break;
7839         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
7840                 switch (env->prog->expected_attach_type) {
7841                 case BPF_TRACE_FENTRY:
7842                 case BPF_TRACE_FEXIT:
7843                         range = tnum_const(0);
7844                         break;
7845                 case BPF_TRACE_RAW_TP:
7846                 case BPF_MODIFY_RETURN:
7847                         return 0;
7848                 case BPF_TRACE_ITER:
7849                         break;
7850                 default:
7851                         return -ENOTSUPP;
7852                 }
7853                 break;
7854         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
7855                 range = tnum_range(SK_DROP, SK_PASS);
7856                 break;
7857         case BPF_PROG_TYPE_EXT:
7858                 /* freplace program can return anything as its return value
7859                  * depends on the to-be-replaced kernel func or bpf program.
7860                  */
7861         default:
7862                 return 0;
7863         }
7864
7865         reg = cur_regs(env) + BPF_REG_0;
7866         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
7867                 verbose(env, "At program exit the register R0 is not a known value (%s)\n",
7868                         reg_type_str[reg->type]);
7869                 return -EINVAL;
7870         }
7871
7872         if (!tnum_in(range, reg->var_off)) {
7873                 char tn_buf[48];
7874
7875                 verbose(env, "At program exit the register R0 ");
7876                 if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
7877                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
7878                         verbose(env, "has value %s", tn_buf);
7879                 } else {
7880                         verbose(env, "has unknown scalar value");
7881                 }
7882                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), range);
7883                 verbose(env, " should have been in %s\n", tn_buf);
7884                 return -EINVAL;
7885         }
7886
7887         if (!tnum_is_unknown(enforce_attach_type_range) &&
7888             tnum_in(enforce_attach_type_range, reg->var_off))
7889                 env->prog->enforce_expected_attach_type = 1;
7890         return 0;
7891 }
7892
7893 /* non-recursive DFS pseudo code
7894  * 1  procedure DFS-iterative(G,v):
7895  * 2      label v as discovered
7896  * 3      let S be a stack
7897  * 4      S.push(v)
7898  * 5      while S is not empty
7899  * 6            t <- S.pop()
7900  * 7            if t is what we're looking for:
7901  * 8                return t
7902  * 9            for all edges e in G.adjacentEdges(t) do
7903  * 10               if edge e is already labelled
7904  * 11                   continue with the next edge
7905  * 12               w <- G.adjacentVertex(t,e)
7906  * 13               if vertex w is not discovered and not explored
7907  * 14                   label e as tree-edge
7908  * 15                   label w as discovered
7909  * 16                   S.push(w)
7910  * 17                   continue at 5
7911  * 18               else if vertex w is discovered
7912  * 19                   label e as back-edge
7913  * 20               else
7914  * 21                   // vertex w is explored
7915  * 22                   label e as forward- or cross-edge
7916  * 23           label t as explored
7917  * 24           S.pop()
7918  *
7919  * convention:
7920  * 0x10 - discovered
7921  * 0x11 - discovered and fall-through edge labelled
7922  * 0x12 - discovered and fall-through and branch edges labelled
7923  * 0x20 - explored
7924  */
7925
7926 enum {
7927         DISCOVERED = 0x10,
7928         EXPLORED = 0x20,
7929         FALLTHROUGH = 1,
7930         BRANCH = 2,
7931 };
7932
7933 static u32 state_htab_size(struct bpf_verifier_env *env)
7934 {
7935         return env->prog->len;
7936 }
7937
7938 static struct bpf_verifier_state_list **explored_state(
7939                                         struct bpf_verifier_env *env,
7940                                         int idx)
7941 {
7942         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
7943         struct bpf_func_state *state = cur->frame[cur->curframe];
7944
7945         return &env->explored_states[(idx ^ state->callsite) % state_htab_size(env)];
7946 }
7947
7948 static void init_explored_state(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
7949 {
7950         env->insn_aux_data[idx].prune_point = true;
7951 }
7952
7953 /* t, w, e - match pseudo-code above:
7954  * t - index of current instruction
7955  * w - next instruction
7956  * e - edge
7957  */
7958 static int push_insn(int t, int w, int e, struct bpf_verifier_env *env,
7959                      bool loop_ok)
7960 {
7961         int *insn_stack = env->cfg.insn_stack;
7962         int *insn_state = env->cfg.insn_state;
7963
7964         if (e == FALLTHROUGH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | FALLTHROUGH))
7965                 return 0;
7966
7967         if (e == BRANCH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | BRANCH))
7968                 return 0;
7969
7970         if (w < 0 || w >= env->prog->len) {
7971                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
7972                 verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", t, w);
7973                 return -EINVAL;
7974         }
7975
7976         if (e == BRANCH)
7977                 /* mark branch target for state pruning */
7978                 init_explored_state(env, w);
7979
7980         if (insn_state[w] == 0) {
7981                 /* tree-edge */
7982                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
7983                 insn_state[w] = DISCOVERED;
7984                 if (env->cfg.cur_stack >= env->prog->len)
7985                         return -E2BIG;
7986                 insn_stack[env->cfg.cur_stack++] = w;
7987                 return 1;
7988         } else if ((insn_state[w] & 0xF0) == DISCOVERED) {
7989                 if (loop_ok && env->bpf_capable)
7990                         return 0;
7991                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
7992                 verbose_linfo(env, w, "%d: ", w);
7993                 verbose(env, "back-edge from insn %d to %d\n", t, w);
7994                 return -EINVAL;
7995         } else if (insn_state[w] == EXPLORED) {
7996                 /* forward- or cross-edge */
7997                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
7998         } else {
7999                 verbose(env, "insn state internal bug\n");
8000                 return -EFAULT;
8001         }
8002         return 0;
8003 }
8004
8005 /* non-recursive depth-first-search to detect loops in BPF program
8006  * loop == back-edge in directed graph
8007  */
8008 static int check_cfg(struct bpf_verifier_env *env)
8009 {
8010         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
8011         int insn_cnt = env->prog->len;
8012         int *insn_stack, *insn_state;
8013         int ret = 0;
8014         int i, t;
8015
8016         insn_state = env->cfg.insn_state = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
8017         if (!insn_state)
8018                 return -ENOMEM;
8019
8020         insn_stack = env->cfg.insn_stack = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
8021         if (!insn_stack) {
8022                 kvfree(insn_state);
8023                 return -ENOMEM;
8024         }
8025
8026         insn_state[0] = DISCOVERED; /* mark 1st insn as discovered */
8027         insn_stack[0] = 0; /* 0 is the first instruction */
8028         env->cfg.cur_stack = 1;
8029
8030 peek_stack:
8031         if (env->cfg.cur_stack == 0)
8032                 goto check_state;
8033         t = insn_stack[env->cfg.cur_stack - 1];
8034
8035         if (BPF_CLASS(insns[t].code) == BPF_JMP ||
8036             BPF_CLASS(insns[t].code) == BPF_JMP32) {
8037                 u8 opcode = BPF_OP(insns[t].code);
8038
8039                 if (opcode == BPF_EXIT) {
8040                         goto mark_explored;
8041                 } else if (opcode == BPF_CALL) {
8042                         ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
8043                         if (ret == 1)
8044                                 goto peek_stack;
8045                         else if (ret < 0)
8046                                 goto err_free;
8047                         if (t + 1 < insn_cnt)
8048                                 init_explored_state(env, t + 1);
8049                         if (insns[t].src_reg == BPF_PSEUDO_CALL) {
8050                                 init_explored_state(env, t);
8051                                 ret = push_insn(t, t + insns[t].imm + 1, BRANCH,
8052                                                 env, false);
8053                                 if (ret == 1)
8054                                         goto peek_stack;
8055                                 else if (ret < 0)
8056                                         goto err_free;
8057                         }
8058                 } else if (opcode == BPF_JA) {
8059                         if (BPF_SRC(insns[t].code) != BPF_K) {
8060                                 ret = -EINVAL;
8061                                 goto err_free;
8062                         }
8063                         /* unconditional jump with single edge */
8064                         ret = push_insn(t, t + insns[t].off + 1,
8065                                         FALLTHROUGH, env, true);
8066                         if (ret == 1)
8067                                 goto peek_stack;
8068                         else if (ret < 0)
8069                                 goto err_free;
8070                         /* unconditional jmp is not a good pruning point,
8071                          * but it's marked, since backtracking needs
8072                          * to record jmp history in is_state_visited().
8073                          */
8074                         init_explored_state(env, t + insns[t].off + 1);
8075                         /* tell verifier to check for equivalent states
8076                          * after every call and jump
8077                          */
8078                         if (t + 1 < insn_cnt)
8079                                 init_explored_state(env, t + 1);
8080                 } else {
8081                         /* conditional jump with two edges */
8082                         init_explored_state(env, t);
8083                         ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, true);
8084                         if (ret == 1)
8085                                 goto peek_stack;
8086                         else if (ret < 0)
8087                                 goto err_free;
8088
8089                         ret = push_insn(t, t + insns[t].off + 1, BRANCH, env, true);
8090                         if (ret == 1)
8091                                 goto peek_stack;
8092                         else if (ret < 0)
8093                                 goto err_free;
8094                 }
8095         } else {
8096                 /* all other non-branch instructions with single
8097                  * fall-through edge
8098                  */
8099                 ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
8100                 if (ret == 1)
8101                         goto peek_stack;
8102                 else if (ret < 0)
8103                         goto err_free;
8104         }
8105
8106 mark_explored:
8107         insn_state[t] = EXPLORED;
8108         if (env->cfg.cur_stack-- <= 0) {
8109                 verbose(env, "pop stack internal bug\n");
8110                 ret = -EFAULT;
8111                 goto err_free;
8112         }
8113         goto peek_stack;
8114
8115 check_state:
8116         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
8117                 if (insn_state[i] != EXPLORED) {
8118                         verbose(env, "unreachable insn %d\n", i);
8119                         ret = -EINVAL;
8120                         goto err_free;
8121                 }
8122         }
8123         ret = 0; /* cfg looks good */
8124
8125 err_free:
8126         kvfree(insn_state);
8127         kvfree(insn_stack);
8128         env->cfg.insn_state = env->cfg.insn_stack = NULL;
8129         return ret;
8130 }
8131
8132 static int check_abnormal_return(struct bpf_verifier_env *env)
8133 {
8134         int i;
8135
8136         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
8137                 if (env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
8138                         verbose(env, "LD_ABS is not allowed in subprogs without BTF\n");
8139                         return -EINVAL;
8140                 }
8141                 if (env->subprog_info[i].has_tail_call) {
8142                         verbose(env, "tail_call is not allowed in subprogs without BTF\n");
8143                         return -EINVAL;
8144                 }
8145         }
8146         return 0;
8147 }
8148
8149 /* The minimum supported BTF func info size */
8150 #define MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE   8
8151 #define MAX_FUNCINFO_REC_SIZE   252
8152
8153 static int check_btf_func(struct bpf_verifier_env *env,
8154                           const union bpf_attr *attr,
8155                           union bpf_attr __user *uattr)
8156 {
8157         const struct btf_type *type, *func_proto, *ret_type;
8158         u32 i, nfuncs, urec_size, min_size;
8159         u32 krec_size = sizeof(struct bpf_func_info);
8160         struct bpf_func_info *krecord;
8161         struct bpf_func_info_aux *info_aux = NULL;
8162         struct bpf_prog *prog;
8163         const struct btf *btf;
8164         void __user *urecord;
8165         u32 prev_offset = 0;
8166         bool scalar_return;
8167         int ret = -ENOMEM;
8168
8169         nfuncs = attr->func_info_cnt;
8170         if (!nfuncs) {
8171                 if (check_abnormal_return(env))
8172                         return -EINVAL;
8173                 return 0;
8174         }
8175
8176         if (nfuncs != env->subprog_cnt) {
8177                 verbose(env, "number of funcs in func_info doesn't match number of subprogs\n");
8178                 return -EINVAL;
8179         }
8180
8181         urec_size = attr->func_info_rec_size;
8182         if (urec_size < MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE ||
8183             urec_size > MAX_FUNCINFO_REC_SIZE ||
8184             urec_size % sizeof(u32)) {
8185                 verbose(env, "invalid func info rec size %u\n", urec_size);
8186                 return -EINVAL;
8187         }
8188
8189         prog = env->prog;
8190         btf = prog->aux->btf;
8191
8192         urecord = u64_to_user_ptr(attr->func_info);
8193         min_size = min_t(u32, krec_size, urec_size);
8194
8195         krecord = kvcalloc(nfuncs, krec_size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
8196         if (!krecord)
8197                 return -ENOMEM;
8198         info_aux = kcalloc(nfuncs, sizeof(*info_aux), GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
8199         if (!info_aux)
8200                 goto err_free;
8201
8202         for (i = 0; i < nfuncs; i++) {
8203                 ret = bpf_check_uarg_tail_zero(urecord, krec_size, urec_size);
8204                 if (ret) {
8205                         if (ret == -E2BIG) {
8206                                 verbose(env, "nonzero tailing record in func info");
8207                                 /* set the size kernel expects so loader can zero
8208                                  * out the rest of the record.
8209                                  */
8210                                 if (put_user(min_size, &uattr->func_info_rec_size))
8211                                         ret = -EFAULT;
8212                         }
8213                         goto err_free;
8214                 }
8215
8216                 if (copy_from_user(&krecord[i], urecord, min_size)) {
8217                         ret = -EFAULT;
8218                         goto err_free;
8219                 }
8220
8221                 /* check insn_off */
8222                 ret = -EINVAL;
8223                 if (i == 0) {
8224                         if (krecord[i].insn_off) {
8225                                 verbose(env,
8226                                         "nonzero insn_off %u for the first func info record",
8227                                         krecord[i].insn_off);
8228                                 goto err_free;
8229                         }
8230                 } else if (krecord[i].insn_off <= prev_offset) {
8231                         verbose(env,
8232                                 "same or smaller insn offset (%u) than previous func info record (%u)",
8233                                 krecord[i].insn_off, prev_offset);
8234                         goto err_free;
8235                 }
8236
8237                 if (env->subprog_info[i].start != krecord[i].insn_off) {
8238                         verbose(env, "func_info BTF section doesn't match subprog layout in BPF program\n");
8239                         goto err_free;
8240                 }
8241
8242                 /* check type_id */
8243                 type = btf_type_by_id(btf, krecord[i].type_id);
8244                 if (!type || !btf_type_is_func(type)) {
8245                         verbose(env, "invalid type id %d in func info",
8246                                 krecord[i].type_id);
8247                         goto err_free;
8248                 }
8249                 info_aux[i].linkage = BTF_INFO_VLEN(type->info);
8250
8251                 func_proto = btf_type_by_id(btf, type->type);
8252                 if (unlikely(!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)))
8253                         /* btf_func_check() already verified it during BTF load */
8254                         goto err_free;
8255                 ret_type = btf_type_skip_modifiers(btf, func_proto->type, NULL);
8256                 scalar_return =
8257                         btf_type_is_small_int(ret_type) || btf_type_is_enum(ret_type);
8258                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
8259                         verbose(env, "LD_ABS is only allowed in functions that return 'int'.\n");
8260                         goto err_free;
8261                 }
8262                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_tail_call) {
8263                         verbose(env, "tail_call is only allowed in functions that return 'int'.\n");
8264                         goto err_free;
8265                 }
8266
8267                 prev_offset = krecord[i].insn_off;
8268                 urecord += urec_size;
8269         }
8270
8271         prog->aux->func_info = krecord;
8272         prog->aux->func_info_cnt = nfuncs;
8273         prog->aux->func_info_aux = info_aux;
8274         return 0;
8275
8276 err_free:
8277         kvfree(krecord);
8278         kfree(info_aux);
8279         return ret;
8280 }
8281
8282 static void adjust_btf_func(struct bpf_verifier_env *env)
8283 {
8284         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
8285         int i;
8286
8287         if (!aux->func_info)
8288                 return;
8289
8290         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
8291                 aux->func_info[i].insn_off = env->subprog_info[i].start;
8292 }
8293
8294 #define MIN_BPF_LINEINFO_SIZE   (offsetof(struct bpf_line_info, line_col) + \
8295                 sizeof(((struct bpf_line_info *)(0))->line_col))
8296 #define MAX_LINEINFO_REC_SIZE   MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
8297
8298 static int check_btf_line(struct bpf_verifier_env *env,
8299                           const union bpf_attr *attr,
8300                           union bpf_attr __user *uattr)
8301 {
8302         u32 i, s, nr_linfo, ncopy, expected_size, rec_size, prev_offset = 0;
8303         struct bpf_subprog_info *sub;
8304         struct bpf_line_info *linfo;
8305         struct bpf_prog *prog;
8306         const struct btf *btf;
8307         void __user *ulinfo;
8308         int err;
8309
8310         nr_linfo = attr->line_info_cnt;
8311         if (!nr_linfo)
8312                 return 0;
8313
8314         rec_size = attr->line_info_rec_size;
8315         if (rec_size < MIN_BPF_LINEINFO_SIZE ||
8316             rec_size > MAX_LINEINFO_REC_SIZE ||
8317             rec_size & (sizeof(u32) - 1))
8318                 return -EINVAL;
8319
8320         /* Need to zero it in case the userspace may
8321          * pass in a smaller bpf_line_info object.
8322          */
8323         linfo = kvcalloc(nr_linfo, sizeof(struct bpf_line_info),
8324                          GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
8325         if (!linfo)
8326                 return -ENOMEM;
8327
8328         prog = env->prog;
8329         btf = prog->aux->btf;
8330
8331         s = 0;
8332         sub = env->subprog_info;
8333         ulinfo = u64_to_user_ptr(attr->line_info);
8334         expected_size = sizeof(struct bpf_line_info);
8335         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
8336         for (i = 0; i < nr_linfo; i++) {
8337                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(ulinfo, expected_size, rec_size);
8338                 if (err) {
8339                         if (err == -E2BIG) {
8340                                 verbose(env, "nonzero tailing record in line_info");
8341                                 if (put_user(expected_size,
8342                                              &uattr->line_info_rec_size))
8343                                         err = -EFAULT;
8344                         }
8345                         goto err_free;
8346                 }
8347
8348                 if (copy_from_user(&linfo[i], ulinfo, ncopy)) {
8349                         err = -EFAULT;
8350                         goto err_free;
8351                 }
8352
8353                 /*
8354                  * Check insn_off to ensure
8355                  * 1) strictly increasing AND
8356                  * 2) bounded by prog->len
8357                  *
8358                  * The linfo[0].insn_off == 0 check logically falls into
8359                  * the later "missing bpf_line_info for func..." case
8360                  * because the first linfo[0].insn_off must be the
8361                  * first sub also and the first sub must have
8362                  * subprog_info[0].start == 0.
8363                  */
8364                 if ((i && linfo[i].insn_off <= prev_offset) ||
8365                     linfo[i].insn_off >= prog->len) {
8366                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].insn_off:%u (prev_offset:%u prog->len:%u)\n",
8367                                 i, linfo[i].insn_off, prev_offset,
8368                                 prog->len);
8369                         err = -EINVAL;
8370                         goto err_free;
8371                 }
8372
8373                 if (!prog->insnsi[linfo[i].insn_off].code) {
8374                         verbose(env,
8375                                 "Invalid insn code at line_info[%u].insn_off\n",
8376                                 i);
8377                         err = -EINVAL;
8378                         goto err_free;
8379                 }
8380
8381                 if (!btf_name_by_offset(btf, linfo[i].line_off) ||
8382                     !btf_name_by_offset(btf, linfo[i].file_name_off)) {
8383                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].line_off or .file_name_off\n", i);
8384                         err = -EINVAL;
8385                         goto err_free;
8386                 }
8387
8388                 if (s != env->subprog_cnt) {
8389                         if (linfo[i].insn_off == sub[s].start) {
8390                                 sub[s].linfo_idx = i;
8391                                 s++;
8392                         } else if (sub[s].start < linfo[i].insn_off) {
8393                                 verbose(env, "missing bpf_line_info for func#%u\n", s);
8394                                 err = -EINVAL;
8395                                 goto err_free;
8396                         }
8397                 }
8398
8399                 prev_offset = linfo[i].insn_off;
8400                 ulinfo += rec_size;
8401         }
8402
8403         if (s != env->subprog_cnt) {
8404                 verbose(env, "missing bpf_line_info for %u funcs starting from func#%u\n",
8405                         env->subprog_cnt - s, s);
8406                 err = -EINVAL;
8407                 goto err_free;
8408         }
8409
8410         prog->aux->linfo = linfo;
8411         prog->aux->nr_linfo = nr_linfo;
8412
8413         return 0;
8414
8415 err_free:
8416         kvfree(linfo);
8417         return err;
8418 }
8419
8420 static int check_btf_info(struct bpf_verifier_env *env,
8421                           const union bpf_attr *attr,
8422                           union bpf_attr __user *uattr)
8423 {
8424         struct btf *btf;
8425         int err;
8426
8427         if (!attr->func_info_cnt && !attr->line_info_cnt) {
8428                 if (check_abnormal_return(env))
8429                         return -EINVAL;
8430                 return 0;
8431         }
8432
8433         btf = btf_get_by_fd(attr->prog_btf_fd);
8434         if (IS_ERR(btf))
8435                 return PTR_ERR(btf);
8436         env->prog->aux->btf = btf;
8437
8438         err = check_btf_func(env, attr, uattr);
8439         if (err)
8440                 return err;
8441
8442         err = check_btf_line(env, attr, uattr);
8443         if (err)
8444                 return err;
8445
8446         return 0;
8447 }
8448
8449 /* check %cur's range satisfies %old's */
8450 static bool range_within(struct bpf_reg_state *old,
8451                          struct bpf_reg_state *cur)
8452 {
8453         return old->umin_value <= cur->umin_value &&
8454                old->umax_value >= cur->umax_value &&
8455                old->smin_value <= cur->smin_value &&
8456                old->smax_value >= cur->smax_value;
8457 }
8458
8459 /* Maximum number of register states that can exist at once */
8460 #define ID_MAP_SIZE     (MAX_BPF_REG + MAX_BPF_STACK / BPF_REG_SIZE)
8461 struct idpair {
8462         u32 old;
8463         u32 cur;
8464 };
8465
8466 /* If in the old state two registers had the same id, then they need to have
8467  * the same id in the new state as well.  But that id could be different from
8468  * the old state, so we need to track the mapping from old to new ids.
8469  * Once we have seen that, say, a reg with old id 5 had new id 9, any subsequent
8470  * regs with old id 5 must also have new id 9 for the new state to be safe.  But
8471  * regs with a different old id could still have new id 9, we don't care about
8472  * that.
8473  * So we look through our idmap to see if this old id has been seen before.  If
8474  * so, we require the new id to match; otherwise, we add the id pair to the map.
8475  */
8476 static bool check_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct idpair *idmap)
8477 {
8478         unsigned int i;
8479
8480         for (i = 0; i < ID_MAP_SIZE; i++) {
8481                 if (!idmap[i].old) {
8482                         /* Reached an empty slot; haven't seen this id before */
8483                         idmap[i].old = old_id;
8484                         idmap[i].cur = cur_id;
8485                         return true;
8486                 }
8487                 if (idmap[i].old == old_id)
8488                         return idmap[i].cur == cur_id;
8489         }
8490         /* We ran out of idmap slots, which should be impossible */
8491         WARN_ON_ONCE(1);
8492         return false;
8493 }
8494
8495 static void clean_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
8496                              struct bpf_func_state *st)
8497 {
8498         enum bpf_reg_liveness live;
8499         int i, j;
8500
8501         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
8502                 live = st->regs[i].live;
8503                 /* liveness must not touch this register anymore */
8504                 st->regs[i].live |= REG_LIVE_DONE;
8505                 if (!(live & REG_LIVE_READ))
8506                         /* since the register is unused, clear its state
8507                          * to make further comparison simpler
8508                          */
8509                         __mark_reg_not_init(env, &st->regs[i]);
8510         }
8511
8512         for (i = 0; i < st->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
8513                 live = st->stack[i].spilled_ptr.live;
8514                 /* liveness must not touch this stack slot anymore */
8515                 st->stack[i].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_DONE;
8516                 if (!(live & REG_LIVE_READ)) {
8517                         __mark_reg_not_init(env, &st->stack[i].spilled_ptr);
8518                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
8519                                 st->stack[i].slot_type[j] = STACK_INVALID;
8520                 }
8521         }
8522 }
8523
8524 static void clean_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
8525                                  struct bpf_verifier_state *st)
8526 {
8527         int i;
8528
8529         if (st->frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE)
8530                 /* all regs in this state in all frames were already marked */
8531                 return;
8532
8533         for (i = 0; i <= st->curframe; i++)
8534                 clean_func_state(env, st->frame[i]);
8535 }
8536
8537 /* the parentage chains form a tree.
8538  * the verifier states are added to state lists at given insn and
8539  * pushed into state stack for future exploration.
8540  * when the verifier reaches bpf_exit insn some of the verifer states
8541  * stored in the state lists have their final liveness state already,
8542  * but a lot of states will get revised from liveness point of view when
8543  * the verifier explores other branches.
8544  * Example:
8545  * 1: r0 = 1
8546  * 2: if r1 == 100 goto pc+1
8547  * 3: r0 = 2
8548  * 4: exit
8549  * when the verifier reaches exit insn the register r0 in the state list of
8550  * insn 2 will be seen as !REG_LIVE_READ. Then the verifier pops the other_branch
8551  * of insn 2 and goes exploring further. At the insn 4 it will walk the
8552  * parentage chain from insn 4 into insn 2 and will mark r0 as REG_LIVE_READ.
8553  *
8554  * Since the verifier pushes the branch states as it sees them while exploring
8555  * the program the condition of walking the branch instruction for the second
8556  * time means that all states below this branch were already explored and
8557  * their final liveness markes are already propagated.
8558  * Hence when the verifier completes the search of state list in is_state_visited()
8559  * we can call this clean_live_states() function to mark all liveness states
8560  * as REG_LIVE_DONE to indicate that 'parent' pointers of 'struct bpf_reg_state'
8561  * will not be used.
8562  * This function also clears the registers and stack for states that !READ
8563  * to simplify state merging.
8564  *
8565  * Important note here that walking the same branch instruction in the callee
8566  * doesn't meant that the states are DONE. The verifier has to compare
8567  * the callsites
8568  */
8569 static void clean_live_states(struct bpf_verifier_env *env, int insn,
8570                               struct bpf_verifier_state *cur)
8571 {
8572         struct bpf_verifier_state_list *sl;
8573         int i;
8574
8575         sl = *explored_state(env, insn);
8576         while (sl) {
8577                 if (sl->state.branches)
8578                         goto next;
8579                 if (sl->state.insn_idx != insn ||
8580                     sl->state.curframe != cur->curframe)
8581                         goto next;
8582                 for (i = 0; i <= cur->curframe; i++)
8583                         if (sl->state.frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
8584                                 goto next;
8585                 clean_verifier_state(env, &sl->state);
8586 next:
8587                 sl = sl->next;
8588         }
8589 }
8590
8591 /* Returns true if (rold safe implies rcur safe) */
8592 static bool regsafe(struct bpf_reg_state *rold, struct bpf_reg_state *rcur,
8593                     struct idpair *idmap)
8594 {
8595         bool equal;
8596
8597         if (!(rold->live & REG_LIVE_READ))
8598                 /* explored state didn't use this */
8599                 return true;
8600
8601         equal = memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, parent)) == 0;
8602
8603         if (rold->type == PTR_TO_STACK)
8604                 /* two stack pointers are equal only if they're pointing to
8605                  * the same stack frame, since fp-8 in foo != fp-8 in bar
8606                  */
8607                 return equal && rold->frameno == rcur->frameno;
8608
8609         if (equal)
8610                 return true;
8611
8612         if (rold->type == NOT_INIT)
8613                 /* explored state can't have used this */
8614                 return true;
8615         if (rcur->type == NOT_INIT)
8616                 return false;
8617         switch (rold->type) {
8618         case SCALAR_VALUE:
8619                 if (rcur->type == SCALAR_VALUE) {
8620                         if (!rold->precise && !rcur->precise)
8621                                 return true;
8622                         /* new val must satisfy old val knowledge */
8623                         return range_within(rold, rcur) &&
8624                                tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
8625                 } else {
8626                         /* We're trying to use a pointer in place of a scalar.
8627                          * Even if the scalar was unbounded, this could lead to
8628                          * pointer leaks because scalars are allowed to leak
8629                          * while pointers are not. We could make this safe in
8630                          * special cases if root is calling us, but it's
8631                          * probably not worth the hassle.
8632                          */
8633                         return false;
8634                 }
8635         case PTR_TO_MAP_VALUE:
8636                 /* If the new min/max/var_off satisfy the old ones and
8637                  * everything else matches, we are OK.
8638                  * 'id' is not compared, since it's only used for maps with
8639                  * bpf_spin_lock inside map element and in such cases if
8640                  * the rest of the prog is valid for one map element then
8641                  * it's valid for all map elements regardless of the key
8642                  * used in bpf_map_lookup()
8643                  */
8644                 return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
8645                        range_within(rold, rcur) &&
8646                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
8647         case PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL:
8648                 /* a PTR_TO_MAP_VALUE could be safe to use as a
8649                  * PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL into the same map.
8650                  * However, if the old PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL then got NULL-
8651                  * checked, doing so could have affected others with the same
8652                  * id, and we can't check for that because we lost the id when
8653                  * we converted to a PTR_TO_MAP_VALUE.
8654                  */
8655                 if (rcur->type != PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL)
8656                         return false;
8657                 if (memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)))
8658                         return false;
8659                 /* Check our ids match any regs they're supposed to */
8660                 return check_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
8661         case PTR_TO_PACKET_META:
8662         case PTR_TO_PACKET:
8663                 if (rcur->type != rold->type)
8664                         return false;
8665                 /* We must have at least as much range as the old ptr
8666                  * did, so that any accesses which were safe before are
8667                  * still safe.  This is true even if old range < old off,
8668                  * since someone could have accessed through (ptr - k), or
8669                  * even done ptr -= k in a register, to get a safe access.
8670                  */
8671                 if (rold->range > rcur->range)
8672                         return false;
8673                 /* If the offsets don't match, we can't trust our alignment;
8674                  * nor can we be sure that we won't fall out of range.
8675                  */
8676                 if (rold->off != rcur->off)
8677                         return false;
8678                 /* id relations must be preserved */
8679                 if (rold->id && !check_ids(rold->id, rcur->id, idmap))
8680                         return false;
8681                 /* new val must satisfy old val knowledge */
8682                 return range_within(rold, rcur) &&
8683                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
8684         case PTR_TO_CTX:
8685         case CONST_PTR_TO_MAP:
8686         case PTR_TO_PACKET_END:
8687         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
8688         case PTR_TO_SOCKET:
8689         case PTR_TO_SOCKET_OR_NULL:
8690         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
8691         case PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL:
8692         case PTR_TO_TCP_SOCK:
8693         case PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL:
8694         case PTR_TO_XDP_SOCK:
8695                 /* Only valid matches are exact, which memcmp() above
8696                  * would have accepted
8697                  */
8698         default:
8699                 /* Don't know what's going on, just say it's not safe */
8700                 return false;
8701         }
8702
8703         /* Shouldn't get here; if we do, say it's not safe */
8704         WARN_ON_ONCE(1);
8705         return false;
8706 }
8707
8708 static bool stacksafe(struct bpf_func_state *old,
8709                       struct bpf_func_state *cur,
8710                       struct idpair *idmap)
8711 {
8712         int i, spi;
8713
8714         /* walk slots of the explored stack and ignore any additional
8715          * slots in the current stack, since explored(safe) state
8716          * didn't use them
8717          */
8718         for (i = 0; i < old->allocated_stack; i++) {
8719                 spi = i / BPF_REG_SIZE;
8720
8721                 if (!(old->stack[spi].spilled_ptr.live & REG_LIVE_READ)) {
8722                         i += BPF_REG_SIZE - 1;
8723                         /* explored state didn't use this */
8724                         continue;
8725                 }
8726
8727                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_INVALID)
8728                         continue;
8729
8730                 /* explored stack has more populated slots than current stack
8731                  * and these slots were used
8732                  */
8733                 if (i >= cur->allocated_stack)
8734                         return false;
8735
8736                 /* if old state was safe with misc data in the stack
8737                  * it will be safe with zero-initialized stack.
8738                  * The opposite is not true
8739                  */
8740                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC &&
8741                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_ZERO)
8742                         continue;
8743                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] !=
8744                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE])
8745                         /* Ex: old explored (safe) state has STACK_SPILL in
8746                          * this stack slot, but current has STACK_MISC ->
8747                          * this verifier states are not equivalent,
8748                          * return false to continue verification of this path
8749                          */
8750                         return false;
8751                 if (i % BPF_REG_SIZE)
8752                         continue;
8753                 if (old->stack[spi].slot_type[0] != STACK_SPILL)
8754                         continue;
8755                 if (!regsafe(&old->stack[spi].spilled_ptr,
8756                              &cur->stack[spi].spilled_ptr,
8757                              idmap))
8758                         /* when explored and current stack slot are both storing
8759                          * spilled registers, check that stored pointers types
8760                          * are the same as well.
8761                          * Ex: explored safe path could have stored
8762                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -8}
8763                          * but current path has stored:
8764                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -16}
8765                          * such verifier states are not equivalent.
8766                          * return false to continue verification of this path
8767                          */
8768                         return false;
8769         }
8770         return true;
8771 }
8772
8773 static bool refsafe(struct bpf_func_state *old, struct bpf_func_state *cur)
8774 {
8775         if (old->acquired_refs != cur->acquired_refs)
8776                 return false;
8777         return !memcmp(old->refs, cur->refs,
8778                        sizeof(*old->refs) * old->acquired_refs);
8779 }
8780
8781 /* compare two verifier states
8782  *
8783  * all states stored in state_list are known to be valid, since
8784  * verifier reached 'bpf_exit' instruction through them
8785  *
8786  * this function is called when verifier exploring different branches of
8787  * execution popped from the state stack. If it sees an old state that has
8788  * more strict register state and more strict stack state then this execution
8789  * branch doesn't need to be explored further, since verifier already
8790  * concluded that more strict state leads to valid finish.
8791  *
8792  * Therefore two states are equivalent if register state is more conservative
8793  * and explored stack state is more conservative than the current one.
8794  * Example:
8795  *       explored                   current
8796  * (slot1=INV slot2=MISC) == (slot1=MISC slot2=MISC)
8797  * (slot1=MISC slot2=MISC) != (slot1=INV slot2=MISC)
8798  *
8799  * In other words if current stack state (one being explored) has more
8800  * valid slots than old one that already passed validation, it means
8801  * the verifier can stop exploring and conclude that current state is valid too
8802  *
8803  * Similarly with registers. If explored state has register type as invalid
8804  * whereas register type in current state is meaningful, it means that
8805  * the current state will reach 'bpf_exit' instruction safely
8806  */
8807 static bool func_states_equal(struct bpf_func_state *old,
8808                               struct bpf_func_state *cur)
8809 {
8810         struct idpair *idmap;
8811         bool ret = false;
8812         int i;
8813
8814         idmap = kcalloc(ID_MAP_SIZE, sizeof(struct idpair), GFP_KERNEL);
8815         /* If we failed to allocate the idmap, just say it's not safe */
8816         if (!idmap)
8817                 return false;
8818
8819         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
8820                 if (!regsafe(&old->regs[i], &cur->regs[i], idmap))
8821                         goto out_free;
8822         }
8823
8824         if (!stacksafe(old, cur, idmap))
8825                 goto out_free;
8826
8827         if (!refsafe(old, cur))
8828                 goto out_free;
8829         ret = true;
8830 out_free:
8831         kfree(idmap);
8832         return ret;
8833 }
8834
8835 static bool states_equal(struct bpf_verifier_env *env,
8836                          struct bpf_verifier_state *old,
8837                          struct bpf_verifier_state *cur)
8838 {
8839         int i;
8840
8841         if (old->curframe != cur->curframe)
8842                 return false;
8843
8844         /* Verification state from speculative execution simulation
8845          * must never prune a non-speculative execution one.
8846          */
8847         if (old->speculative && !cur->speculative)
8848                 return false;
8849
8850         if (old->active_spin_lock != cur->active_spin_lock)
8851                 return false;
8852
8853         /* for states to be equal callsites have to be the same
8854          * and all frame states need to be equivalent
8855          */
8856         for (i = 0; i <= old->curframe; i++) {
8857                 if (old->frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
8858                         return false;
8859                 if (!func_states_equal(old->frame[i], cur->frame[i]))
8860                         return false;
8861         }
8862         return true;
8863 }
8864
8865 /* Return 0 if no propagation happened. Return negative error code if error
8866  * happened. Otherwise, return the propagated bit.
8867  */
8868 static int propagate_liveness_reg(struct bpf_verifier_env *env,
8869                                   struct bpf_reg_state *reg,
8870                                   struct bpf_reg_state *parent_reg)
8871 {
8872         u8 parent_flag = parent_reg->live & REG_LIVE_READ;
8873         u8 flag = reg->live & REG_LIVE_READ;
8874         int err;
8875
8876         /* When comes here, read flags of PARENT_REG or REG could be any of
8877          * REG_LIVE_READ64, REG_LIVE_READ32, REG_LIVE_NONE. There is no need
8878          * of propagation if PARENT_REG has strongest REG_LIVE_READ64.
8879          */
8880         if (parent_flag == REG_LIVE_READ64 ||
8881             /* Or if there is no read flag from REG. */
8882             !flag ||
8883             /* Or if the read flag from REG is the same as PARENT_REG. */
8884             parent_flag == flag)
8885                 return 0;
8886
8887         err = mark_reg_read(env, reg, parent_reg, flag);
8888         if (err)
8889                 return err;
8890
8891         return flag;
8892 }
8893
8894 /* A write screens off any subsequent reads; but write marks come from the
8895  * straight-line code between a state and its parent.  When we arrive at an
8896  * equivalent state (jump target or such) we didn't arrive by the straight-line
8897  * code, so read marks in the state must propagate to the parent regardless
8898  * of the state's write marks. That's what 'parent == state->parent' comparison
8899  * in mark_reg_read() is for.
8900  */
8901 static int propagate_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
8902                               const struct bpf_verifier_state *vstate,
8903                               struct bpf_verifier_state *vparent)
8904 {
8905         struct bpf_reg_state *state_reg, *parent_reg;
8906         struct bpf_func_state *state, *parent;
8907         int i, frame, err = 0;
8908
8909         if (vparent->curframe != vstate->curframe) {
8910                 WARN(1, "propagate_live: parent frame %d current frame %d\n",
8911                      vparent->curframe, vstate->curframe);
8912                 return -EFAULT;
8913         }
8914         /* Propagate read liveness of registers... */
8915         BUILD_BUG_ON(BPF_REG_FP + 1 != MAX_BPF_REG);
8916         for (frame = 0; frame <= vstate->curframe; frame++) {
8917                 parent = vparent->frame[frame];
8918                 state = vstate->frame[frame];
8919                 parent_reg = parent->regs;
8920                 state_reg = state->regs;
8921                 /* We don't need to worry about FP liveness, it's read-only */
8922                 for (i = frame < vstate->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
8923                         err = propagate_liveness_reg(env, &state_reg[i],
8924                                                      &parent_reg[i]);
8925                         if (err < 0)
8926                                 return err;
8927                         if (err == REG_LIVE_READ64)
8928                                 mark_insn_zext(env, &parent_reg[i]);
8929                 }
8930
8931                 /* Propagate stack slots. */
8932                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE &&
8933                             i < parent->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
8934                         parent_reg = &parent->stack[i].spilled_ptr;
8935                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
8936                         err = propagate_liveness_reg(env, state_reg,
8937                                                      parent_reg);
8938                         if (err < 0)
8939                                 return err;
8940                 }
8941         }
8942         return 0;
8943 }
8944
8945 /* find precise scalars in the previous equivalent state and
8946  * propagate them into the current state
8947  */
8948 static int propagate_precision(struct bpf_verifier_env *env,
8949                                const struct bpf_verifier_state *old)
8950 {
8951         struct bpf_reg_state *state_reg;
8952         struct bpf_func_state *state;
8953         int i, err = 0;
8954
8955         state = old->frame[old->curframe];
8956         state_reg = state->regs;
8957         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++, state_reg++) {
8958                 if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
8959                     !state_reg->precise)
8960                         continue;
8961                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
8962                         verbose(env, "propagating r%d\n", i);
8963                 err = mark_chain_precision(env, i);
8964                 if (err < 0)
8965                         return err;
8966         }
8967
8968         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
8969                 if (state->stack[i].slot_type[0] != STACK_SPILL)
8970                         continue;
8971                 state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
8972                 if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
8973                     !state_reg->precise)
8974                         continue;
8975                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
8976                         verbose(env, "propagating fp%d\n",
8977                                 (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
8978                 err = mark_chain_precision_stack(env, i);
8979                 if (err < 0)
8980                         return err;
8981         }
8982         return 0;
8983 }
8984
8985 static bool states_maybe_looping(struct bpf_verifier_state *old,
8986                                  struct bpf_verifier_state *cur)
8987 {
8988         struct bpf_func_state *fold, *fcur;
8989         int i, fr = cur->curframe;
8990
8991         if (old->curframe != fr)
8992                 return false;
8993
8994         fold = old->frame[fr];
8995         fcur = cur->frame[fr];
8996         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
8997                 if (memcmp(&fold->regs[i], &fcur->regs[i],
8998                            offsetof(struct bpf_reg_state, parent)))
8999                         return false;
9000         return true;
9001 }
9002
9003
9004 static int is_state_visited(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
9005 {
9006         struct bpf_verifier_state_list *new_sl;
9007         struct bpf_verifier_state_list *sl, **pprev;
9008         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state, *new;
9009         int i, j, err, states_cnt = 0;
9010         bool add_new_state = env->test_state_freq ? true : false;
9011
9012         cur->last_insn_idx = env->prev_insn_idx;
9013         if (!env->insn_aux_data[insn_idx].prune_point)
9014                 /* this 'insn_idx' instruction wasn't marked, so we will not
9015                  * be doing state search here
9016                  */
9017                 return 0;
9018
9019         /* bpf progs typically have pruning point every 4 instructions
9020          * http://vger.kernel.org/bpfconf2019.html#session-1
9021          * Do not add new state for future pruning if the verifier hasn't seen
9022          * at least 2 jumps and at least 8 instructions.
9023          * This heuristics helps decrease 'total_states' and 'peak_states' metric.
9024          * In tests that amounts to up to 50% reduction into total verifier
9025          * memory consumption and 20% verifier time speedup.
9026          */
9027         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed >= 2 &&
9028             env->insn_processed - env->prev_insn_processed >= 8)
9029                 add_new_state = true;
9030
9031         pprev = explored_state(env, insn_idx);
9032         sl = *pprev;
9033
9034         clean_live_states(env, insn_idx, cur);
9035
9036         while (sl) {
9037                 states_cnt++;
9038                 if (sl->state.insn_idx != insn_idx)
9039                         goto next;
9040                 if (sl->state.branches) {
9041                         if (states_maybe_looping(&sl->state, cur) &&
9042                             states_equal(env, &sl->state, cur)) {
9043                                 verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
9044                                 verbose(env, "infinite loop detected at insn %d\n", insn_idx);
9045                                 return -EINVAL;
9046                         }
9047                         /* if the verifier is processing a loop, avoid adding new state
9048                          * too often, since different loop iterations have distinct
9049                          * states and may not help future pruning.
9050                          * This threshold shouldn't be too low to make sure that
9051                          * a loop with large bound will be rejected quickly.
9052                          * The most abusive loop will be:
9053                          * r1 += 1
9054                          * if r1 < 1000000 goto pc-2
9055                          * 1M insn_procssed limit / 100 == 10k peak states.
9056                          * This threshold shouldn't be too high either, since states
9057                          * at the end of the loop are likely to be useful in pruning.
9058                          */
9059                         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed < 20 &&
9060                             env->insn_processed - env->prev_insn_processed < 100)
9061                                 add_new_state = false;
9062                         goto miss;
9063                 }
9064                 if (states_equal(env, &sl->state, cur)) {
9065                         sl->hit_cnt++;
9066                         /* reached equivalent register/stack state,
9067                          * prune the search.
9068                          * Registers read by the continuation are read by us.
9069                          * If we have any write marks in env->cur_state, they
9070                          * will prevent corresponding reads in the continuation
9071                          * from reaching our parent (an explored_state).  Our
9072                          * own state will get the read marks recorded, but
9073                          * they'll be immediately forgotten as we're pruning
9074                          * this state and will pop a new one.
9075                          */
9076                         err = propagate_liveness(env, &sl->state, cur);
9077
9078                         /* if previous state reached the exit with precision and
9079                          * current state is equivalent to it (except precsion marks)
9080                          * the precision needs to be propagated back in
9081                          * the current state.
9082                          */
9083                         err = err ? : push_jmp_history(env, cur);
9084                         err = err ? : propagate_precision(env, &sl->state);
9085                         if (err)
9086                                 return err;
9087                         return 1;
9088                 }
9089 miss:
9090                 /* when new state is not going to be added do not increase miss count.
9091                  * Otherwise several loop iterations will remove the state
9092                  * recorded earlier. The goal of these heuristics is to have
9093                  * states from some iterations of the loop (some in the beginning
9094                  * and some at the end) to help pruning.
9095                  */
9096                 if (add_new_state)
9097                         sl->miss_cnt++;
9098                 /* heuristic to determine whether this state is beneficial
9099                  * to keep checking from state equivalence point of view.
9100                  * Higher numbers increase max_states_per_insn and verification time,
9101                  * but do not meaningfully decrease insn_processed.
9102                  */
9103                 if (sl->miss_cnt > sl->hit_cnt * 3 + 3) {
9104                         /* the state is unlikely to be useful. Remove it to
9105                          * speed up verification
9106                          */
9107                         *pprev = sl->next;
9108                         if (sl->state.frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE) {
9109                                 u32 br = sl->state.branches;
9110
9111                                 WARN_ONCE(br,
9112                                           "BUG live_done but branches_to_explore %d\n",
9113                                           br);
9114                                 free_verifier_state(&sl->state, false);
9115                                 kfree(sl);
9116                                 env->peak_states--;
9117                         } else {
9118                                 /* cannot free this state, since parentage chain may
9119                                  * walk it later. Add it for free_list instead to
9120                                  * be freed at the end of verification
9121                                  */
9122                                 sl->next = env->free_list;
9123                                 env->free_list = sl;
9124                         }
9125                         sl = *pprev;
9126                         continue;
9127                 }
9128 next:
9129                 pprev = &sl->next;
9130                 sl = *pprev;
9131         }
9132
9133         if (env->max_states_per_insn < states_cnt)
9134                 env->max_states_per_insn = states_cnt;
9135
9136         if (!env->bpf_capable && states_cnt > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES)
9137                 return push_jmp_history(env, cur);
9138
9139         if (!add_new_state)
9140                 return push_jmp_history(env, cur);
9141
9142         /* There were no equivalent states, remember the current one.
9143          * Technically the current state is not proven to be safe yet,
9144          * but it will either reach outer most bpf_exit (which means it's safe)
9145          * or it will be rejected. When there are no loops the verifier won't be
9146          * seeing this tuple (frame[0].callsite, frame[1].callsite, .. insn_idx)
9147          * again on the way to bpf_exit.
9148          * When looping the sl->state.branches will be > 0 and this state
9149          * will not be considered for equivalence until branches == 0.
9150          */
9151         new_sl = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state_list), GFP_KERNEL);
9152         if (!new_sl)
9153                 return -ENOMEM;
9154         env->total_states++;
9155         env->peak_states++;
9156         env->prev_jmps_processed = env->jmps_processed;
9157         env->prev_insn_processed = env->insn_processed;
9158
9159         /* add new state to the head of linked list */
9160         new = &new_sl->state;
9161         err = copy_verifier_state(new, cur);
9162         if (err) {
9163                 free_verifier_state(new, false);
9164                 kfree(new_sl);
9165                 return err;
9166         }
9167         new->insn_idx = insn_idx;
9168         WARN_ONCE(new->branches != 1,
9169                   "BUG is_state_visited:branches_to_explore=%d insn %d\n", new->branches, insn_idx);
9170
9171         cur->parent = new;
9172         cur->first_insn_idx = insn_idx;
9173         clear_jmp_history(cur);
9174         new_sl->next = *explored_state(env, insn_idx);
9175         *explored_state(env, insn_idx) = new_sl;
9176         /* connect new state to parentage chain. Current frame needs all
9177          * registers connected. Only r6 - r9 of the callers are alive (pushed
9178          * to the stack implicitly by JITs) so in callers' frames connect just
9179          * r6 - r9 as an optimization. Callers will have r1 - r5 connected to
9180          * the state of the call instruction (with WRITTEN set), and r0 comes
9181          * from callee with its full parentage chain, anyway.
9182          */
9183         /* clear write marks in current state: the writes we did are not writes
9184          * our child did, so they don't screen off its reads from us.
9185          * (There are no read marks in current state, because reads always mark
9186          * their parent and current state never has children yet.  Only
9187          * explored_states can get read marks.)
9188          */
9189         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
9190                 for (i = j < cur->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++)
9191                         cur->frame[j]->regs[i].parent = &new->frame[j]->regs[i];
9192                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++)
9193                         cur->frame[j]->regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
9194         }
9195
9196         /* all stack frames are accessible from callee, clear them all */
9197         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
9198                 struct bpf_func_state *frame = cur->frame[j];
9199                 struct bpf_func_state *newframe = new->frame[j];
9200
9201                 for (i = 0; i < frame->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
9202                         frame->stack[i].spilled_ptr.live = REG_LIVE_NONE;
9203                         frame->stack[i].spilled_ptr.parent =
9204                                                 &newframe->stack[i].spilled_ptr;
9205                 }
9206         }
9207         return 0;
9208 }
9209
9210 /* Return true if it's OK to have the same insn return a different type. */
9211 static bool reg_type_mismatch_ok(enum bpf_reg_type type)
9212 {
9213         switch (type) {
9214         case PTR_TO_CTX:
9215         case PTR_TO_SOCKET:
9216         case PTR_TO_SOCKET_OR_NULL:
9217         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
9218         case PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL:
9219         case PTR_TO_TCP_SOCK:
9220         case PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL:
9221         case PTR_TO_XDP_SOCK:
9222         case PTR_TO_BTF_ID:
9223         case PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL:
9224                 return false;
9225         default:
9226                 return true;
9227         }
9228 }
9229
9230 /* If an instruction was previously used with particular pointer types, then we
9231  * need to be careful to avoid cases such as the below, where it may be ok
9232  * for one branch accessing the pointer, but not ok for the other branch:
9233  *
9234  * R1 = sock_ptr
9235  * goto X;
9236  * ...
9237  * R1 = some_other_valid_ptr;
9238  * goto X;
9239  * ...
9240  * R2 = *(u32 *)(R1 + 0);
9241  */
9242 static bool reg_type_mismatch(enum bpf_reg_type src, enum bpf_reg_type prev)
9243 {
9244         return src != prev && (!reg_type_mismatch_ok(src) ||
9245                                !reg_type_mismatch_ok(prev));
9246 }
9247
9248 static int do_check(struct bpf_verifier_env *env)
9249 {
9250         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
9251         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
9252         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
9253         struct bpf_reg_state *regs;
9254         int insn_cnt = env->prog->len;
9255         bool do_print_state = false;
9256         int prev_insn_idx = -1;
9257
9258         for (;;) {
9259                 struct bpf_insn *insn;
9260                 u8 class;
9261                 int err;
9262
9263                 env->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
9264                 if (env->insn_idx >= insn_cnt) {
9265                         verbose(env, "invalid insn idx %d insn_cnt %d\n",
9266                                 env->insn_idx, insn_cnt);
9267                         return -EFAULT;
9268                 }
9269
9270                 insn = &insns[env->insn_idx];
9271                 class = BPF_CLASS(insn->code);
9272
9273                 if (++env->insn_processed > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS) {
9274                         verbose(env,
9275                                 "BPF program is too large. Processed %d insn\n",
9276                                 env->insn_processed);
9277                         return -E2BIG;
9278                 }
9279
9280                 err = is_state_visited(env, env->insn_idx);
9281                 if (err < 0)
9282                         return err;
9283                 if (err == 1) {
9284                         /* found equivalent state, can prune the search */
9285                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
9286                                 if (do_print_state)
9287                                         verbose(env, "\nfrom %d to %d%s: safe\n",
9288                                                 env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
9289                                                 env->cur_state->speculative ?
9290                                                 " (speculative execution)" : "");
9291                                 else
9292                                         verbose(env, "%d: safe\n", env->insn_idx);
9293                         }
9294                         goto process_bpf_exit;
9295                 }
9296
9297                 if (signal_pending(current))
9298                         return -EAGAIN;
9299
9300                 if (need_resched())
9301                         cond_resched();
9302
9303                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2 ||
9304                     (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL && do_print_state)) {
9305                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
9306                                 verbose(env, "%d:", env->insn_idx);
9307                         else
9308                                 verbose(env, "\nfrom %d to %d%s:",
9309                                         env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
9310                                         env->cur_state->speculative ?
9311                                         " (speculative execution)" : "");
9312                         print_verifier_state(env, state->frame[state->curframe]);
9313                         do_print_state = false;
9314                 }
9315
9316                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
9317                         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
9318                                 .cb_print       = verbose,
9319                                 .private_data   = env,
9320                         };
9321
9322                         verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
9323                         verbose(env, "%d: ", env->insn_idx);
9324                         print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
9325                 }
9326
9327                 if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
9328                         err = bpf_prog_offload_verify_insn(env, env->insn_idx,
9329                                                            env->prev_insn_idx);
9330                         if (err)
9331                                 return err;
9332                 }
9333
9334                 regs = cur_regs(env);
9335                 env->insn_aux_data[env->insn_idx].seen = env->pass_cnt;
9336                 prev_insn_idx = env->insn_idx;
9337
9338                 if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
9339                         err = check_alu_op(env, insn);
9340                         if (err)
9341                                 return err;
9342
9343                 } else if (class == BPF_LDX) {
9344                         enum bpf_reg_type *prev_src_type, src_reg_type;
9345
9346                         /* check for reserved fields is already done */
9347
9348                         /* check src operand */
9349                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
9350                         if (err)
9351                                 return err;
9352
9353                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
9354                         if (err)
9355                                 return err;
9356
9357                         src_reg_type = regs[insn->src_reg].type;
9358
9359                         /* check that memory (src_reg + off) is readable,
9360                          * the state of dst_reg will be updated by this func
9361                          */
9362                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->src_reg,
9363                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
9364                                                BPF_READ, insn->dst_reg, false);
9365                         if (err)
9366                                 return err;
9367
9368                         prev_src_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
9369
9370                         if (*prev_src_type == NOT_INIT) {
9371                                 /* saw a valid insn
9372                                  * dst_reg = *(u32 *)(src_reg + off)
9373                                  * save type to validate intersecting paths
9374                                  */
9375                                 *prev_src_type = src_reg_type;
9376
9377                         } else if (reg_type_mismatch(src_reg_type, *prev_src_type)) {
9378                                 /* ABuser program is trying to use the same insn
9379                                  * dst_reg = *(u32*) (src_reg + off)
9380                                  * with different pointer types:
9381                                  * src_reg == ctx in one branch and
9382                                  * src_reg == stack|map in some other branch.
9383                                  * Reject it.
9384                                  */
9385                                 verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
9386                                 return -EINVAL;
9387                         }
9388
9389                 } else if (class == BPF_STX) {
9390                         enum bpf_reg_type *prev_dst_type, dst_reg_type;
9391
9392                         if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_XADD) {
9393                                 err = check_xadd(env, env->insn_idx, insn);
9394                                 if (err)
9395                                         return err;
9396                                 env->insn_idx++;
9397                                 continue;
9398                         }
9399
9400                         /* check src1 operand */
9401                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
9402                         if (err)
9403                                 return err;
9404                         /* check src2 operand */
9405                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
9406                         if (err)
9407                                 return err;
9408
9409                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
9410
9411                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
9412                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
9413                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
9414                                                BPF_WRITE, insn->src_reg, false);
9415                         if (err)
9416                                 return err;
9417
9418                         prev_dst_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
9419
9420                         if (*prev_dst_type == NOT_INIT) {
9421                                 *prev_dst_type = dst_reg_type;
9422                         } else if (reg_type_mismatch(dst_reg_type, *prev_dst_type)) {
9423                                 verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
9424                                 return -EINVAL;
9425                         }
9426
9427                 } else if (class == BPF_ST) {
9428                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM ||
9429                             insn->src_reg != BPF_REG_0) {
9430                                 verbose(env, "BPF_ST uses reserved fields\n");
9431                                 return -EINVAL;
9432                         }
9433                         /* check src operand */
9434                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
9435                         if (err)
9436                                 return err;
9437
9438                         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg)) {
9439                                 verbose(env, "BPF_ST stores into R%d %s is not allowed\n",
9440                                         insn->dst_reg,
9441                                         reg_type_str[reg_state(env, insn->dst_reg)->type]);
9442                                 return -EACCES;
9443                         }
9444
9445                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
9446                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
9447                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
9448                                                BPF_WRITE, -1, false);
9449                         if (err)
9450                                 return err;
9451
9452                 } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
9453                         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
9454
9455                         env->jmps_processed++;
9456                         if (opcode == BPF_CALL) {
9457                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
9458                                     insn->off != 0 ||
9459                                     (insn->src_reg != BPF_REG_0 &&
9460                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL) ||
9461                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
9462                                     class == BPF_JMP32) {
9463                                         verbose(env, "BPF_CALL uses reserved fields\n");
9464                                         return -EINVAL;
9465                                 }
9466
9467                                 if (env->cur_state->active_spin_lock &&
9468                                     (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL ||
9469                                      insn->imm != BPF_FUNC_spin_unlock)) {
9470                                         verbose(env, "function calls are not allowed while holding a lock\n");
9471                                         return -EINVAL;
9472                                 }
9473                                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
9474                                         err = check_func_call(env, insn, &env->insn_idx);
9475                                 else
9476                                         err = check_helper_call(env, insn->imm, env->insn_idx);
9477                                 if (err)
9478                                         return err;
9479
9480                         } else if (opcode == BPF_JA) {
9481                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
9482                                     insn->imm != 0 ||
9483                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
9484                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
9485                                     class == BPF_JMP32) {
9486                                         verbose(env, "BPF_JA uses reserved fields\n");
9487                                         return -EINVAL;
9488                                 }
9489
9490                                 env->insn_idx += insn->off + 1;
9491                                 continue;
9492
9493                         } else if (opcode == BPF_EXIT) {
9494                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
9495                                     insn->imm != 0 ||
9496                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
9497                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
9498                                     class == BPF_JMP32) {
9499                                         verbose(env, "BPF_EXIT uses reserved fields\n");
9500                                         return -EINVAL;
9501                                 }
9502
9503                                 if (env->cur_state->active_spin_lock) {
9504                                         verbose(env, "bpf_spin_unlock is missing\n");
9505                                         return -EINVAL;
9506                                 }
9507
9508                                 if (state->curframe) {
9509                                         /* exit from nested function */
9510                                         err = prepare_func_exit(env, &env->insn_idx);
9511                                         if (err)
9512                                                 return err;
9513                                         do_print_state = true;
9514                                         continue;
9515                                 }
9516
9517                                 err = check_reference_leak(env);
9518                                 if (err)
9519                                         return err;
9520
9521                                 err = check_return_code(env);
9522                                 if (err)
9523                                         return err;
9524 process_bpf_exit:
9525                                 update_branch_counts(env, env->cur_state);
9526                                 err = pop_stack(env, &prev_insn_idx,
9527                                                 &env->insn_idx, pop_log);
9528                                 if (err < 0) {
9529                                         if (err != -ENOENT)
9530                                                 return err;
9531                                         break;
9532                                 } else {
9533                                         do_print_state = true;
9534                                         continue;
9535                                 }
9536                         } else {
9537                                 err = check_cond_jmp_op(env, insn, &env->insn_idx);
9538                                 if (err)
9539                                         return err;
9540                         }
9541                 } else if (class == BPF_LD) {
9542                         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
9543
9544                         if (mode == BPF_ABS || mode == BPF_IND) {
9545                                 err = check_ld_abs(env, insn);
9546                                 if (err)
9547                                         return err;
9548
9549                         } else if (mode == BPF_IMM) {
9550                                 err = check_ld_imm(env, insn);
9551                                 if (err)
9552                                         return err;
9553
9554                                 env->insn_idx++;
9555                                 env->insn_aux_data[env->insn_idx].seen = env->pass_cnt;
9556                         } else {
9557                                 verbose(env, "invalid BPF_LD mode\n");
9558                                 return -EINVAL;
9559                         }
9560                 } else {
9561                         verbose(env, "unknown insn class %d\n", class);
9562                         return -EINVAL;
9563                 }
9564
9565                 env->insn_idx++;
9566         }
9567
9568         return 0;
9569 }
9570
9571 /* replace pseudo btf_id with kernel symbol address */
9572 static int check_pseudo_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
9573                                struct bpf_insn *insn,
9574                                struct bpf_insn_aux_data *aux)
9575 {
9576         u32 datasec_id, type, id = insn->imm;
9577         const struct btf_var_secinfo *vsi;
9578         const struct btf_type *datasec;
9579         const struct btf_type *t;
9580         const char *sym_name;
9581         bool percpu = false;
9582         u64 addr;
9583         int i;
9584
9585         if (!btf_vmlinux) {
9586                 verbose(env, "kernel is missing BTF, make sure CONFIG_DEBUG_INFO_BTF=y is specified in Kconfig.\n");
9587                 return -EINVAL;
9588         }
9589
9590         if (insn[1].imm != 0) {
9591                 verbose(env, "reserved field (insn[1].imm) is used in pseudo_btf_id ldimm64 insn.\n");
9592                 return -EINVAL;
9593         }
9594
9595         t = btf_type_by_id(btf_vmlinux, id);
9596         if (!t) {
9597                 verbose(env, "ldimm64 insn specifies invalid btf_id %d.\n", id);
9598                 return -ENOENT;
9599         }
9600
9601         if (!btf_type_is_var(t)) {
9602                 verbose(env, "pseudo btf_id %d in ldimm64 isn't KIND_VAR.\n",
9603                         id);
9604                 return -EINVAL;
9605         }
9606
9607         sym_name = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
9608         addr = kallsyms_lookup_name(sym_name);
9609         if (!addr) {
9610                 verbose(env, "ldimm64 failed to find the address for kernel symbol '%s'.\n",
9611                         sym_name);
9612                 return -ENOENT;
9613         }
9614
9615         datasec_id = btf_find_by_name_kind(btf_vmlinux, ".data..percpu",
9616                                            BTF_KIND_DATASEC);
9617         if (datasec_id > 0) {
9618                 datasec = btf_type_by_id(btf_vmlinux, datasec_id);
9619                 for_each_vsi(i, datasec, vsi) {
9620                         if (vsi->type == id) {
9621                                 percpu = true;
9622                                 break;
9623                         }
9624                 }
9625         }
9626
9627         insn[0].imm = (u32)addr;
9628         insn[1].imm = addr >> 32;
9629
9630         type = t->type;
9631         t = btf_type_skip_modifiers(btf_vmlinux, type, NULL);
9632         if (percpu) {
9633                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_PERCPU_BTF_ID;
9634                 aux->btf_var.btf_id = type;
9635         } else if (!btf_type_is_struct(t)) {
9636                 const struct btf_type *ret;
9637                 const char *tname;
9638                 u32 tsize;
9639
9640                 /* resolve the type size of ksym. */
9641                 ret = btf_resolve_size(btf_vmlinux, t, &tsize);
9642                 if (IS_ERR(ret)) {
9643                         tname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
9644                         verbose(env, "ldimm64 unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
9645                                 tname, PTR_ERR(ret));
9646                         return -EINVAL;
9647                 }
9648                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM;
9649                 aux->btf_var.mem_size = tsize;
9650         } else {
9651                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID;
9652                 aux->btf_var.btf_id = type;
9653         }
9654         return 0;
9655 }
9656
9657 static int check_map_prealloc(struct bpf_map *map)
9658 {
9659         return (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_HASH &&
9660                 map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH &&
9661                 map->map_type != BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS) ||
9662                 !(map->map_flags & BPF_F_NO_PREALLOC);
9663 }
9664
9665 static bool is_tracing_prog_type(enum bpf_prog_type type)
9666 {
9667         switch (type) {
9668         case BPF_PROG_TYPE_KPROBE:
9669         case BPF_PROG_TYPE_TRACEPOINT:
9670         case BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT:
9671         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
9672                 return true;
9673         default:
9674                 return false;
9675         }
9676 }
9677
9678 static bool is_preallocated_map(struct bpf_map *map)
9679 {
9680         if (!check_map_prealloc(map))
9681                 return false;
9682         if (map->inner_map_meta && !check_map_prealloc(map->inner_map_meta))
9683                 return false;
9684         return true;
9685 }
9686
9687 static int check_map_prog_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
9688                                         struct bpf_map *map,
9689                                         struct bpf_prog *prog)
9690
9691 {
9692         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
9693         /*
9694          * Validate that trace type programs use preallocated hash maps.
9695          *
9696          * For programs attached to PERF events this is mandatory as the
9697          * perf NMI can hit any arbitrary code sequence.
9698          *
9699          * All other trace types using preallocated hash maps are unsafe as
9700          * well because tracepoint or kprobes can be inside locked regions
9701          * of the memory allocator or at a place where a recursion into the
9702          * memory allocator would see inconsistent state.
9703          *
9704          * On RT enabled kernels run-time allocation of all trace type
9705          * programs is strictly prohibited due to lock type constraints. On
9706          * !RT kernels it is allowed for backwards compatibility reasons for
9707          * now, but warnings are emitted so developers are made aware of
9708          * the unsafety and can fix their programs before this is enforced.
9709          */
9710         if (is_tracing_prog_type(prog_type) && !is_preallocated_map(map)) {
9711                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT) {
9712                         verbose(env, "perf_event programs can only use preallocated hash map\n");
9713                         return -EINVAL;
9714                 }
9715                 if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT)) {
9716                         verbose(env, "trace type programs can only use preallocated hash map\n");
9717                         return -EINVAL;
9718                 }
9719                 WARN_ONCE(1, "trace type BPF program uses run-time allocation\n");
9720                 verbose(env, "trace type programs with run-time allocated hash maps are unsafe. Switch to preallocated hash maps.\n");
9721         }
9722
9723         if ((is_tracing_prog_type(prog_type) ||
9724              prog_type == BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER) &&
9725             map_value_has_spin_lock(map)) {
9726                 verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
9727                 return -EINVAL;
9728         }
9729
9730         if ((bpf_prog_is_dev_bound(prog->aux) || bpf_map_is_dev_bound(map)) &&
9731             !bpf_offload_prog_map_match(prog, map)) {
9732                 verbose(env, "offload device mismatch between prog and map\n");
9733                 return -EINVAL;
9734         }
9735
9736         if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_STRUCT_OPS) {
9737                 verbose(env, "bpf_struct_ops map cannot be used in prog\n");
9738                 return -EINVAL;
9739         }
9740
9741         if (prog->aux->sleepable)
9742                 switch (map->map_type) {
9743                 case BPF_MAP_TYPE_HASH:
9744                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_HASH:
9745                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY:
9746                         if (!is_preallocated_map(map)) {
9747                                 verbose(env,
9748                                         "Sleepable programs can only use preallocated hash maps\n");
9749                                 return -EINVAL;
9750                         }
9751                         break;
9752                 default:
9753                         verbose(env,
9754                                 "Sleepable programs can only use array and hash maps\n");
9755                         return -EINVAL;
9756                 }
9757
9758         return 0;
9759 }
9760
9761 static bool bpf_map_is_cgroup_storage(struct bpf_map *map)
9762 {
9763         return (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE ||
9764                 map->map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE);
9765 }
9766
9767 /* find and rewrite pseudo imm in ld_imm64 instructions:
9768  *
9769  * 1. if it accesses map FD, replace it with actual map pointer.
9770  * 2. if it accesses btf_id of a VAR, replace it with pointer to the var.
9771  *
9772  * NOTE: btf_vmlinux is required for converting pseudo btf_id.
9773  */
9774 static int resolve_pseudo_ldimm64(struct bpf_verifier_env *env)
9775 {
9776         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
9777         int insn_cnt = env->prog->len;
9778         int i, j, err;
9779
9780         err = bpf_prog_calc_tag(env->prog);
9781         if (err)
9782                 return err;
9783
9784         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
9785                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
9786                     (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0)) {
9787                         verbose(env, "BPF_LDX uses reserved fields\n");
9788                         return -EINVAL;
9789                 }
9790
9791                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX &&
9792                     ((BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM &&
9793                       BPF_MODE(insn->code) != BPF_XADD) || insn->imm != 0)) {
9794                         verbose(env, "BPF_STX uses reserved fields\n");
9795                         return -EINVAL;
9796                 }
9797
9798                 if (insn[0].code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW)) {
9799                         struct bpf_insn_aux_data *aux;
9800                         struct bpf_map *map;
9801                         struct fd f;
9802                         u64 addr;
9803
9804                         if (i == insn_cnt - 1 || insn[1].code != 0 ||
9805                             insn[1].dst_reg != 0 || insn[1].src_reg != 0 ||
9806                             insn[1].off != 0) {
9807                                 verbose(env, "invalid bpf_ld_imm64 insn\n");
9808                                 return -EINVAL;
9809                         }
9810
9811                         if (insn[0].src_reg == 0)
9812                                 /* valid generic load 64-bit imm */
9813                                 goto next_insn;
9814
9815                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
9816                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
9817                                 err = check_pseudo_btf_id(env, insn, aux);
9818                                 if (err)
9819                                         return err;
9820                                 goto next_insn;
9821                         }
9822
9823                         /* In final convert_pseudo_ld_imm64() step, this is
9824                          * converted into regular 64-bit imm load insn.
9825                          */
9826                         if ((insn[0].src_reg != BPF_PSEUDO_MAP_FD &&
9827                              insn[0].src_reg != BPF_PSEUDO_MAP_VALUE) ||
9828                             (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD &&
9829                              insn[1].imm != 0)) {
9830                                 verbose(env,
9831                                         "unrecognized bpf_ld_imm64 insn\n");
9832                                 return -EINVAL;
9833                         }
9834
9835                         f = fdget(insn[0].imm);
9836                         map = __bpf_map_get(f);
9837                         if (IS_ERR(map)) {
9838                                 verbose(env, "fd %d is not pointing to valid bpf_map\n",
9839                                         insn[0].imm);
9840                                 return PTR_ERR(map);
9841                         }
9842
9843                         err = check_map_prog_compatibility(env, map, env->prog);
9844                         if (err) {
9845                                 fdput(f);
9846                                 return err;
9847                         }
9848
9849                         aux = &env->insn_aux_data[i];
9850                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD) {
9851                                 addr = (unsigned long)map;
9852                         } else {
9853                                 u32 off = insn[1].imm;
9854
9855                                 if (off >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
9856                                         verbose(env, "direct value offset of %u is not allowed\n", off);
9857                                         fdput(f);
9858                                         return -EINVAL;
9859                                 }
9860
9861                                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
9862                                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
9863                                         fdput(f);
9864                                         return -EINVAL;
9865                                 }
9866
9867                                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
9868                                 if (err) {
9869                                         verbose(env, "invalid access to map value pointer, value_size=%u off=%u\n",
9870                                                 map->value_size, off);
9871                                         fdput(f);
9872                                         return err;
9873                                 }
9874
9875                                 aux->map_off = off;
9876                                 addr += off;
9877                         }
9878
9879                         insn[0].imm = (u32)addr;
9880                         insn[1].imm = addr >> 32;
9881
9882                         /* check whether we recorded this map already */
9883                         for (j = 0; j < env->used_map_cnt; j++) {
9884                                 if (env->used_maps[j] == map) {
9885                                         aux->map_index = j;
9886                                         fdput(f);
9887                                         goto next_insn;
9888                                 }
9889                         }
9890
9891                         if (env->used_map_cnt >= MAX_USED_MAPS) {
9892                                 fdput(f);
9893                                 return -E2BIG;
9894                         }
9895
9896                         /* hold the map. If the program is rejected by verifier,
9897                          * the map will be released by release_maps() or it
9898                          * will be used by the valid program until it's unloaded
9899                          * and all maps are released in free_used_maps()
9900                          */
9901                         bpf_map_inc(map);
9902
9903                         aux->map_index = env->used_map_cnt;
9904                         env->used_maps[env->used_map_cnt++] = map;
9905
9906                         if (bpf_map_is_cgroup_storage(map) &&
9907                             bpf_cgroup_storage_assign(env->prog->aux, map)) {
9908                                 verbose(env, "only one cgroup storage of each type is allowed\n");
9909                                 fdput(f);
9910                                 return -EBUSY;
9911                         }
9912
9913                         fdput(f);
9914 next_insn:
9915                         insn++;
9916                         i++;
9917                         continue;
9918                 }
9919
9920                 /* Basic sanity check before we invest more work here. */
9921                 if (!bpf_opcode_in_insntable(insn->code)) {
9922                         verbose(env, "unknown opcode %02x\n", insn->code);
9923                         return -EINVAL;
9924                 }
9925         }
9926
9927         /* now all pseudo BPF_LD_IMM64 instructions load valid
9928          * 'struct bpf_map *' into a register instead of user map_fd.
9929          * These pointers will be used later by verifier to validate map access.
9930          */
9931         return 0;
9932 }
9933
9934 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
9935 static void release_maps(struct bpf_verifier_env *env)
9936 {
9937         __bpf_free_used_maps(env->prog->aux, env->used_maps,
9938                              env->used_map_cnt);
9939 }
9940
9941 /* convert pseudo BPF_LD_IMM64 into generic BPF_LD_IMM64 */
9942 static void convert_pseudo_ld_imm64(struct bpf_verifier_env *env)
9943 {
9944         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
9945         int insn_cnt = env->prog->len;
9946         int i;
9947
9948         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++)
9949                 if (insn->code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW))
9950                         insn->src_reg = 0;
9951 }
9952
9953 /* single env->prog->insni[off] instruction was replaced with the range
9954  * insni[off, off + cnt).  Adjust corresponding insn_aux_data by copying
9955  * [0, off) and [off, end) to new locations, so the patched range stays zero
9956  */
9957 static int adjust_insn_aux_data(struct bpf_verifier_env *env,
9958                                 struct bpf_prog *new_prog, u32 off, u32 cnt)
9959 {
9960         struct bpf_insn_aux_data *new_data, *old_data = env->insn_aux_data;
9961         struct bpf_insn *insn = new_prog->insnsi;
9962         u32 prog_len;
9963         int i;
9964
9965         /* aux info at OFF always needs adjustment, no matter fast path
9966          * (cnt == 1) is taken or not. There is no guarantee INSN at OFF is the
9967          * original insn at old prog.
9968          */
9969         old_data[off].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + off + cnt - 1);
9970
9971         if (cnt == 1)
9972                 return 0;
9973         prog_len = new_prog->len;
9974         new_data = vzalloc(array_size(prog_len,
9975                                       sizeof(struct bpf_insn_aux_data)));
9976         if (!new_data)
9977                 return -ENOMEM;
9978         memcpy(new_data, old_data, sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * off);
9979         memcpy(new_data + off + cnt - 1, old_data + off,
9980                sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * (prog_len - off - cnt + 1));
9981         for (i = off; i < off + cnt - 1; i++) {
9982                 new_data[i].seen = env->pass_cnt;
9983                 new_data[i].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + i);
9984         }
9985         env->insn_aux_data = new_data;
9986         vfree(old_data);
9987         return 0;
9988 }
9989
9990 static void adjust_subprog_starts(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 len)
9991 {
9992         int i;
9993
9994         if (len == 1)
9995                 return;
9996         /* NOTE: fake 'exit' subprog should be updated as well. */
9997         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++) {
9998                 if (env->subprog_info[i].start <= off)
9999                         continue;
10000                 env->subprog_info[i].start += len - 1;
10001         }
10002 }
10003
10004 static void adjust_poke_descs(struct bpf_prog *prog, u32 len)
10005 {
10006         struct bpf_jit_poke_descriptor *tab = prog->aux->poke_tab;
10007         int i, sz = prog->aux->size_poke_tab;
10008         struct bpf_jit_poke_descriptor *desc;
10009
10010         for (i = 0; i < sz; i++) {
10011                 desc = &tab[i];
10012                 desc->insn_idx += len - 1;
10013         }
10014 }
10015
10016 static struct bpf_prog *bpf_patch_insn_data(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
10017                                             const struct bpf_insn *patch, u32 len)
10018 {
10019         struct bpf_prog *new_prog;
10020
10021         new_prog = bpf_patch_insn_single(env->prog, off, patch, len);
10022         if (IS_ERR(new_prog)) {
10023                 if (PTR_ERR(new_prog) == -ERANGE)
10024                         verbose(env,
10025                                 "insn %d cannot be patched due to 16-bit range\n",
10026                                 env->insn_aux_data[off].orig_idx);
10027                 return NULL;
10028         }
10029         if (adjust_insn_aux_data(env, new_prog, off, len))
10030                 return NULL;
10031         adjust_subprog_starts(env, off, len);
10032         adjust_poke_descs(new_prog, len);
10033         return new_prog;
10034 }
10035
10036 static int adjust_subprog_starts_after_remove(struct bpf_verifier_env *env,
10037                                               u32 off, u32 cnt)
10038 {
10039         int i, j;
10040
10041         /* find first prog starting at or after off (first to remove) */
10042         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
10043                 if (env->subprog_info[i].start >= off)
10044                         break;
10045         /* find first prog starting at or after off + cnt (first to stay) */
10046         for (j = i; j < env->subprog_cnt; j++)
10047                 if (env->subprog_info[j].start >= off + cnt)
10048                         break;
10049         /* if j doesn't start exactly at off + cnt, we are just removing
10050          * the front of previous prog
10051          */
10052         if (env->subprog_info[j].start != off + cnt)
10053                 j--;
10054
10055         if (j > i) {
10056                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
10057                 int move;
10058
10059                 /* move fake 'exit' subprog as well */
10060                 move = env->subprog_cnt + 1 - j;
10061
10062                 memmove(env->subprog_info + i,
10063                         env->subprog_info + j,
10064                         sizeof(*env->subprog_info) * move);
10065                 env->subprog_cnt -= j - i;
10066
10067                 /* remove func_info */
10068                 if (aux->func_info) {
10069                         move = aux->func_info_cnt - j;
10070
10071                         memmove(aux->func_info + i,
10072                                 aux->func_info + j,
10073                                 sizeof(*aux->func_info) * move);
10074                         aux->func_info_cnt -= j - i;
10075                         /* func_info->insn_off is set after all code rewrites,
10076                          * in adjust_btf_func() - no need to adjust
10077                          */
10078                 }
10079         } else {
10080                 /* convert i from "first prog to remove" to "first to adjust" */
10081                 if (env->subprog_info[i].start == off)
10082                         i++;
10083         }
10084
10085         /* update fake 'exit' subprog as well */
10086         for (; i <= env->subprog_cnt; i++)
10087                 env->subprog_info[i].start -= cnt;
10088
10089         return 0;
10090 }
10091
10092 static int bpf_adj_linfo_after_remove(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
10093                                       u32 cnt)
10094 {
10095         struct bpf_prog *prog = env->prog;
10096         u32 i, l_off, l_cnt, nr_linfo;
10097         struct bpf_line_info *linfo;
10098
10099         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
10100         if (!nr_linfo)
10101                 return 0;
10102
10103         linfo = prog->aux->linfo;
10104
10105         /* find first line info to remove, count lines to be removed */
10106         for (i = 0; i < nr_linfo; i++)
10107                 if (linfo[i].insn_off >= off)
10108                         break;
10109
10110         l_off = i;
10111         l_cnt = 0;
10112         for (; i < nr_linfo; i++)
10113                 if (linfo[i].insn_off < off + cnt)
10114                         l_cnt++;
10115                 else
10116                         break;
10117
10118         /* First live insn doesn't match first live linfo, it needs to "inherit"
10119          * last removed linfo.  prog is already modified, so prog->len == off
10120          * means no live instructions after (tail of the program was removed).
10121          */
10122         if (prog->len != off && l_cnt &&
10123             (i == nr_linfo || linfo[i].insn_off != off + cnt)) {
10124                 l_cnt--;
10125                 linfo[--i].insn_off = off + cnt;
10126         }
10127
10128         /* remove the line info which refer to the removed instructions */
10129         if (l_cnt) {
10130                 memmove(linfo + l_off, linfo + i,
10131                         sizeof(*linfo) * (nr_linfo - i));
10132
10133                 prog->aux->nr_linfo -= l_cnt;
10134                 nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
10135         }
10136
10137         /* pull all linfo[i].insn_off >= off + cnt in by cnt */
10138         for (i = l_off; i < nr_linfo; i++)
10139                 linfo[i].insn_off -= cnt;
10140
10141         /* fix up all subprogs (incl. 'exit') which start >= off */
10142         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++)
10143                 if (env->subprog_info[i].linfo_idx > l_off) {
10144                         /* program may have started in the removed region but
10145                          * may not be fully removed
10146                          */
10147                         if (env->subprog_info[i].linfo_idx >= l_off + l_cnt)
10148                                 env->subprog_info[i].linfo_idx -= l_cnt;
10149                         else
10150                                 env->subprog_info[i].linfo_idx = l_off;
10151                 }
10152
10153         return 0;
10154 }
10155
10156 static int verifier_remove_insns(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 cnt)
10157 {
10158         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
10159         unsigned int orig_prog_len = env->prog->len;
10160         int err;
10161
10162         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
10163                 bpf_prog_offload_remove_insns(env, off, cnt);
10164
10165         err = bpf_remove_insns(env->prog, off, cnt);
10166         if (err)
10167                 return err;
10168
10169         err = adjust_subprog_starts_after_remove(env, off, cnt);
10170         if (err)
10171                 return err;
10172
10173         err = bpf_adj_linfo_after_remove(env, off, cnt);
10174         if (err)
10175                 return err;
10176
10177         memmove(aux_data + off, aux_data + off + cnt,
10178                 sizeof(*aux_data) * (orig_prog_len - off - cnt));
10179
10180         return 0;
10181 }
10182
10183 /* The verifier does more data flow analysis than llvm and will not
10184  * explore branches that are dead at run time. Malicious programs can
10185  * have dead code too. Therefore replace all dead at-run-time code
10186  * with 'ja -1'.
10187  *
10188  * Just nops are not optimal, e.g. if they would sit at the end of the
10189  * program and through another bug we would manage to jump there, then
10190  * we'd execute beyond program memory otherwise. Returning exception
10191  * code also wouldn't work since we can have subprogs where the dead
10192  * code could be located.
10193  */
10194 static void sanitize_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
10195 {
10196         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
10197         struct bpf_insn trap = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, -1);
10198         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
10199         const int insn_cnt = env->prog->len;
10200         int i;
10201
10202         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
10203                 if (aux_data[i].seen)
10204                         continue;
10205                 memcpy(insn + i, &trap, sizeof(trap));
10206         }
10207 }
10208
10209 static bool insn_is_cond_jump(u8 code)
10210 {
10211         u8 op;
10212
10213         if (BPF_CLASS(code) == BPF_JMP32)
10214                 return true;
10215
10216         if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP)
10217                 return false;
10218
10219         op = BPF_OP(code);
10220         return op != BPF_JA && op != BPF_EXIT && op != BPF_CALL;
10221 }
10222
10223 static void opt_hard_wire_dead_code_branches(struct bpf_verifier_env *env)
10224 {
10225         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
10226         struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
10227         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
10228         const int insn_cnt = env->prog->len;
10229         int i;
10230
10231         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
10232                 if (!insn_is_cond_jump(insn->code))
10233                         continue;
10234
10235                 if (!aux_data[i + 1].seen)
10236                         ja.off = insn->off;
10237                 else if (!aux_data[i + 1 + insn->off].seen)
10238                         ja.off = 0;
10239                 else
10240                         continue;
10241
10242                 if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
10243                         bpf_prog_offload_replace_insn(env, i, &ja);
10244
10245                 memcpy(insn, &ja, sizeof(ja));
10246         }
10247 }
10248
10249 static int opt_remove_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
10250 {
10251         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
10252         int insn_cnt = env->prog->len;
10253         int i, err;
10254
10255         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
10256                 int j;
10257
10258                 j = 0;
10259                 while (i + j < insn_cnt && !aux_data[i + j].seen)
10260                         j++;
10261                 if (!j)
10262                         continue;
10263
10264                 err = verifier_remove_insns(env, i, j);
10265                 if (err)
10266                         return err;
10267                 insn_cnt = env->prog->len;
10268         }
10269
10270         return 0;
10271 }
10272
10273 static int opt_remove_nops(struct bpf_verifier_env *env)
10274 {
10275         const struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
10276         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
10277         int insn_cnt = env->prog->len;
10278         int i, err;
10279
10280         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
10281                 if (memcmp(&insn[i], &ja, sizeof(ja)))
10282                         continue;
10283
10284                 err = verifier_remove_insns(env, i, 1);
10285                 if (err)
10286                         return err;
10287                 insn_cnt--;
10288                 i--;
10289         }
10290
10291         return 0;
10292 }
10293
10294 static int opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(struct bpf_verifier_env *env,
10295                                          const union bpf_attr *attr)
10296 {
10297         struct bpf_insn *patch, zext_patch[2], rnd_hi32_patch[4];
10298         struct bpf_insn_aux_data *aux = env->insn_aux_data;
10299         int i, patch_len, delta = 0, len = env->prog->len;
10300         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
10301         struct bpf_prog *new_prog;
10302         bool rnd_hi32;
10303
10304         rnd_hi32 = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_RND_HI32;
10305         zext_patch[1] = BPF_ZEXT_REG(0);
10306         rnd_hi32_patch[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, 0);
10307         rnd_hi32_patch[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_AX, 32);
10308         rnd_hi32_patch[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, 0, BPF_REG_AX);
10309         for (i = 0; i < len; i++) {
10310                 int adj_idx = i + delta;
10311                 struct bpf_insn insn;
10312
10313                 insn = insns[adj_idx];
10314                 if (!aux[adj_idx].zext_dst) {
10315                         u8 code, class;
10316                         u32 imm_rnd;
10317
10318                         if (!rnd_hi32)
10319                                 continue;
10320
10321                         code = insn.code;
10322                         class = BPF_CLASS(code);
10323                         if (insn_no_def(&insn))
10324                                 continue;
10325
10326                         /* NOTE: arg "reg" (the fourth one) is only used for
10327                          *       BPF_STX which has been ruled out in above
10328                          *       check, it is safe to pass NULL here.
10329                          */
10330                         if (is_reg64(env, &insn, insn.dst_reg, NULL, DST_OP)) {
10331                                 if (class == BPF_LD &&
10332                                     BPF_MODE(code) == BPF_IMM)
10333                                         i++;
10334                                 continue;
10335                         }
10336
10337                         /* ctx load could be transformed into wider load. */
10338                         if (class == BPF_LDX &&
10339                             aux[adj_idx].ptr_type == PTR_TO_CTX)
10340                                 continue;
10341
10342                         imm_rnd = get_random_int();
10343                         rnd_hi32_patch[0] = insn;
10344                         rnd_hi32_patch[1].imm = imm_rnd;
10345                         rnd_hi32_patch[3].dst_reg = insn.dst_reg;
10346                         patch = rnd_hi32_patch;
10347                         patch_len = 4;
10348                         goto apply_patch_buffer;
10349                 }
10350
10351                 if (!bpf_jit_needs_zext())
10352                         continue;
10353
10354                 zext_patch[0] = insn;
10355                 zext_patch[1].dst_reg = insn.dst_reg;
10356                 zext_patch[1].src_reg = insn.dst_reg;
10357                 patch = zext_patch;
10358                 patch_len = 2;
10359 apply_patch_buffer:
10360                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, adj_idx, patch, patch_len);
10361                 if (!new_prog)
10362                         return -ENOMEM;
10363                 env->prog = new_prog;
10364                 insns = new_prog->insnsi;
10365                 aux = env->insn_aux_data;
10366                 delta += patch_len - 1;
10367         }
10368
10369         return 0;
10370 }
10371
10372 /* convert load instructions that access fields of a context type into a
10373  * sequence of instructions that access fields of the underlying structure:
10374  *     struct __sk_buff    -> struct sk_buff
10375  *     struct bpf_sock_ops -> struct sock
10376  */
10377 static int convert_ctx_accesses(struct bpf_verifier_env *env)
10378 {
10379         const struct bpf_verifier_ops *ops = env->ops;
10380         int i, cnt, size, ctx_field_size, delta = 0;
10381         const int insn_cnt = env->prog->len;
10382         struct bpf_insn insn_buf[16], *insn;
10383         u32 target_size, size_default, off;
10384         struct bpf_prog *new_prog;
10385         enum bpf_access_type type;
10386         bool is_narrower_load;
10387
10388         if (ops->gen_prologue || env->seen_direct_write) {
10389                 if (!ops->gen_prologue) {
10390                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
10391                         return -EINVAL;
10392                 }
10393                 cnt = ops->gen_prologue(insn_buf, env->seen_direct_write,
10394                                         env->prog);
10395                 if (cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
10396                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
10397                         return -EINVAL;
10398                 } else if (cnt) {
10399                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, 0, insn_buf, cnt);
10400                         if (!new_prog)
10401                                 return -ENOMEM;
10402
10403                         env->prog = new_prog;
10404                         delta += cnt - 1;
10405                 }
10406         }
10407
10408         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
10409                 return 0;
10410
10411         insn = env->prog->insnsi + delta;
10412
10413         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
10414                 bpf_convert_ctx_access_t convert_ctx_access;
10415
10416                 if (insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B) ||
10417                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H) ||
10418                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W) ||
10419                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW))
10420                         type = BPF_READ;
10421                 else if (insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B) ||
10422                          insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H) ||
10423                          insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W) ||
10424                          insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW))
10425                         type = BPF_WRITE;
10426                 else
10427                         continue;
10428
10429                 if (type == BPF_WRITE &&
10430                     env->insn_aux_data[i + delta].sanitize_stack_off) {
10431                         struct bpf_insn patch[] = {
10432                                 /* Sanitize suspicious stack slot with zero.
10433                                  * There are no memory dependencies for this store,
10434                                  * since it's only using frame pointer and immediate
10435                                  * constant of zero
10436                                  */
10437                                 BPF_ST_MEM(BPF_DW, BPF_REG_FP,
10438                                            env->insn_aux_data[i + delta].sanitize_stack_off,
10439                                            0),
10440                                 /* the original STX instruction will immediately
10441                                  * overwrite the same stack slot with appropriate value
10442                                  */
10443                                 *insn,
10444                         };
10445
10446                         cnt = ARRAY_SIZE(patch);
10447                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patch, cnt);
10448                         if (!new_prog)
10449                                 return -ENOMEM;
10450
10451                         delta    += cnt - 1;
10452                         env->prog = new_prog;
10453                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
10454                         continue;
10455                 }
10456
10457                 switch (env->insn_aux_data[i + delta].ptr_type) {
10458                 case PTR_TO_CTX:
10459                         if (!ops->convert_ctx_access)
10460                                 continue;
10461                         convert_ctx_access = ops->convert_ctx_access;
10462                         break;
10463                 case PTR_TO_SOCKET:
10464                 case PTR_TO_SOCK_COMMON:
10465                         convert_ctx_access = bpf_sock_convert_ctx_access;
10466                         break;
10467                 case PTR_TO_TCP_SOCK:
10468                         convert_ctx_access = bpf_tcp_sock_convert_ctx_access;
10469                         break;
10470                 case PTR_TO_XDP_SOCK:
10471                         convert_ctx_access = bpf_xdp_sock_convert_ctx_access;
10472                         break;
10473                 case PTR_TO_BTF_ID:
10474                         if (type == BPF_READ) {
10475                                 insn->code = BPF_LDX | BPF_PROBE_MEM |
10476                                         BPF_SIZE((insn)->code);
10477                                 env->prog->aux->num_exentries++;
10478                         } else if (resolve_prog_type(env->prog) != BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS) {
10479                                 verbose(env, "Writes through BTF pointers are not allowed\n");
10480                                 return -EINVAL;
10481                         }
10482                         continue;
10483                 default:
10484                         continue;
10485                 }
10486
10487                 ctx_field_size = env->insn_aux_data[i + delta].ctx_field_size;
10488                 size = BPF_LDST_BYTES(insn);
10489
10490                 /* If the read access is a narrower load of the field,
10491                  * convert to a 4/8-byte load, to minimum program type specific
10492                  * convert_ctx_access changes. If conversion is successful,
10493                  * we will apply proper mask to the result.
10494                  */
10495                 is_narrower_load = size < ctx_field_size;
10496                 size_default = bpf_ctx_off_adjust_machine(ctx_field_size);
10497                 off = insn->off;
10498                 if (is_narrower_load) {
10499                         u8 size_code;
10500
10501                         if (type == BPF_WRITE) {
10502                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx access misconfigured\n");
10503                                 return -EINVAL;
10504                         }
10505
10506                         size_code = BPF_H;
10507                         if (ctx_field_size == 4)
10508                                 size_code = BPF_W;
10509                         else if (ctx_field_size == 8)
10510                                 size_code = BPF_DW;
10511
10512                         insn->off = off & ~(size_default - 1);
10513                         insn->code = BPF_LDX | BPF_MEM | size_code;
10514                 }
10515
10516                 target_size = 0;
10517                 cnt = convert_ctx_access(type, insn, insn_buf, env->prog,
10518                                          &target_size);
10519                 if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf) ||
10520                     (ctx_field_size && !target_size)) {
10521                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
10522                         return -EINVAL;
10523                 }
10524
10525                 if (is_narrower_load && size < target_size) {
10526                         u8 shift = bpf_ctx_narrow_access_offset(
10527                                 off, size, size_default) * 8;
10528                         if (ctx_field_size <= 4) {
10529                                 if (shift)
10530                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_RSH,
10531                                                                         insn->dst_reg,
10532                                                                         shift);
10533                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
10534                                                                 (1 << size * 8) - 1);
10535                         } else {
10536                                 if (shift)
10537                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_RSH,
10538                                                                         insn->dst_reg,
10539                                                                         shift);
10540                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
10541                                                                 (1ULL << size * 8) - 1);
10542                         }
10543                 }
10544
10545                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
10546                 if (!new_prog)
10547                         return -ENOMEM;
10548
10549                 delta += cnt - 1;
10550
10551                 /* keep walking new program and skip insns we just inserted */
10552                 env->prog = new_prog;
10553                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
10554         }
10555
10556         return 0;
10557 }
10558
10559 static int jit_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
10560 {
10561         struct bpf_prog *prog = env->prog, **func, *tmp;
10562         int i, j, subprog_start, subprog_end = 0, len, subprog;
10563         struct bpf_map *map_ptr;
10564         struct bpf_insn *insn;
10565         void *old_bpf_func;
10566         int err, num_exentries;
10567
10568         if (env->subprog_cnt <= 1)
10569                 return 0;
10570
10571         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
10572                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
10573                     insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
10574                         continue;
10575                 /* Upon error here we cannot fall back to interpreter but
10576                  * need a hard reject of the program. Thus -EFAULT is
10577                  * propagated in any case.
10578                  */
10579                 subprog = find_subprog(env, i + insn->imm + 1);
10580                 if (subprog < 0) {
10581                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
10582                                   i + insn->imm + 1);
10583                         return -EFAULT;
10584                 }
10585                 /* temporarily remember subprog id inside insn instead of
10586                  * aux_data, since next loop will split up all insns into funcs
10587                  */
10588                 insn->off = subprog;
10589                 /* remember original imm in case JIT fails and fallback
10590                  * to interpreter will be needed
10591                  */
10592                 env->insn_aux_data[i].call_imm = insn->imm;
10593                 /* point imm to __bpf_call_base+1 from JITs point of view */
10594                 insn->imm = 1;
10595         }
10596
10597         err = bpf_prog_alloc_jited_linfo(prog);
10598         if (err)
10599                 goto out_undo_insn;
10600
10601         err = -ENOMEM;
10602         func = kcalloc(env->subprog_cnt, sizeof(prog), GFP_KERNEL);
10603         if (!func)
10604                 goto out_undo_insn;
10605
10606         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
10607                 subprog_start = subprog_end;
10608                 subprog_end = env->subprog_info[i + 1].start;
10609
10610                 len = subprog_end - subprog_start;
10611                 /* BPF_PROG_RUN doesn't call subprogs directly,
10612                  * hence main prog stats include the runtime of subprogs.
10613                  * subprogs don't have IDs and not reachable via prog_get_next_id
10614                  * func[i]->aux->stats will never be accessed and stays NULL
10615                  */
10616                 func[i] = bpf_prog_alloc_no_stats(bpf_prog_size(len), GFP_USER);
10617                 if (!func[i])
10618                         goto out_free;
10619                 memcpy(func[i]->insnsi, &prog->insnsi[subprog_start],
10620                        len * sizeof(struct bpf_insn));
10621                 func[i]->type = prog->type;
10622                 func[i]->len = len;
10623                 if (bpf_prog_calc_tag(func[i]))
10624                         goto out_free;
10625                 func[i]->is_func = 1;
10626                 func[i]->aux->func_idx = i;
10627                 /* the btf and func_info will be freed only at prog->aux */
10628                 func[i]->aux->btf = prog->aux->btf;
10629                 func[i]->aux->func_info = prog->aux->func_info;
10630
10631                 for (j = 0; j < prog->aux->size_poke_tab; j++) {
10632                         u32 insn_idx = prog->aux->poke_tab[j].insn_idx;
10633                         int ret;
10634
10635                         if (!(insn_idx >= subprog_start &&
10636                               insn_idx <= subprog_end))
10637                                 continue;
10638
10639                         ret = bpf_jit_add_poke_descriptor(func[i],
10640                                                           &prog->aux->poke_tab[j]);
10641                         if (ret < 0) {
10642                                 verbose(env, "adding tail call poke descriptor failed\n");
10643                                 goto out_free;
10644                         }
10645
10646                         func[i]->insnsi[insn_idx - subprog_start].imm = ret + 1;
10647
10648                         map_ptr = func[i]->aux->poke_tab[ret].tail_call.map;
10649                         ret = map_ptr->ops->map_poke_track(map_ptr, func[i]->aux);
10650                         if (ret < 0) {
10651                                 verbose(env, "tracking tail call prog failed\n");
10652                                 goto out_free;
10653                         }
10654                 }
10655
10656                 /* Use bpf_prog_F_tag to indicate functions in stack traces.
10657                  * Long term would need debug info to populate names
10658                  */
10659                 func[i]->aux->name[0] = 'F';
10660                 func[i]->aux->stack_depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
10661                 func[i]->jit_requested = 1;
10662                 func[i]->aux->linfo = prog->aux->linfo;
10663                 func[i]->aux->nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
10664                 func[i]->aux->jited_linfo = prog->aux->jited_linfo;
10665                 func[i]->aux->linfo_idx = env->subprog_info[i].linfo_idx;
10666                 num_exentries = 0;
10667                 insn = func[i]->insnsi;
10668                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
10669                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
10670                             BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEM)
10671                                 num_exentries++;
10672                 }
10673                 func[i]->aux->num_exentries = num_exentries;
10674                 func[i]->aux->tail_call_reachable = env->subprog_info[i].tail_call_reachable;
10675                 func[i] = bpf_int_jit_compile(func[i]);
10676                 if (!func[i]->jited) {
10677                         err = -ENOTSUPP;
10678                         goto out_free;
10679                 }
10680                 cond_resched();
10681         }
10682
10683         /* Untrack main program's aux structs so that during map_poke_run()
10684          * we will not stumble upon the unfilled poke descriptors; each
10685          * of the main program's poke descs got distributed across subprogs
10686          * and got tracked onto map, so we are sure that none of them will
10687          * be missed after the operation below
10688          */
10689         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
10690                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
10691
10692                 map_ptr->ops->map_poke_untrack(map_ptr, prog->aux);
10693         }
10694
10695         /* at this point all bpf functions were successfully JITed
10696          * now populate all bpf_calls with correct addresses and
10697          * run last pass of JIT
10698          */
10699         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
10700                 insn = func[i]->insnsi;
10701                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
10702                         if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
10703                             insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
10704                                 continue;
10705                         subprog = insn->off;
10706                         insn->imm = BPF_CAST_CALL(func[subprog]->bpf_func) -
10707                                     __bpf_call_base;
10708                 }
10709
10710                 /* we use the aux data to keep a list of the start addresses
10711                  * of the JITed images for each function in the program
10712                  *
10713                  * for some architectures, such as powerpc64, the imm field
10714                  * might not be large enough to hold the offset of the start
10715                  * address of the callee's JITed image from __bpf_call_base
10716                  *
10717                  * in such cases, we can lookup the start address of a callee
10718                  * by using its subprog id, available from the off field of
10719                  * the call instruction, as an index for this list
10720                  */
10721                 func[i]->aux->func = func;
10722                 func[i]->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
10723         }
10724         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
10725                 old_bpf_func = func[i]->bpf_func;
10726                 tmp = bpf_int_jit_compile(func[i]);
10727                 if (tmp != func[i] || func[i]->bpf_func != old_bpf_func) {
10728                         verbose(env, "JIT doesn't support bpf-to-bpf calls\n");
10729                         err = -ENOTSUPP;
10730                         goto out_free;
10731                 }
10732                 cond_resched();
10733         }
10734
10735         /* finally lock prog and jit images for all functions and
10736          * populate kallsysm
10737          */
10738         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
10739                 bpf_prog_lock_ro(func[i]);
10740                 bpf_prog_kallsyms_add(func[i]);
10741         }
10742
10743         /* Last step: make now unused interpreter insns from main
10744          * prog consistent for later dump requests, so they can
10745          * later look the same as if they were interpreted only.
10746          */
10747         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
10748                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
10749                     insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
10750                         continue;
10751                 insn->off = env->insn_aux_data[i].call_imm;
10752                 subprog = find_subprog(env, i + insn->off + 1);
10753                 insn->imm = subprog;
10754         }
10755
10756         prog->jited = 1;
10757         prog->bpf_func = func[0]->bpf_func;
10758         prog->aux->func = func;
10759         prog->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
10760         bpf_prog_free_unused_jited_linfo(prog);
10761         return 0;
10762 out_free:
10763         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
10764                 if (!func[i])
10765                         continue;
10766
10767                 for (j = 0; j < func[i]->aux->size_poke_tab; j++) {
10768                         map_ptr = func[i]->aux->poke_tab[j].tail_call.map;
10769                         map_ptr->ops->map_poke_untrack(map_ptr, func[i]->aux);
10770                 }
10771                 bpf_jit_free(func[i]);
10772         }
10773         kfree(func);
10774 out_undo_insn:
10775         /* cleanup main prog to be interpreted */
10776         prog->jit_requested = 0;
10777         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
10778                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
10779                     insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
10780                         continue;
10781                 insn->off = 0;
10782                 insn->imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
10783         }
10784         bpf_prog_free_jited_linfo(prog);
10785         return err;
10786 }
10787
10788 static int fixup_call_args(struct bpf_verifier_env *env)
10789 {
10790 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
10791         struct bpf_prog *prog = env->prog;
10792         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
10793         int i, depth;
10794 #endif
10795         int err = 0;
10796
10797         if (env->prog->jit_requested &&
10798             !bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
10799                 err = jit_subprogs(env);
10800                 if (err == 0)
10801                         return 0;
10802                 if (err == -EFAULT)
10803                         return err;
10804         }
10805 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
10806         if (env->subprog_cnt > 1 && env->prog->aux->tail_call_reachable) {
10807                 /* When JIT fails the progs with bpf2bpf calls and tail_calls
10808                  * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
10809                  */
10810                 verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
10811                 return -EINVAL;
10812         }
10813         for (i = 0; i < prog->len; i++, insn++) {
10814                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
10815                     insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
10816                         continue;
10817                 depth = get_callee_stack_depth(env, insn, i);
10818                 if (depth < 0)
10819                         return depth;
10820                 bpf_patch_call_args(insn, depth);
10821         }
10822         err = 0;
10823 #endif
10824         return err;
10825 }
10826
10827 /* fixup insn->imm field of bpf_call instructions
10828  * and inline eligible helpers as explicit sequence of BPF instructions
10829  *
10830  * this function is called after eBPF program passed verification
10831  */
10832 static int fixup_bpf_calls(struct bpf_verifier_env *env)
10833 {
10834         struct bpf_prog *prog = env->prog;
10835         bool expect_blinding = bpf_jit_blinding_enabled(prog);
10836         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
10837         const struct bpf_func_proto *fn;
10838         const int insn_cnt = prog->len;
10839         const struct bpf_map_ops *ops;
10840         struct bpf_insn_aux_data *aux;
10841         struct bpf_insn insn_buf[16];
10842         struct bpf_prog *new_prog;
10843         struct bpf_map *map_ptr;
10844         int i, ret, cnt, delta = 0;
10845
10846         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
10847                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X) ||
10848                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
10849                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X) ||
10850                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
10851                         bool is64 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64;
10852                         struct bpf_insn mask_and_div[] = {
10853                                 BPF_MOV32_REG(insn->src_reg, insn->src_reg),
10854                                 /* Rx div 0 -> 0 */
10855                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JNE, insn->src_reg, 0, 2),
10856                                 BPF_ALU32_REG(BPF_XOR, insn->dst_reg, insn->dst_reg),
10857                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
10858                                 *insn,
10859                         };
10860                         struct bpf_insn mask_and_mod[] = {
10861                                 BPF_MOV32_REG(insn->src_reg, insn->src_reg),
10862                                 /* Rx mod 0 -> Rx */
10863                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, insn->src_reg, 0, 1),
10864                                 *insn,
10865                         };
10866                         struct bpf_insn *patchlet;
10867
10868                         if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
10869                             insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
10870                                 patchlet = mask_and_div + (is64 ? 1 : 0);
10871                                 cnt = ARRAY_SIZE(mask_and_div) - (is64 ? 1 : 0);
10872                         } else {
10873                                 patchlet = mask_and_mod + (is64 ? 1 : 0);
10874                                 cnt = ARRAY_SIZE(mask_and_mod) - (is64 ? 1 : 0);
10875                         }
10876
10877                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patchlet, cnt);
10878                         if (!new_prog)
10879                                 return -ENOMEM;
10880
10881                         delta    += cnt - 1;
10882                         env->prog = prog = new_prog;
10883                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
10884                         continue;
10885                 }
10886
10887                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LD &&
10888                     (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS ||
10889                      BPF_MODE(insn->code) == BPF_IND)) {
10890                         cnt = env->ops->gen_ld_abs(insn, insn_buf);
10891                         if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
10892                                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
10893                                 return -EINVAL;
10894                         }
10895
10896                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
10897                         if (!new_prog)
10898                                 return -ENOMEM;
10899
10900                         delta    += cnt - 1;
10901                         env->prog = prog = new_prog;
10902                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
10903                         continue;
10904                 }
10905
10906                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X) ||
10907                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X)) {
10908                         const u8 code_add = BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X;
10909                         const u8 code_sub = BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X;
10910                         struct bpf_insn insn_buf[16];
10911                         struct bpf_insn *patch = &insn_buf[0];
10912                         bool issrc, isneg;
10913                         u32 off_reg;
10914
10915                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
10916                         if (!aux->alu_state ||
10917                             aux->alu_state == BPF_ALU_NON_POINTER)
10918                                 continue;
10919
10920                         isneg = aux->alu_state & BPF_ALU_NEG_VALUE;
10921                         issrc = (aux->alu_state & BPF_ALU_SANITIZE) ==
10922                                 BPF_ALU_SANITIZE_SRC;
10923
10924                         off_reg = issrc ? insn->src_reg : insn->dst_reg;
10925                         if (isneg)
10926                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
10927                         *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit - 1);
10928                         *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_SUB, BPF_REG_AX, off_reg);
10929                         *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, BPF_REG_AX, off_reg);
10930                         *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_NEG, BPF_REG_AX, 0);
10931                         *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ARSH, BPF_REG_AX, 63);
10932                         if (issrc) {
10933                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_AND, BPF_REG_AX,
10934                                                          off_reg);
10935                                 insn->src_reg = BPF_REG_AX;
10936                         } else {
10937                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_AND, off_reg,
10938                                                          BPF_REG_AX);
10939                         }
10940                         if (isneg)
10941                                 insn->code = insn->code == code_add ?
10942                                              code_sub : code_add;
10943                         *patch++ = *insn;
10944                         if (issrc && isneg)
10945                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
10946                         cnt = patch - insn_buf;
10947
10948                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
10949                         if (!new_prog)
10950                                 return -ENOMEM;
10951
10952                         delta    += cnt - 1;
10953                         env->prog = prog = new_prog;
10954                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
10955                         continue;
10956                 }
10957
10958                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
10959                         continue;
10960                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
10961                         continue;
10962
10963                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_route_realm)
10964                         prog->dst_needed = 1;
10965                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_prandom_u32)
10966                         bpf_user_rnd_init_once();
10967                 if (insn->imm == BPF_FUNC_override_return)
10968                         prog->kprobe_override = 1;
10969                 if (insn->imm == BPF_FUNC_tail_call) {
10970                         /* If we tail call into other programs, we
10971                          * cannot make any assumptions since they can
10972                          * be replaced dynamically during runtime in
10973                          * the program array.
10974                          */
10975                         prog->cb_access = 1;
10976                         if (!allow_tail_call_in_subprogs(env))
10977                                 prog->aux->stack_depth = MAX_BPF_STACK;
10978                         prog->aux->max_pkt_offset = MAX_PACKET_OFF;
10979
10980                         /* mark bpf_tail_call as different opcode to avoid
10981                          * conditional branch in the interpeter for every normal
10982                          * call and to prevent accidental JITing by JIT compiler
10983                          * that doesn't support bpf_tail_call yet
10984                          */
10985                         insn->imm = 0;
10986                         insn->code = BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL;
10987
10988                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
10989                         if (env->bpf_capable && !expect_blinding &&
10990                             prog->jit_requested &&
10991                             !bpf_map_key_poisoned(aux) &&
10992                             !bpf_map_ptr_poisoned(aux) &&
10993                             !bpf_map_ptr_unpriv(aux)) {
10994                                 struct bpf_jit_poke_descriptor desc = {
10995                                         .reason = BPF_POKE_REASON_TAIL_CALL,
10996                                         .tail_call.map = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state),
10997                                         .tail_call.key = bpf_map_key_immediate(aux),
10998                                         .insn_idx = i + delta,
10999                                 };
11000
11001                                 ret = bpf_jit_add_poke_descriptor(prog, &desc);
11002                                 if (ret < 0) {
11003                                         verbose(env, "adding tail call poke descriptor failed\n");
11004                                         return ret;
11005                                 }
11006
11007                                 insn->imm = ret + 1;
11008                                 continue;
11009                         }
11010
11011                         if (!bpf_map_ptr_unpriv(aux))
11012                                 continue;
11013
11014                         /* instead of changing every JIT dealing with tail_call
11015                          * emit two extra insns:
11016                          * if (index >= max_entries) goto out;
11017                          * index &= array->index_mask;
11018                          * to avoid out-of-bounds cpu speculation
11019                          */
11020                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux)) {
11021                                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
11022                                 return -EINVAL;
11023                         }
11024
11025                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
11026                         insn_buf[0] = BPF_JMP_IMM(BPF_JGE, BPF_REG_3,
11027                                                   map_ptr->max_entries, 2);
11028                         insn_buf[1] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, BPF_REG_3,
11029                                                     container_of(map_ptr,
11030                                                                  struct bpf_array,
11031                                                                  map)->index_mask);
11032                         insn_buf[2] = *insn;
11033                         cnt = 3;
11034                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
11035                         if (!new_prog)
11036                                 return -ENOMEM;
11037
11038                         delta    += cnt - 1;
11039                         env->prog = prog = new_prog;
11040                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
11041                         continue;
11042                 }
11043
11044                 /* BPF_EMIT_CALL() assumptions in some of the map_gen_lookup
11045                  * and other inlining handlers are currently limited to 64 bit
11046                  * only.
11047                  */
11048                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
11049                     (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem ||
11050                      insn->imm == BPF_FUNC_map_update_elem ||
11051                      insn->imm == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
11052                      insn->imm == BPF_FUNC_map_push_elem   ||
11053                      insn->imm == BPF_FUNC_map_pop_elem    ||
11054                      insn->imm == BPF_FUNC_map_peek_elem)) {
11055                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
11056                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux))
11057                                 goto patch_call_imm;
11058
11059                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
11060                         ops = map_ptr->ops;
11061                         if (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
11062                             ops->map_gen_lookup) {
11063                                 cnt = ops->map_gen_lookup(map_ptr, insn_buf);
11064                                 if (cnt == -EOPNOTSUPP)
11065                                         goto patch_map_ops_generic;
11066                                 if (cnt <= 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
11067                                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
11068                                         return -EINVAL;
11069                                 }
11070
11071                                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta,
11072                                                                insn_buf, cnt);
11073                                 if (!new_prog)
11074                                         return -ENOMEM;
11075
11076                                 delta    += cnt - 1;
11077                                 env->prog = prog = new_prog;
11078                                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
11079                                 continue;
11080                         }
11081
11082                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_elem,
11083                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
11084                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_delete_elem,
11085                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
11086                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_update_elem,
11087                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
11088                                               u64 flags))NULL));
11089                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_push_elem,
11090                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value,
11091                                               u64 flags))NULL));
11092                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_pop_elem,
11093                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
11094                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_peek_elem,
11095                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
11096 patch_map_ops_generic:
11097                         switch (insn->imm) {
11098                         case BPF_FUNC_map_lookup_elem:
11099                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_lookup_elem) -
11100                                             __bpf_call_base;
11101                                 continue;
11102                         case BPF_FUNC_map_update_elem:
11103                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_update_elem) -
11104                                             __bpf_call_base;
11105                                 continue;
11106                         case BPF_FUNC_map_delete_elem:
11107                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_delete_elem) -
11108                                             __bpf_call_base;
11109                                 continue;
11110                         case BPF_FUNC_map_push_elem:
11111                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_push_elem) -
11112                                             __bpf_call_base;
11113                                 continue;
11114                         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
11115                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_pop_elem) -
11116                                             __bpf_call_base;
11117                                 continue;
11118                         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
11119                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_peek_elem) -
11120                                             __bpf_call_base;
11121                                 continue;
11122                         }
11123
11124                         goto patch_call_imm;
11125                 }
11126
11127                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
11128                     insn->imm == BPF_FUNC_jiffies64) {
11129                         struct bpf_insn ld_jiffies_addr[2] = {
11130                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_0,
11131                                              (unsigned long)&jiffies),
11132                         };
11133
11134                         insn_buf[0] = ld_jiffies_addr[0];
11135                         insn_buf[1] = ld_jiffies_addr[1];
11136                         insn_buf[2] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0,
11137                                                   BPF_REG_0, 0);
11138                         cnt = 3;
11139
11140                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf,
11141                                                        cnt);
11142                         if (!new_prog)
11143                                 return -ENOMEM;
11144
11145                         delta    += cnt - 1;
11146                         env->prog = prog = new_prog;
11147                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
11148                         continue;
11149                 }
11150
11151 patch_call_imm:
11152                 fn = env->ops->get_func_proto(insn->imm, env->prog);
11153                 /* all functions that have prototype and verifier allowed
11154                  * programs to call them, must be real in-kernel functions
11155                  */
11156                 if (!fn->func) {
11157                         verbose(env,
11158                                 "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
11159                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
11160                         return -EFAULT;
11161                 }
11162                 insn->imm = fn->func - __bpf_call_base;
11163         }
11164
11165         /* Since poke tab is now finalized, publish aux to tracker. */
11166         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
11167                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
11168                 if (!map_ptr->ops->map_poke_track ||
11169                     !map_ptr->ops->map_poke_untrack ||
11170                     !map_ptr->ops->map_poke_run) {
11171                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
11172                         return -EINVAL;
11173                 }
11174
11175                 ret = map_ptr->ops->map_poke_track(map_ptr, prog->aux);
11176                 if (ret < 0) {
11177                         verbose(env, "tracking tail call prog failed\n");
11178                         return ret;
11179                 }
11180         }
11181
11182         return 0;
11183 }
11184
11185 static void free_states(struct bpf_verifier_env *env)
11186 {
11187         struct bpf_verifier_state_list *sl, *sln;
11188         int i;
11189
11190         sl = env->free_list;
11191         while (sl) {
11192                 sln = sl->next;
11193                 free_verifier_state(&sl->state, false);
11194                 kfree(sl);
11195                 sl = sln;
11196         }
11197         env->free_list = NULL;
11198
11199         if (!env->explored_states)
11200                 return;
11201
11202         for (i = 0; i < state_htab_size(env); i++) {
11203                 sl = env->explored_states[i];
11204
11205                 while (sl) {
11206                         sln = sl->next;
11207                         free_verifier_state(&sl->state, false);
11208                         kfree(sl);
11209                         sl = sln;
11210                 }
11211                 env->explored_states[i] = NULL;
11212         }
11213 }
11214
11215 /* The verifier is using insn_aux_data[] to store temporary data during
11216  * verification and to store information for passes that run after the
11217  * verification like dead code sanitization. do_check_common() for subprogram N
11218  * may analyze many other subprograms. sanitize_insn_aux_data() clears all
11219  * temporary data after do_check_common() finds that subprogram N cannot be
11220  * verified independently. pass_cnt counts the number of times
11221  * do_check_common() was run and insn->aux->seen tells the pass number
11222  * insn_aux_data was touched. These variables are compared to clear temporary
11223  * data from failed pass. For testing and experiments do_check_common() can be
11224  * run multiple times even when prior attempt to verify is unsuccessful.
11225  */
11226 static void sanitize_insn_aux_data(struct bpf_verifier_env *env)
11227 {
11228         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
11229         struct bpf_insn_aux_data *aux;
11230         int i, class;
11231
11232         for (i = 0; i < env->prog->len; i++) {
11233                 class = BPF_CLASS(insn[i].code);
11234                 if (class != BPF_LDX && class != BPF_STX)
11235                         continue;
11236                 aux = &env->insn_aux_data[i];
11237                 if (aux->seen != env->pass_cnt)
11238                         continue;
11239                 memset(aux, 0, offsetof(typeof(*aux), orig_idx));
11240         }
11241 }
11242
11243 static int do_check_common(struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
11244 {
11245         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
11246         struct bpf_verifier_state *state;
11247         struct bpf_reg_state *regs;
11248         int ret, i;
11249
11250         env->prev_linfo = NULL;
11251         env->pass_cnt++;
11252
11253         state = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state), GFP_KERNEL);
11254         if (!state)
11255                 return -ENOMEM;
11256         state->curframe = 0;
11257         state->speculative = false;
11258         state->branches = 1;
11259         state->frame[0] = kzalloc(sizeof(struct bpf_func_state), GFP_KERNEL);
11260         if (!state->frame[0]) {
11261                 kfree(state);
11262                 return -ENOMEM;
11263         }
11264         env->cur_state = state;
11265         init_func_state(env, state->frame[0],
11266                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
11267                         0 /* frameno */,
11268                         subprog);
11269
11270         regs = state->frame[state->curframe]->regs;
11271         if (subprog || env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
11272                 ret = btf_prepare_func_args(env, subprog, regs);
11273                 if (ret)
11274                         goto out;
11275                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++) {
11276                         if (regs[i].type == PTR_TO_CTX)
11277                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
11278                         else if (regs[i].type == SCALAR_VALUE)
11279                                 mark_reg_unknown(env, regs, i);
11280                 }
11281         } else {
11282                 /* 1st arg to a function */
11283                 regs[BPF_REG_1].type = PTR_TO_CTX;
11284                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_1);
11285                 ret = btf_check_func_arg_match(env, subprog, regs);
11286                 if (ret == -EFAULT)
11287                         /* unlikely verifier bug. abort.
11288                          * ret == 0 and ret < 0 are sadly acceptable for
11289                          * main() function due to backward compatibility.
11290                          * Like socket filter program may be written as:
11291                          * int bpf_prog(struct pt_regs *ctx)
11292                          * and never dereference that ctx in the program.
11293                          * 'struct pt_regs' is a type mismatch for socket
11294                          * filter that should be using 'struct __sk_buff'.
11295                          */
11296                         goto out;
11297         }
11298
11299         ret = do_check(env);
11300 out:
11301         /* check for NULL is necessary, since cur_state can be freed inside
11302          * do_check() under memory pressure.
11303          */
11304         if (env->cur_state) {
11305                 free_verifier_state(env->cur_state, true);
11306                 env->cur_state = NULL;
11307         }
11308         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
11309         if (!ret && pop_log)
11310                 bpf_vlog_reset(&env->log, 0);
11311         free_states(env);
11312         if (ret)
11313                 /* clean aux data in case subprog was rejected */
11314                 sanitize_insn_aux_data(env);
11315         return ret;
11316 }
11317
11318 /* Verify all global functions in a BPF program one by one based on their BTF.
11319  * All global functions must pass verification. Otherwise the whole program is rejected.
11320  * Consider:
11321  * int bar(int);
11322  * int foo(int f)
11323  * {
11324  *    return bar(f);
11325  * }
11326  * int bar(int b)
11327  * {
11328  *    ...
11329  * }
11330  * foo() will be verified first for R1=any_scalar_value. During verification it
11331  * will be assumed that bar() already verified successfully and call to bar()
11332  * from foo() will be checked for type match only. Later bar() will be verified
11333  * independently to check that it's safe for R1=any_scalar_value.
11334  */
11335 static int do_check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
11336 {
11337         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
11338         int i, ret;
11339
11340         if (!aux->func_info)
11341                 return 0;
11342
11343         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
11344                 if (aux->func_info_aux[i].linkage != BTF_FUNC_GLOBAL)
11345                         continue;
11346                 env->insn_idx = env->subprog_info[i].start;
11347                 WARN_ON_ONCE(env->insn_idx == 0);
11348                 ret = do_check_common(env, i);
11349                 if (ret) {
11350                         return ret;
11351                 } else if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
11352                         verbose(env,
11353                                 "Func#%d is safe for any args that match its prototype\n",
11354                                 i);
11355                 }
11356         }
11357         return 0;
11358 }
11359
11360 static int do_check_main(struct bpf_verifier_env *env)
11361 {
11362         int ret;
11363
11364         env->insn_idx = 0;
11365         ret = do_check_common(env, 0);
11366         if (!ret)
11367                 env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
11368         return ret;
11369 }
11370
11371
11372 static void print_verification_stats(struct bpf_verifier_env *env)
11373 {
11374         int i;
11375
11376         if (env->log.level & BPF_LOG_STATS) {
11377                 verbose(env, "verification time %lld usec\n",
11378                         div_u64(env->verification_time, 1000));
11379                 verbose(env, "stack depth ");
11380                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
11381                         u32 depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
11382
11383                         verbose(env, "%d", depth);
11384                         if (i + 1 < env->subprog_cnt)
11385                                 verbose(env, "+");
11386                 }
11387                 verbose(env, "\n");
11388         }
11389         verbose(env, "processed %d insns (limit %d) max_states_per_insn %d "
11390                 "total_states %d peak_states %d mark_read %d\n",
11391                 env->insn_processed, BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS,
11392                 env->max_states_per_insn, env->total_states,
11393                 env->peak_states, env->longest_mark_read_walk);
11394 }
11395
11396 static int check_struct_ops_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
11397 {
11398         const struct btf_type *t, *func_proto;
11399         const struct bpf_struct_ops *st_ops;
11400         const struct btf_member *member;
11401         struct bpf_prog *prog = env->prog;
11402         u32 btf_id, member_idx;
11403         const char *mname;
11404
11405         btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
11406         st_ops = bpf_struct_ops_find(btf_id);
11407         if (!st_ops) {
11408                 verbose(env, "attach_btf_id %u is not a supported struct\n",
11409                         btf_id);
11410                 return -ENOTSUPP;
11411         }
11412
11413         t = st_ops->type;
11414         member_idx = prog->expected_attach_type;
11415         if (member_idx >= btf_type_vlen(t)) {
11416                 verbose(env, "attach to invalid member idx %u of struct %s\n",
11417                         member_idx, st_ops->name);
11418                 return -EINVAL;
11419         }
11420
11421         member = &btf_type_member(t)[member_idx];
11422         mname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, member->name_off);
11423         func_proto = btf_type_resolve_func_ptr(btf_vmlinux, member->type,
11424                                                NULL);
11425         if (!func_proto) {
11426                 verbose(env, "attach to invalid member %s(@idx %u) of struct %s\n",
11427                         mname, member_idx, st_ops->name);
11428                 return -EINVAL;
11429         }
11430
11431         if (st_ops->check_member) {
11432                 int err = st_ops->check_member(t, member);
11433
11434                 if (err) {
11435                         verbose(env, "attach to unsupported member %s of struct %s\n",
11436                                 mname, st_ops->name);
11437                         return err;
11438                 }
11439         }
11440
11441         prog->aux->attach_func_proto = func_proto;
11442         prog->aux->attach_func_name = mname;
11443         env->ops = st_ops->verifier_ops;
11444
11445         return 0;
11446 }
11447 #define SECURITY_PREFIX "security_"
11448
11449 static int check_attach_modify_return(unsigned long addr, const char *func_name)
11450 {
11451         if (within_error_injection_list(addr) ||
11452             !strncmp(SECURITY_PREFIX, func_name, sizeof(SECURITY_PREFIX) - 1))
11453                 return 0;
11454
11455         return -EINVAL;
11456 }
11457
11458 /* non exhaustive list of sleepable bpf_lsm_*() functions */
11459 BTF_SET_START(btf_sleepable_lsm_hooks)
11460 #ifdef CONFIG_BPF_LSM
11461 BTF_ID(func, bpf_lsm_bprm_committed_creds)
11462 #else
11463 BTF_ID_UNUSED
11464 #endif
11465 BTF_SET_END(btf_sleepable_lsm_hooks)
11466
11467 static int check_sleepable_lsm_hook(u32 btf_id)
11468 {
11469         return btf_id_set_contains(&btf_sleepable_lsm_hooks, btf_id);
11470 }
11471
11472 /* list of non-sleepable functions that are otherwise on
11473  * ALLOW_ERROR_INJECTION list
11474  */
11475 BTF_SET_START(btf_non_sleepable_error_inject)
11476 /* Three functions below can be called from sleepable and non-sleepable context.
11477  * Assume non-sleepable from bpf safety point of view.
11478  */
11479 BTF_ID(func, __add_to_page_cache_locked)
11480 BTF_ID(func, should_fail_alloc_page)
11481 BTF_ID(func, should_failslab)
11482 BTF_SET_END(btf_non_sleepable_error_inject)
11483
11484 static int check_non_sleepable_error_inject(u32 btf_id)
11485 {
11486         return btf_id_set_contains(&btf_non_sleepable_error_inject, btf_id);
11487 }
11488
11489 int bpf_check_attach_target(struct bpf_verifier_log *log,
11490                             const struct bpf_prog *prog,
11491                             const struct bpf_prog *tgt_prog,
11492                             u32 btf_id,
11493                             struct bpf_attach_target_info *tgt_info)
11494 {
11495         bool prog_extension = prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT;
11496         const char prefix[] = "btf_trace_";
11497         int ret = 0, subprog = -1, i;
11498         const struct btf_type *t;
11499         bool conservative = true;
11500         const char *tname;
11501         struct btf *btf;
11502         long addr = 0;
11503
11504         if (!btf_id) {
11505                 bpf_log(log, "Tracing programs must provide btf_id\n");
11506                 return -EINVAL;
11507         }
11508         btf = tgt_prog ? tgt_prog->aux->btf : btf_vmlinux;
11509         if (!btf) {
11510                 bpf_log(log,
11511                         "FENTRY/FEXIT program can only be attached to another program annotated with BTF\n");
11512                 return -EINVAL;
11513         }
11514         t = btf_type_by_id(btf, btf_id);
11515         if (!t) {
11516                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u is invalid\n", btf_id);
11517                 return -EINVAL;
11518         }
11519         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
11520         if (!tname) {
11521                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u doesn't have a name\n", btf_id);
11522                 return -EINVAL;
11523         }
11524         if (tgt_prog) {
11525                 struct bpf_prog_aux *aux = tgt_prog->aux;
11526
11527                 for (i = 0; i < aux->func_info_cnt; i++)
11528                         if (aux->func_info[i].type_id == btf_id) {
11529                                 subprog = i;
11530                                 break;
11531                         }
11532                 if (subprog == -1) {
11533                         bpf_log(log, "Subprog %s doesn't exist\n", tname);
11534                         return -EINVAL;
11535                 }
11536                 conservative = aux->func_info_aux[subprog].unreliable;
11537                 if (prog_extension) {
11538                         if (conservative) {
11539                                 bpf_log(log,
11540                                         "Cannot replace static functions\n");
11541                                 return -EINVAL;
11542                         }
11543                         if (!prog->jit_requested) {
11544                                 bpf_log(log,
11545                                         "Extension programs should be JITed\n");
11546                                 return -EINVAL;
11547                         }
11548                 }
11549                 if (!tgt_prog->jited) {
11550                         bpf_log(log, "Can attach to only JITed progs\n");
11551                         return -EINVAL;
11552                 }
11553                 if (tgt_prog->type == prog->type) {
11554                         /* Cannot fentry/fexit another fentry/fexit program.
11555                          * Cannot attach program extension to another extension.
11556                          * It's ok to attach fentry/fexit to extension program.
11557                          */
11558                         bpf_log(log, "Cannot recursively attach\n");
11559                         return -EINVAL;
11560                 }
11561                 if (tgt_prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
11562                     prog_extension &&
11563                     (tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FENTRY ||
11564                      tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FEXIT)) {
11565                         /* Program extensions can extend all program types
11566                          * except fentry/fexit. The reason is the following.
11567                          * The fentry/fexit programs are used for performance
11568                          * analysis, stats and can be attached to any program
11569                          * type except themselves. When extension program is
11570                          * replacing XDP function it is necessary to allow
11571                          * performance analysis of all functions. Both original
11572                          * XDP program and its program extension. Hence
11573                          * attaching fentry/fexit to BPF_PROG_TYPE_EXT is
11574                          * allowed. If extending of fentry/fexit was allowed it
11575                          * would be possible to create long call chain
11576                          * fentry->extension->fentry->extension beyond
11577                          * reasonable stack size. Hence extending fentry is not
11578                          * allowed.
11579                          */
11580                         bpf_log(log, "Cannot extend fentry/fexit\n");
11581                         return -EINVAL;
11582                 }
11583         } else {
11584                 if (prog_extension) {
11585                         bpf_log(log, "Cannot replace kernel functions\n");
11586                         return -EINVAL;
11587                 }
11588         }
11589
11590         switch (prog->expected_attach_type) {
11591         case BPF_TRACE_RAW_TP:
11592                 if (tgt_prog) {
11593                         bpf_log(log,
11594                                 "Only FENTRY/FEXIT progs are attachable to another BPF prog\n");
11595                         return -EINVAL;
11596                 }
11597                 if (!btf_type_is_typedef(t)) {
11598                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a typedef\n",
11599                                 btf_id);
11600                         return -EINVAL;
11601                 }
11602                 if (strncmp(prefix, tname, sizeof(prefix) - 1)) {
11603                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u points to wrong type name %s\n",
11604                                 btf_id, tname);
11605                         return -EINVAL;
11606                 }
11607                 tname += sizeof(prefix) - 1;
11608                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
11609                 if (!btf_type_is_ptr(t))
11610                         /* should never happen in valid vmlinux build */
11611                         return -EINVAL;
11612                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
11613                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
11614                         /* should never happen in valid vmlinux build */
11615                         return -EINVAL;
11616
11617                 break;
11618         case BPF_TRACE_ITER:
11619                 if (!btf_type_is_func(t)) {
11620                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
11621                                 btf_id);
11622                         return -EINVAL;
11623                 }
11624                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
11625                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
11626                         return -EINVAL;
11627                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
11628                 if (ret)
11629                         return ret;
11630                 break;
11631         default:
11632                 if (!prog_extension)
11633                         return -EINVAL;
11634                 fallthrough;
11635         case BPF_MODIFY_RETURN:
11636         case BPF_LSM_MAC:
11637         case BPF_TRACE_FENTRY:
11638         case BPF_TRACE_FEXIT:
11639                 if (!btf_type_is_func(t)) {
11640                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
11641                                 btf_id);
11642                         return -EINVAL;
11643                 }
11644                 if (prog_extension &&
11645                     btf_check_type_match(log, prog, btf, t))
11646                         return -EINVAL;
11647                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
11648                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
11649                         return -EINVAL;
11650
11651                 if ((prog->aux->saved_dst_prog_type || prog->aux->saved_dst_attach_type) &&
11652                     (!tgt_prog || prog->aux->saved_dst_prog_type != tgt_prog->type ||
11653                      prog->aux->saved_dst_attach_type != tgt_prog->expected_attach_type))
11654                         return -EINVAL;
11655
11656                 if (tgt_prog && conservative)
11657                         t = NULL;
11658
11659                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
11660                 if (ret < 0)
11661                         return ret;
11662
11663                 if (tgt_prog) {
11664                         if (subprog == 0)
11665                                 addr = (long) tgt_prog->bpf_func;
11666                         else
11667                                 addr = (long) tgt_prog->aux->func[subprog]->bpf_func;
11668                 } else {
11669                         addr = kallsyms_lookup_name(tname);
11670                         if (!addr) {
11671                                 bpf_log(log,
11672                                         "The address of function %s cannot be found\n",
11673                                         tname);
11674                                 return -ENOENT;
11675                         }
11676                 }
11677
11678                 if (prog->aux->sleepable) {
11679                         ret = -EINVAL;
11680                         switch (prog->type) {
11681                         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
11682                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can be sleepable only if they are
11683                                  * attached to ALLOW_ERROR_INJECTION and are not in denylist.
11684                                  */
11685                                 if (!check_non_sleepable_error_inject(btf_id) &&
11686                                     within_error_injection_list(addr))
11687                                         ret = 0;
11688                                 break;
11689                         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
11690                                 /* LSM progs check that they are attached to bpf_lsm_*() funcs.
11691                                  * Only some of them are sleepable.
11692                                  */
11693                                 if (check_sleepable_lsm_hook(btf_id))
11694                                         ret = 0;
11695                                 break;
11696                         default:
11697                                 break;
11698                         }
11699                         if (ret) {
11700                                 bpf_log(log, "%s is not sleepable\n", tname);
11701                                 return ret;
11702                         }
11703                 } else if (prog->expected_attach_type == BPF_MODIFY_RETURN) {
11704                         if (tgt_prog) {
11705                                 bpf_log(log, "can't modify return codes of BPF programs\n");
11706                                 return -EINVAL;
11707                         }
11708                         ret = check_attach_modify_return(addr, tname);
11709                         if (ret) {
11710                                 bpf_log(log, "%s() is not modifiable\n", tname);
11711                                 return ret;
11712                         }
11713                 }
11714
11715                 break;
11716         }
11717         tgt_info->tgt_addr = addr;
11718         tgt_info->tgt_name = tname;
11719         tgt_info->tgt_type = t;
11720         return 0;
11721 }
11722
11723 static int check_attach_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
11724 {
11725         struct bpf_prog *prog = env->prog;
11726         struct bpf_prog *tgt_prog = prog->aux->dst_prog;
11727         struct bpf_attach_target_info tgt_info = {};
11728         u32 btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
11729         struct bpf_trampoline *tr;
11730         int ret;
11731         u64 key;
11732
11733         if (prog->aux->sleepable && prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
11734             prog->type != BPF_PROG_TYPE_LSM) {
11735                 verbose(env, "Only fentry/fexit/fmod_ret and lsm programs can be sleepable\n");
11736                 return -EINVAL;
11737         }
11738
11739         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS)
11740                 return check_struct_ops_btf_id(env);
11741
11742         if (prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
11743             prog->type != BPF_PROG_TYPE_LSM &&
11744             prog->type != BPF_PROG_TYPE_EXT)
11745                 return 0;
11746
11747         ret = bpf_check_attach_target(&env->log, prog, tgt_prog, btf_id, &tgt_info);
11748         if (ret)
11749                 return ret;
11750
11751         if (tgt_prog && prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
11752                 /* to make freplace equivalent to their targets, they need to
11753                  * inherit env->ops and expected_attach_type for the rest of the
11754                  * verification
11755                  */
11756                 env->ops = bpf_verifier_ops[tgt_prog->type];
11757                 prog->expected_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
11758         }
11759
11760         /* store info about the attachment target that will be used later */
11761         prog->aux->attach_func_proto = tgt_info.tgt_type;
11762         prog->aux->attach_func_name = tgt_info.tgt_name;
11763
11764         if (tgt_prog) {
11765                 prog->aux->saved_dst_prog_type = tgt_prog->type;
11766                 prog->aux->saved_dst_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
11767         }
11768
11769         if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_RAW_TP) {
11770                 prog->aux->attach_btf_trace = true;
11771                 return 0;
11772         } else if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_ITER) {
11773                 if (!bpf_iter_prog_supported(prog))
11774                         return -EINVAL;
11775                 return 0;
11776         }
11777
11778         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM) {
11779                 ret = bpf_lsm_verify_prog(&env->log, prog);
11780                 if (ret < 0)
11781                         return ret;
11782         }
11783
11784         key = bpf_trampoline_compute_key(tgt_prog, btf_id);
11785         tr = bpf_trampoline_get(key, &tgt_info);
11786         if (!tr)
11787                 return -ENOMEM;
11788
11789         prog->aux->dst_trampoline = tr;
11790         return 0;
11791 }
11792
11793 struct btf *bpf_get_btf_vmlinux(void)
11794 {
11795         if (!btf_vmlinux && IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_INFO_BTF)) {
11796                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
11797                 if (!btf_vmlinux)
11798                         btf_vmlinux = btf_parse_vmlinux();
11799                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
11800         }
11801         return btf_vmlinux;
11802 }
11803
11804 int bpf_check(struct bpf_prog **prog, union bpf_attr *attr,
11805               union bpf_attr __user *uattr)
11806 {
11807         u64 start_time = ktime_get_ns();
11808         struct bpf_verifier_env *env;
11809         struct bpf_verifier_log *log;
11810         int i, len, ret = -EINVAL;
11811         bool is_priv;
11812
11813         /* no program is valid */
11814         if (ARRAY_SIZE(bpf_verifier_ops) == 0)
11815                 return -EINVAL;
11816
11817         /* 'struct bpf_verifier_env' can be global, but since it's not small,
11818          * allocate/free it every time bpf_check() is called
11819          */
11820         env = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_env), GFP_KERNEL);
11821         if (!env)
11822                 return -ENOMEM;
11823         log = &env->log;
11824
11825         len = (*prog)->len;
11826         env->insn_aux_data =
11827                 vzalloc(array_size(sizeof(struct bpf_insn_aux_data), len));
11828         ret = -ENOMEM;
11829         if (!env->insn_aux_data)
11830                 goto err_free_env;
11831         for (i = 0; i < len; i++)
11832                 env->insn_aux_data[i].orig_idx = i;
11833         env->prog = *prog;
11834         env->ops = bpf_verifier_ops[env->prog->type];
11835         is_priv = bpf_capable();
11836
11837         bpf_get_btf_vmlinux();
11838
11839         /* grab the mutex to protect few globals used by verifier */
11840         if (!is_priv)
11841                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
11842
11843         if (attr->log_level || attr->log_buf || attr->log_size) {
11844                 /* user requested verbose verifier output
11845                  * and supplied buffer to store the verification trace
11846                  */
11847                 log->level = attr->log_level;
11848                 log->ubuf = (char __user *) (unsigned long) attr->log_buf;
11849                 log->len_total = attr->log_size;
11850
11851                 ret = -EINVAL;
11852                 /* log attributes have to be sane */
11853                 if (log->len_total < 128 || log->len_total > UINT_MAX >> 2 ||
11854                     !log->level || !log->ubuf || log->level & ~BPF_LOG_MASK)
11855                         goto err_unlock;
11856         }
11857
11858         if (IS_ERR(btf_vmlinux)) {
11859                 /* Either gcc or pahole or kernel are broken. */
11860                 verbose(env, "in-kernel BTF is malformed\n");
11861                 ret = PTR_ERR(btf_vmlinux);
11862                 goto skip_full_check;
11863         }
11864
11865         env->strict_alignment = !!(attr->prog_flags & BPF_F_STRICT_ALIGNMENT);
11866         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS))
11867                 env->strict_alignment = true;
11868         if (attr->prog_flags & BPF_F_ANY_ALIGNMENT)
11869                 env->strict_alignment = false;
11870
11871         env->allow_ptr_leaks = bpf_allow_ptr_leaks();
11872         env->allow_ptr_to_map_access = bpf_allow_ptr_to_map_access();
11873         env->bypass_spec_v1 = bpf_bypass_spec_v1();
11874         env->bypass_spec_v4 = bpf_bypass_spec_v4();
11875         env->bpf_capable = bpf_capable();
11876
11877         if (is_priv)
11878                 env->test_state_freq = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_STATE_FREQ;
11879
11880         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
11881                 ret = bpf_prog_offload_verifier_prep(env->prog);
11882                 if (ret)
11883                         goto skip_full_check;
11884         }
11885
11886         env->explored_states = kvcalloc(state_htab_size(env),
11887                                        sizeof(struct bpf_verifier_state_list *),
11888                                        GFP_USER);
11889         ret = -ENOMEM;
11890         if (!env->explored_states)
11891                 goto skip_full_check;
11892
11893         ret = check_subprogs(env);
11894         if (ret < 0)
11895                 goto skip_full_check;
11896
11897         ret = check_btf_info(env, attr, uattr);
11898         if (ret < 0)
11899                 goto skip_full_check;
11900
11901         ret = check_attach_btf_id(env);
11902         if (ret)
11903                 goto skip_full_check;
11904
11905         ret = resolve_pseudo_ldimm64(env);
11906         if (ret < 0)
11907                 goto skip_full_check;
11908
11909         ret = check_cfg(env);
11910         if (ret < 0)
11911                 goto skip_full_check;
11912
11913         ret = do_check_subprogs(env);
11914         ret = ret ?: do_check_main(env);
11915
11916         if (ret == 0 && bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
11917                 ret = bpf_prog_offload_finalize(env);
11918
11919 skip_full_check:
11920         kvfree(env->explored_states);
11921
11922         if (ret == 0)
11923                 ret = check_max_stack_depth(env);
11924
11925         /* instruction rewrites happen after this point */
11926         if (is_priv) {
11927                 if (ret == 0)
11928                         opt_hard_wire_dead_code_branches(env);
11929                 if (ret == 0)
11930                         ret = opt_remove_dead_code(env);
11931                 if (ret == 0)
11932                         ret = opt_remove_nops(env);
11933         } else {
11934                 if (ret == 0)
11935                         sanitize_dead_code(env);
11936         }
11937
11938         if (ret == 0)
11939                 /* program is valid, convert *(u32*)(ctx + off) accesses */
11940                 ret = convert_ctx_accesses(env);
11941
11942         if (ret == 0)
11943                 ret = fixup_bpf_calls(env);
11944
11945         /* do 32-bit optimization after insn patching has done so those patched
11946          * insns could be handled correctly.
11947          */
11948         if (ret == 0 && !bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
11949                 ret = opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(env, attr);
11950                 env->prog->aux->verifier_zext = bpf_jit_needs_zext() ? !ret
11951                                                                      : false;
11952         }
11953
11954         if (ret == 0)
11955                 ret = fixup_call_args(env);
11956
11957         env->verification_time = ktime_get_ns() - start_time;
11958         print_verification_stats(env);
11959
11960         if (log->level && bpf_verifier_log_full(log))
11961                 ret = -ENOSPC;
11962         if (log->level && !log->ubuf) {
11963                 ret = -EFAULT;
11964                 goto err_release_maps;
11965         }
11966
11967         if (ret == 0 && env->used_map_cnt) {
11968                 /* if program passed verifier, update used_maps in bpf_prog_info */
11969                 env->prog->aux->used_maps = kmalloc_array(env->used_map_cnt,
11970                                                           sizeof(env->used_maps[0]),
11971                                                           GFP_KERNEL);
11972
11973                 if (!env->prog->aux->used_maps) {
11974                         ret = -ENOMEM;
11975                         goto err_release_maps;
11976                 }
11977
11978                 memcpy(env->prog->aux->used_maps, env->used_maps,
11979                        sizeof(env->used_maps[0]) * env->used_map_cnt);
11980                 env->prog->aux->used_map_cnt = env->used_map_cnt;
11981
11982                 /* program is valid. Convert pseudo bpf_ld_imm64 into generic
11983                  * bpf_ld_imm64 instructions
11984                  */
11985                 convert_pseudo_ld_imm64(env);
11986         }
11987
11988         if (ret == 0)
11989                 adjust_btf_func(env);
11990
11991 err_release_maps:
11992         if (!env->prog->aux->used_maps)
11993                 /* if we didn't copy map pointers into bpf_prog_info, release
11994                  * them now. Otherwise free_used_maps() will release them.
11995                  */
11996                 release_maps(env);
11997
11998         /* extension progs temporarily inherit the attach_type of their targets
11999            for verification purposes, so set it back to zero before returning
12000          */
12001         if (env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT)
12002                 env->prog->expected_attach_type = 0;
12003
12004         *prog = env->prog;
12005 err_unlock:
12006         if (!is_priv)
12007                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
12008         vfree(env->insn_aux_data);
12009 err_free_env:
12010         kfree(env);
12011         return ret;
12012 }