Merge git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/netdev/net
[linux-2.6-microblaze.git] / kernel / bpf / verifier.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /* Copyright (c) 2011-2014 PLUMgrid, http://plumgrid.com
3  * Copyright (c) 2016 Facebook
4  * Copyright (c) 2018 Covalent IO, Inc. http://covalent.io
5  */
6 #include <uapi/linux/btf.h>
7 #include <linux/bpf-cgroup.h>
8 #include <linux/kernel.h>
9 #include <linux/types.h>
10 #include <linux/slab.h>
11 #include <linux/bpf.h>
12 #include <linux/btf.h>
13 #include <linux/bpf_verifier.h>
14 #include <linux/filter.h>
15 #include <net/netlink.h>
16 #include <linux/file.h>
17 #include <linux/vmalloc.h>
18 #include <linux/stringify.h>
19 #include <linux/bsearch.h>
20 #include <linux/sort.h>
21 #include <linux/perf_event.h>
22 #include <linux/ctype.h>
23 #include <linux/error-injection.h>
24 #include <linux/bpf_lsm.h>
25 #include <linux/btf_ids.h>
26 #include <linux/poison.h>
27 #include <linux/module.h>
28 #include <linux/cpumask.h>
29
30 #include "disasm.h"
31
32 static const struct bpf_verifier_ops * const bpf_verifier_ops[] = {
33 #define BPF_PROG_TYPE(_id, _name, prog_ctx_type, kern_ctx_type) \
34         [_id] = & _name ## _verifier_ops,
35 #define BPF_MAP_TYPE(_id, _ops)
36 #define BPF_LINK_TYPE(_id, _name)
37 #include <linux/bpf_types.h>
38 #undef BPF_PROG_TYPE
39 #undef BPF_MAP_TYPE
40 #undef BPF_LINK_TYPE
41 };
42
43 /* bpf_check() is a static code analyzer that walks eBPF program
44  * instruction by instruction and updates register/stack state.
45  * All paths of conditional branches are analyzed until 'bpf_exit' insn.
46  *
47  * The first pass is depth-first-search to check that the program is a DAG.
48  * It rejects the following programs:
49  * - larger than BPF_MAXINSNS insns
50  * - if loop is present (detected via back-edge)
51  * - unreachable insns exist (shouldn't be a forest. program = one function)
52  * - out of bounds or malformed jumps
53  * The second pass is all possible path descent from the 1st insn.
54  * Since it's analyzing all paths through the program, the length of the
55  * analysis is limited to 64k insn, which may be hit even if total number of
56  * insn is less then 4K, but there are too many branches that change stack/regs.
57  * Number of 'branches to be analyzed' is limited to 1k
58  *
59  * On entry to each instruction, each register has a type, and the instruction
60  * changes the types of the registers depending on instruction semantics.
61  * If instruction is BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_5), then type of R5 is
62  * copied to R1.
63  *
64  * All registers are 64-bit.
65  * R0 - return register
66  * R1-R5 argument passing registers
67  * R6-R9 callee saved registers
68  * R10 - frame pointer read-only
69  *
70  * At the start of BPF program the register R1 contains a pointer to bpf_context
71  * and has type PTR_TO_CTX.
72  *
73  * Verifier tracks arithmetic operations on pointers in case:
74  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_10),
75  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_1, -20),
76  * 1st insn copies R10 (which has FRAME_PTR) type into R1
77  * and 2nd arithmetic instruction is pattern matched to recognize
78  * that it wants to construct a pointer to some element within stack.
79  * So after 2nd insn, the register R1 has type PTR_TO_STACK
80  * (and -20 constant is saved for further stack bounds checking).
81  * Meaning that this reg is a pointer to stack plus known immediate constant.
82  *
83  * Most of the time the registers have SCALAR_VALUE type, which
84  * means the register has some value, but it's not a valid pointer.
85  * (like pointer plus pointer becomes SCALAR_VALUE type)
86  *
87  * When verifier sees load or store instructions the type of base register
88  * can be: PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_CTX, PTR_TO_STACK, PTR_TO_SOCKET. These are
89  * four pointer types recognized by check_mem_access() function.
90  *
91  * PTR_TO_MAP_VALUE means that this register is pointing to 'map element value'
92  * and the range of [ptr, ptr + map's value_size) is accessible.
93  *
94  * registers used to pass values to function calls are checked against
95  * function argument constraints.
96  *
97  * ARG_PTR_TO_MAP_KEY is one of such argument constraints.
98  * It means that the register type passed to this function must be
99  * PTR_TO_STACK and it will be used inside the function as
100  * 'pointer to map element key'
101  *
102  * For example the argument constraints for bpf_map_lookup_elem():
103  *   .ret_type = RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL,
104  *   .arg1_type = ARG_CONST_MAP_PTR,
105  *   .arg2_type = ARG_PTR_TO_MAP_KEY,
106  *
107  * ret_type says that this function returns 'pointer to map elem value or null'
108  * function expects 1st argument to be a const pointer to 'struct bpf_map' and
109  * 2nd argument should be a pointer to stack, which will be used inside
110  * the helper function as a pointer to map element key.
111  *
112  * On the kernel side the helper function looks like:
113  * u64 bpf_map_lookup_elem(u64 r1, u64 r2, u64 r3, u64 r4, u64 r5)
114  * {
115  *    struct bpf_map *map = (struct bpf_map *) (unsigned long) r1;
116  *    void *key = (void *) (unsigned long) r2;
117  *    void *value;
118  *
119  *    here kernel can access 'key' and 'map' pointers safely, knowing that
120  *    [key, key + map->key_size) bytes are valid and were initialized on
121  *    the stack of eBPF program.
122  * }
123  *
124  * Corresponding eBPF program may look like:
125  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, BPF_REG_10),  // after this insn R2 type is FRAME_PTR
126  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_2, -4), // after this insn R2 type is PTR_TO_STACK
127  *    BPF_LD_MAP_FD(BPF_REG_1, map_fd),      // after this insn R1 type is CONST_PTR_TO_MAP
128  *    BPF_RAW_INSN(BPF_JMP | BPF_CALL, 0, 0, 0, BPF_FUNC_map_lookup_elem),
129  * here verifier looks at prototype of map_lookup_elem() and sees:
130  * .arg1_type == ARG_CONST_MAP_PTR and R1->type == CONST_PTR_TO_MAP, which is ok,
131  * Now verifier knows that this map has key of R1->map_ptr->key_size bytes
132  *
133  * Then .arg2_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY and R2->type == PTR_TO_STACK, ok so far,
134  * Now verifier checks that [R2, R2 + map's key_size) are within stack limits
135  * and were initialized prior to this call.
136  * If it's ok, then verifier allows this BPF_CALL insn and looks at
137  * .ret_type which is RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, so it sets
138  * R0->type = PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL which means bpf_map_lookup_elem() function
139  * returns either pointer to map value or NULL.
140  *
141  * When type PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL passes through 'if (reg != 0) goto +off'
142  * insn, the register holding that pointer in the true branch changes state to
143  * PTR_TO_MAP_VALUE and the same register changes state to CONST_IMM in the false
144  * branch. See check_cond_jmp_op().
145  *
146  * After the call R0 is set to return type of the function and registers R1-R5
147  * are set to NOT_INIT to indicate that they are no longer readable.
148  *
149  * The following reference types represent a potential reference to a kernel
150  * resource which, after first being allocated, must be checked and freed by
151  * the BPF program:
152  * - PTR_TO_SOCKET_OR_NULL, PTR_TO_SOCKET
153  *
154  * When the verifier sees a helper call return a reference type, it allocates a
155  * pointer id for the reference and stores it in the current function state.
156  * Similar to the way that PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL is converted into
157  * PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_SOCKET_OR_NULL becomes PTR_TO_SOCKET when the type
158  * passes through a NULL-check conditional. For the branch wherein the state is
159  * changed to CONST_IMM, the verifier releases the reference.
160  *
161  * For each helper function that allocates a reference, such as
162  * bpf_sk_lookup_tcp(), there is a corresponding release function, such as
163  * bpf_sk_release(). When a reference type passes into the release function,
164  * the verifier also releases the reference. If any unchecked or unreleased
165  * reference remains at the end of the program, the verifier rejects it.
166  */
167
168 /* verifier_state + insn_idx are pushed to stack when branch is encountered */
169 struct bpf_verifier_stack_elem {
170         /* verifer state is 'st'
171          * before processing instruction 'insn_idx'
172          * and after processing instruction 'prev_insn_idx'
173          */
174         struct bpf_verifier_state st;
175         int insn_idx;
176         int prev_insn_idx;
177         struct bpf_verifier_stack_elem *next;
178         /* length of verifier log at the time this state was pushed on stack */
179         u32 log_pos;
180 };
181
182 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ    8192
183 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES     64
184
185 #define BPF_MAP_KEY_POISON      (1ULL << 63)
186 #define BPF_MAP_KEY_SEEN        (1ULL << 62)
187
188 #define BPF_MAP_PTR_UNPRIV      1UL
189 #define BPF_MAP_PTR_POISON      ((void *)((0xeB9FUL << 1) +     \
190                                           POISON_POINTER_DELTA))
191 #define BPF_MAP_PTR(X)          ((struct bpf_map *)((X) & ~BPF_MAP_PTR_UNPRIV))
192
193 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx);
194 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env, int ref_obj_id);
195 static void invalidate_non_owning_refs(struct bpf_verifier_env *env);
196 static bool in_rbtree_lock_required_cb(struct bpf_verifier_env *env);
197 static int ref_set_non_owning(struct bpf_verifier_env *env,
198                               struct bpf_reg_state *reg);
199 static void specialize_kfunc(struct bpf_verifier_env *env,
200                              u32 func_id, u16 offset, unsigned long *addr);
201 static bool is_trusted_reg(const struct bpf_reg_state *reg);
202
203 static bool bpf_map_ptr_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
204 {
205         return BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) == BPF_MAP_PTR_POISON;
206 }
207
208 static bool bpf_map_ptr_unpriv(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
209 {
210         return aux->map_ptr_state & BPF_MAP_PTR_UNPRIV;
211 }
212
213 static void bpf_map_ptr_store(struct bpf_insn_aux_data *aux,
214                               const struct bpf_map *map, bool unpriv)
215 {
216         BUILD_BUG_ON((unsigned long)BPF_MAP_PTR_POISON & BPF_MAP_PTR_UNPRIV);
217         unpriv |= bpf_map_ptr_unpriv(aux);
218         aux->map_ptr_state = (unsigned long)map |
219                              (unpriv ? BPF_MAP_PTR_UNPRIV : 0UL);
220 }
221
222 static bool bpf_map_key_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
223 {
224         return aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_POISON;
225 }
226
227 static bool bpf_map_key_unseen(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
228 {
229         return !(aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_SEEN);
230 }
231
232 static u64 bpf_map_key_immediate(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
233 {
234         return aux->map_key_state & ~(BPF_MAP_KEY_SEEN | BPF_MAP_KEY_POISON);
235 }
236
237 static void bpf_map_key_store(struct bpf_insn_aux_data *aux, u64 state)
238 {
239         bool poisoned = bpf_map_key_poisoned(aux);
240
241         aux->map_key_state = state | BPF_MAP_KEY_SEEN |
242                              (poisoned ? BPF_MAP_KEY_POISON : 0ULL);
243 }
244
245 static bool bpf_helper_call(const struct bpf_insn *insn)
246 {
247         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
248                insn->src_reg == 0;
249 }
250
251 static bool bpf_pseudo_call(const struct bpf_insn *insn)
252 {
253         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
254                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL;
255 }
256
257 static bool bpf_pseudo_kfunc_call(const struct bpf_insn *insn)
258 {
259         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
260                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL;
261 }
262
263 struct bpf_call_arg_meta {
264         struct bpf_map *map_ptr;
265         bool raw_mode;
266         bool pkt_access;
267         u8 release_regno;
268         int regno;
269         int access_size;
270         int mem_size;
271         u64 msize_max_value;
272         int ref_obj_id;
273         int dynptr_id;
274         int map_uid;
275         int func_id;
276         struct btf *btf;
277         u32 btf_id;
278         struct btf *ret_btf;
279         u32 ret_btf_id;
280         u32 subprogno;
281         struct btf_field *kptr_field;
282 };
283
284 struct bpf_kfunc_call_arg_meta {
285         /* In parameters */
286         struct btf *btf;
287         u32 func_id;
288         u32 kfunc_flags;
289         const struct btf_type *func_proto;
290         const char *func_name;
291         /* Out parameters */
292         u32 ref_obj_id;
293         u8 release_regno;
294         bool r0_rdonly;
295         u32 ret_btf_id;
296         u64 r0_size;
297         u32 subprogno;
298         struct {
299                 u64 value;
300                 bool found;
301         } arg_constant;
302
303         /* arg_{btf,btf_id,owning_ref} are used by kfunc-specific handling,
304          * generally to pass info about user-defined local kptr types to later
305          * verification logic
306          *   bpf_obj_drop
307          *     Record the local kptr type to be drop'd
308          *   bpf_refcount_acquire (via KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR arg type)
309          *     Record the local kptr type to be refcount_incr'd and use
310          *     arg_owning_ref to determine whether refcount_acquire should be
311          *     fallible
312          */
313         struct btf *arg_btf;
314         u32 arg_btf_id;
315         bool arg_owning_ref;
316
317         struct {
318                 struct btf_field *field;
319         } arg_list_head;
320         struct {
321                 struct btf_field *field;
322         } arg_rbtree_root;
323         struct {
324                 enum bpf_dynptr_type type;
325                 u32 id;
326                 u32 ref_obj_id;
327         } initialized_dynptr;
328         struct {
329                 u8 spi;
330                 u8 frameno;
331         } iter;
332         u64 mem_size;
333 };
334
335 struct btf *btf_vmlinux;
336
337 static DEFINE_MUTEX(bpf_verifier_lock);
338
339 static const struct bpf_line_info *
340 find_linfo(const struct bpf_verifier_env *env, u32 insn_off)
341 {
342         const struct bpf_line_info *linfo;
343         const struct bpf_prog *prog;
344         u32 i, nr_linfo;
345
346         prog = env->prog;
347         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
348
349         if (!nr_linfo || insn_off >= prog->len)
350                 return NULL;
351
352         linfo = prog->aux->linfo;
353         for (i = 1; i < nr_linfo; i++)
354                 if (insn_off < linfo[i].insn_off)
355                         break;
356
357         return &linfo[i - 1];
358 }
359
360 __printf(2, 3) static void verbose(void *private_data, const char *fmt, ...)
361 {
362         struct bpf_verifier_env *env = private_data;
363         va_list args;
364
365         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
366                 return;
367
368         va_start(args, fmt);
369         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
370         va_end(args);
371 }
372
373 static const char *ltrim(const char *s)
374 {
375         while (isspace(*s))
376                 s++;
377
378         return s;
379 }
380
381 __printf(3, 4) static void verbose_linfo(struct bpf_verifier_env *env,
382                                          u32 insn_off,
383                                          const char *prefix_fmt, ...)
384 {
385         const struct bpf_line_info *linfo;
386
387         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
388                 return;
389
390         linfo = find_linfo(env, insn_off);
391         if (!linfo || linfo == env->prev_linfo)
392                 return;
393
394         if (prefix_fmt) {
395                 va_list args;
396
397                 va_start(args, prefix_fmt);
398                 bpf_verifier_vlog(&env->log, prefix_fmt, args);
399                 va_end(args);
400         }
401
402         verbose(env, "%s\n",
403                 ltrim(btf_name_by_offset(env->prog->aux->btf,
404                                          linfo->line_off)));
405
406         env->prev_linfo = linfo;
407 }
408
409 static void verbose_invalid_scalar(struct bpf_verifier_env *env,
410                                    struct bpf_reg_state *reg,
411                                    struct tnum *range, const char *ctx,
412                                    const char *reg_name)
413 {
414         char tn_buf[48];
415
416         verbose(env, "At %s the register %s ", ctx, reg_name);
417         if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
418                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
419                 verbose(env, "has value %s", tn_buf);
420         } else {
421                 verbose(env, "has unknown scalar value");
422         }
423         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), *range);
424         verbose(env, " should have been in %s\n", tn_buf);
425 }
426
427 static bool type_is_pkt_pointer(enum bpf_reg_type type)
428 {
429         type = base_type(type);
430         return type == PTR_TO_PACKET ||
431                type == PTR_TO_PACKET_META;
432 }
433
434 static bool type_is_sk_pointer(enum bpf_reg_type type)
435 {
436         return type == PTR_TO_SOCKET ||
437                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON ||
438                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
439                 type == PTR_TO_XDP_SOCK;
440 }
441
442 static bool type_may_be_null(u32 type)
443 {
444         return type & PTR_MAYBE_NULL;
445 }
446
447 static bool reg_not_null(const struct bpf_reg_state *reg)
448 {
449         enum bpf_reg_type type;
450
451         type = reg->type;
452         if (type_may_be_null(type))
453                 return false;
454
455         type = base_type(type);
456         return type == PTR_TO_SOCKET ||
457                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
458                 type == PTR_TO_MAP_VALUE ||
459                 type == PTR_TO_MAP_KEY ||
460                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON ||
461                 (type == PTR_TO_BTF_ID && is_trusted_reg(reg)) ||
462                 type == PTR_TO_MEM;
463 }
464
465 static bool type_is_ptr_alloc_obj(u32 type)
466 {
467         return base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID && type_flag(type) & MEM_ALLOC;
468 }
469
470 static bool type_is_non_owning_ref(u32 type)
471 {
472         return type_is_ptr_alloc_obj(type) && type_flag(type) & NON_OWN_REF;
473 }
474
475 static struct btf_record *reg_btf_record(const struct bpf_reg_state *reg)
476 {
477         struct btf_record *rec = NULL;
478         struct btf_struct_meta *meta;
479
480         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
481                 rec = reg->map_ptr->record;
482         } else if (type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
483                 meta = btf_find_struct_meta(reg->btf, reg->btf_id);
484                 if (meta)
485                         rec = meta->record;
486         }
487         return rec;
488 }
489
490 static bool subprog_is_global(const struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
491 {
492         struct bpf_func_info_aux *aux = env->prog->aux->func_info_aux;
493
494         return aux && aux[subprog].linkage == BTF_FUNC_GLOBAL;
495 }
496
497 static bool reg_may_point_to_spin_lock(const struct bpf_reg_state *reg)
498 {
499         return btf_record_has_field(reg_btf_record(reg), BPF_SPIN_LOCK);
500 }
501
502 static bool type_is_rdonly_mem(u32 type)
503 {
504         return type & MEM_RDONLY;
505 }
506
507 static bool is_acquire_function(enum bpf_func_id func_id,
508                                 const struct bpf_map *map)
509 {
510         enum bpf_map_type map_type = map ? map->map_type : BPF_MAP_TYPE_UNSPEC;
511
512         if (func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_tcp ||
513             func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_udp ||
514             func_id == BPF_FUNC_skc_lookup_tcp ||
515             func_id == BPF_FUNC_ringbuf_reserve ||
516             func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg)
517                 return true;
518
519         if (func_id == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
520             (map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
521              map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH))
522                 return true;
523
524         return false;
525 }
526
527 static bool is_ptr_cast_function(enum bpf_func_id func_id)
528 {
529         return func_id == BPF_FUNC_tcp_sock ||
530                 func_id == BPF_FUNC_sk_fullsock ||
531                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_sock ||
532                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp6_sock ||
533                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_udp6_sock ||
534                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_mptcp_sock ||
535                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_timewait_sock ||
536                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_request_sock;
537 }
538
539 static bool is_dynptr_ref_function(enum bpf_func_id func_id)
540 {
541         return func_id == BPF_FUNC_dynptr_data;
542 }
543
544 static bool is_callback_calling_kfunc(u32 btf_id);
545
546 static bool is_callback_calling_function(enum bpf_func_id func_id)
547 {
548         return func_id == BPF_FUNC_for_each_map_elem ||
549                func_id == BPF_FUNC_timer_set_callback ||
550                func_id == BPF_FUNC_find_vma ||
551                func_id == BPF_FUNC_loop ||
552                func_id == BPF_FUNC_user_ringbuf_drain;
553 }
554
555 static bool is_async_callback_calling_function(enum bpf_func_id func_id)
556 {
557         return func_id == BPF_FUNC_timer_set_callback;
558 }
559
560 static bool is_storage_get_function(enum bpf_func_id func_id)
561 {
562         return func_id == BPF_FUNC_sk_storage_get ||
563                func_id == BPF_FUNC_inode_storage_get ||
564                func_id == BPF_FUNC_task_storage_get ||
565                func_id == BPF_FUNC_cgrp_storage_get;
566 }
567
568 static bool helper_multiple_ref_obj_use(enum bpf_func_id func_id,
569                                         const struct bpf_map *map)
570 {
571         int ref_obj_uses = 0;
572
573         if (is_ptr_cast_function(func_id))
574                 ref_obj_uses++;
575         if (is_acquire_function(func_id, map))
576                 ref_obj_uses++;
577         if (is_dynptr_ref_function(func_id))
578                 ref_obj_uses++;
579
580         return ref_obj_uses > 1;
581 }
582
583 static bool is_cmpxchg_insn(const struct bpf_insn *insn)
584 {
585         return BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX &&
586                BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
587                insn->imm == BPF_CMPXCHG;
588 }
589
590 /* string representation of 'enum bpf_reg_type'
591  *
592  * Note that reg_type_str() can not appear more than once in a single verbose()
593  * statement.
594  */
595 static const char *reg_type_str(struct bpf_verifier_env *env,
596                                 enum bpf_reg_type type)
597 {
598         char postfix[16] = {0}, prefix[64] = {0};
599         static const char * const str[] = {
600                 [NOT_INIT]              = "?",
601                 [SCALAR_VALUE]          = "scalar",
602                 [PTR_TO_CTX]            = "ctx",
603                 [CONST_PTR_TO_MAP]      = "map_ptr",
604                 [PTR_TO_MAP_VALUE]      = "map_value",
605                 [PTR_TO_STACK]          = "fp",
606                 [PTR_TO_PACKET]         = "pkt",
607                 [PTR_TO_PACKET_META]    = "pkt_meta",
608                 [PTR_TO_PACKET_END]     = "pkt_end",
609                 [PTR_TO_FLOW_KEYS]      = "flow_keys",
610                 [PTR_TO_SOCKET]         = "sock",
611                 [PTR_TO_SOCK_COMMON]    = "sock_common",
612                 [PTR_TO_TCP_SOCK]       = "tcp_sock",
613                 [PTR_TO_TP_BUFFER]      = "tp_buffer",
614                 [PTR_TO_XDP_SOCK]       = "xdp_sock",
615                 [PTR_TO_BTF_ID]         = "ptr_",
616                 [PTR_TO_MEM]            = "mem",
617                 [PTR_TO_BUF]            = "buf",
618                 [PTR_TO_FUNC]           = "func",
619                 [PTR_TO_MAP_KEY]        = "map_key",
620                 [CONST_PTR_TO_DYNPTR]   = "dynptr_ptr",
621         };
622
623         if (type & PTR_MAYBE_NULL) {
624                 if (base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID)
625                         strncpy(postfix, "or_null_", 16);
626                 else
627                         strncpy(postfix, "_or_null", 16);
628         }
629
630         snprintf(prefix, sizeof(prefix), "%s%s%s%s%s%s%s",
631                  type & MEM_RDONLY ? "rdonly_" : "",
632                  type & MEM_RINGBUF ? "ringbuf_" : "",
633                  type & MEM_USER ? "user_" : "",
634                  type & MEM_PERCPU ? "percpu_" : "",
635                  type & MEM_RCU ? "rcu_" : "",
636                  type & PTR_UNTRUSTED ? "untrusted_" : "",
637                  type & PTR_TRUSTED ? "trusted_" : ""
638         );
639
640         snprintf(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN, "%s%s%s",
641                  prefix, str[base_type(type)], postfix);
642         return env->tmp_str_buf;
643 }
644
645 static char slot_type_char[] = {
646         [STACK_INVALID] = '?',
647         [STACK_SPILL]   = 'r',
648         [STACK_MISC]    = 'm',
649         [STACK_ZERO]    = '0',
650         [STACK_DYNPTR]  = 'd',
651         [STACK_ITER]    = 'i',
652 };
653
654 static void print_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
655                            enum bpf_reg_liveness live)
656 {
657         if (live & (REG_LIVE_READ | REG_LIVE_WRITTEN | REG_LIVE_DONE))
658             verbose(env, "_");
659         if (live & REG_LIVE_READ)
660                 verbose(env, "r");
661         if (live & REG_LIVE_WRITTEN)
662                 verbose(env, "w");
663         if (live & REG_LIVE_DONE)
664                 verbose(env, "D");
665 }
666
667 static int __get_spi(s32 off)
668 {
669         return (-off - 1) / BPF_REG_SIZE;
670 }
671
672 static struct bpf_func_state *func(struct bpf_verifier_env *env,
673                                    const struct bpf_reg_state *reg)
674 {
675         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
676
677         return cur->frame[reg->frameno];
678 }
679
680 static bool is_spi_bounds_valid(struct bpf_func_state *state, int spi, int nr_slots)
681 {
682        int allocated_slots = state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE;
683
684        /* We need to check that slots between [spi - nr_slots + 1, spi] are
685         * within [0, allocated_stack).
686         *
687         * Please note that the spi grows downwards. For example, a dynptr
688         * takes the size of two stack slots; the first slot will be at
689         * spi and the second slot will be at spi - 1.
690         */
691        return spi - nr_slots + 1 >= 0 && spi < allocated_slots;
692 }
693
694 static int stack_slot_obj_get_spi(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
695                                   const char *obj_kind, int nr_slots)
696 {
697         int off, spi;
698
699         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
700                 verbose(env, "%s has to be at a constant offset\n", obj_kind);
701                 return -EINVAL;
702         }
703
704         off = reg->off + reg->var_off.value;
705         if (off % BPF_REG_SIZE) {
706                 verbose(env, "cannot pass in %s at an offset=%d\n", obj_kind, off);
707                 return -EINVAL;
708         }
709
710         spi = __get_spi(off);
711         if (spi + 1 < nr_slots) {
712                 verbose(env, "cannot pass in %s at an offset=%d\n", obj_kind, off);
713                 return -EINVAL;
714         }
715
716         if (!is_spi_bounds_valid(func(env, reg), spi, nr_slots))
717                 return -ERANGE;
718         return spi;
719 }
720
721 static int dynptr_get_spi(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
722 {
723         return stack_slot_obj_get_spi(env, reg, "dynptr", BPF_DYNPTR_NR_SLOTS);
724 }
725
726 static int iter_get_spi(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg, int nr_slots)
727 {
728         return stack_slot_obj_get_spi(env, reg, "iter", nr_slots);
729 }
730
731 static const char *btf_type_name(const struct btf *btf, u32 id)
732 {
733         return btf_name_by_offset(btf, btf_type_by_id(btf, id)->name_off);
734 }
735
736 static const char *dynptr_type_str(enum bpf_dynptr_type type)
737 {
738         switch (type) {
739         case BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL:
740                 return "local";
741         case BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
742                 return "ringbuf";
743         case BPF_DYNPTR_TYPE_SKB:
744                 return "skb";
745         case BPF_DYNPTR_TYPE_XDP:
746                 return "xdp";
747         case BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID:
748                 return "<invalid>";
749         default:
750                 WARN_ONCE(1, "unknown dynptr type %d\n", type);
751                 return "<unknown>";
752         }
753 }
754
755 static const char *iter_type_str(const struct btf *btf, u32 btf_id)
756 {
757         if (!btf || btf_id == 0)
758                 return "<invalid>";
759
760         /* we already validated that type is valid and has conforming name */
761         return btf_type_name(btf, btf_id) + sizeof(ITER_PREFIX) - 1;
762 }
763
764 static const char *iter_state_str(enum bpf_iter_state state)
765 {
766         switch (state) {
767         case BPF_ITER_STATE_ACTIVE:
768                 return "active";
769         case BPF_ITER_STATE_DRAINED:
770                 return "drained";
771         case BPF_ITER_STATE_INVALID:
772                 return "<invalid>";
773         default:
774                 WARN_ONCE(1, "unknown iter state %d\n", state);
775                 return "<unknown>";
776         }
777 }
778
779 static void mark_reg_scratched(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno)
780 {
781         env->scratched_regs |= 1U << regno;
782 }
783
784 static void mark_stack_slot_scratched(struct bpf_verifier_env *env, u32 spi)
785 {
786         env->scratched_stack_slots |= 1ULL << spi;
787 }
788
789 static bool reg_scratched(const struct bpf_verifier_env *env, u32 regno)
790 {
791         return (env->scratched_regs >> regno) & 1;
792 }
793
794 static bool stack_slot_scratched(const struct bpf_verifier_env *env, u64 regno)
795 {
796         return (env->scratched_stack_slots >> regno) & 1;
797 }
798
799 static bool verifier_state_scratched(const struct bpf_verifier_env *env)
800 {
801         return env->scratched_regs || env->scratched_stack_slots;
802 }
803
804 static void mark_verifier_state_clean(struct bpf_verifier_env *env)
805 {
806         env->scratched_regs = 0U;
807         env->scratched_stack_slots = 0ULL;
808 }
809
810 /* Used for printing the entire verifier state. */
811 static void mark_verifier_state_scratched(struct bpf_verifier_env *env)
812 {
813         env->scratched_regs = ~0U;
814         env->scratched_stack_slots = ~0ULL;
815 }
816
817 static enum bpf_dynptr_type arg_to_dynptr_type(enum bpf_arg_type arg_type)
818 {
819         switch (arg_type & DYNPTR_TYPE_FLAG_MASK) {
820         case DYNPTR_TYPE_LOCAL:
821                 return BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL;
822         case DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
823                 return BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
824         case DYNPTR_TYPE_SKB:
825                 return BPF_DYNPTR_TYPE_SKB;
826         case DYNPTR_TYPE_XDP:
827                 return BPF_DYNPTR_TYPE_XDP;
828         default:
829                 return BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID;
830         }
831 }
832
833 static enum bpf_type_flag get_dynptr_type_flag(enum bpf_dynptr_type type)
834 {
835         switch (type) {
836         case BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL:
837                 return DYNPTR_TYPE_LOCAL;
838         case BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
839                 return DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
840         case BPF_DYNPTR_TYPE_SKB:
841                 return DYNPTR_TYPE_SKB;
842         case BPF_DYNPTR_TYPE_XDP:
843                 return DYNPTR_TYPE_XDP;
844         default:
845                 return 0;
846         }
847 }
848
849 static bool dynptr_type_refcounted(enum bpf_dynptr_type type)
850 {
851         return type == BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
852 }
853
854 static void __mark_dynptr_reg(struct bpf_reg_state *reg,
855                               enum bpf_dynptr_type type,
856                               bool first_slot, int dynptr_id);
857
858 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
859                                 struct bpf_reg_state *reg);
860
861 static void mark_dynptr_stack_regs(struct bpf_verifier_env *env,
862                                    struct bpf_reg_state *sreg1,
863                                    struct bpf_reg_state *sreg2,
864                                    enum bpf_dynptr_type type)
865 {
866         int id = ++env->id_gen;
867
868         __mark_dynptr_reg(sreg1, type, true, id);
869         __mark_dynptr_reg(sreg2, type, false, id);
870 }
871
872 static void mark_dynptr_cb_reg(struct bpf_verifier_env *env,
873                                struct bpf_reg_state *reg,
874                                enum bpf_dynptr_type type)
875 {
876         __mark_dynptr_reg(reg, type, true, ++env->id_gen);
877 }
878
879 static int destroy_if_dynptr_stack_slot(struct bpf_verifier_env *env,
880                                         struct bpf_func_state *state, int spi);
881
882 static int mark_stack_slots_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
883                                    enum bpf_arg_type arg_type, int insn_idx, int clone_ref_obj_id)
884 {
885         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
886         enum bpf_dynptr_type type;
887         int spi, i, err;
888
889         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
890         if (spi < 0)
891                 return spi;
892
893         /* We cannot assume both spi and spi - 1 belong to the same dynptr,
894          * hence we need to call destroy_if_dynptr_stack_slot twice for both,
895          * to ensure that for the following example:
896          *      [d1][d1][d2][d2]
897          * spi    3   2   1   0
898          * So marking spi = 2 should lead to destruction of both d1 and d2. In
899          * case they do belong to same dynptr, second call won't see slot_type
900          * as STACK_DYNPTR and will simply skip destruction.
901          */
902         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
903         if (err)
904                 return err;
905         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi - 1);
906         if (err)
907                 return err;
908
909         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
910                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_DYNPTR;
911                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_DYNPTR;
912         }
913
914         type = arg_to_dynptr_type(arg_type);
915         if (type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID)
916                 return -EINVAL;
917
918         mark_dynptr_stack_regs(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
919                                &state->stack[spi - 1].spilled_ptr, type);
920
921         if (dynptr_type_refcounted(type)) {
922                 /* The id is used to track proper releasing */
923                 int id;
924
925                 if (clone_ref_obj_id)
926                         id = clone_ref_obj_id;
927                 else
928                         id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
929
930                 if (id < 0)
931                         return id;
932
933                 state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id = id;
934                 state->stack[spi - 1].spilled_ptr.ref_obj_id = id;
935         }
936
937         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
938         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
939
940         return 0;
941 }
942
943 static void invalidate_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *state, int spi)
944 {
945         int i;
946
947         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
948                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_INVALID;
949                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_INVALID;
950         }
951
952         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
953         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr);
954
955         /* Why do we need to set REG_LIVE_WRITTEN for STACK_INVALID slot?
956          *
957          * While we don't allow reading STACK_INVALID, it is still possible to
958          * do <8 byte writes marking some but not all slots as STACK_MISC. Then,
959          * helpers or insns can do partial read of that part without failing,
960          * but check_stack_range_initialized, check_stack_read_var_off, and
961          * check_stack_read_fixed_off will do mark_reg_read for all 8-bytes of
962          * the slot conservatively. Hence we need to prevent those liveness
963          * marking walks.
964          *
965          * This was not a problem before because STACK_INVALID is only set by
966          * default (where the default reg state has its reg->parent as NULL), or
967          * in clean_live_states after REG_LIVE_DONE (at which point
968          * mark_reg_read won't walk reg->parent chain), but not randomly during
969          * verifier state exploration (like we did above). Hence, for our case
970          * parentage chain will still be live (i.e. reg->parent may be
971          * non-NULL), while earlier reg->parent was NULL, so we need
972          * REG_LIVE_WRITTEN to screen off read marker propagation when it is
973          * done later on reads or by mark_dynptr_read as well to unnecessary
974          * mark registers in verifier state.
975          */
976         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
977         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
978 }
979
980 static int unmark_stack_slots_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
981 {
982         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
983         int spi, ref_obj_id, i;
984
985         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
986         if (spi < 0)
987                 return spi;
988
989         if (!dynptr_type_refcounted(state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type)) {
990                 invalidate_dynptr(env, state, spi);
991                 return 0;
992         }
993
994         ref_obj_id = state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
995
996         /* If the dynptr has a ref_obj_id, then we need to invalidate
997          * two things:
998          *
999          * 1) Any dynptrs with a matching ref_obj_id (clones)
1000          * 2) Any slices derived from this dynptr.
1001          */
1002
1003         /* Invalidate any slices associated with this dynptr */
1004         WARN_ON_ONCE(release_reference(env, ref_obj_id));
1005
1006         /* Invalidate any dynptr clones */
1007         for (i = 1; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
1008                 if (state->stack[i].spilled_ptr.ref_obj_id != ref_obj_id)
1009                         continue;
1010
1011                 /* it should always be the case that if the ref obj id
1012                  * matches then the stack slot also belongs to a
1013                  * dynptr
1014                  */
1015                 if (state->stack[i].slot_type[0] != STACK_DYNPTR) {
1016                         verbose(env, "verifier internal error: misconfigured ref_obj_id\n");
1017                         return -EFAULT;
1018                 }
1019                 if (state->stack[i].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
1020                         invalidate_dynptr(env, state, i);
1021         }
1022
1023         return 0;
1024 }
1025
1026 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
1027                                struct bpf_reg_state *reg);
1028
1029 static void mark_reg_invalid(const struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
1030 {
1031         if (!env->allow_ptr_leaks)
1032                 __mark_reg_not_init(env, reg);
1033         else
1034                 __mark_reg_unknown(env, reg);
1035 }
1036
1037 static int destroy_if_dynptr_stack_slot(struct bpf_verifier_env *env,
1038                                         struct bpf_func_state *state, int spi)
1039 {
1040         struct bpf_func_state *fstate;
1041         struct bpf_reg_state *dreg;
1042         int i, dynptr_id;
1043
1044         /* We always ensure that STACK_DYNPTR is never set partially,
1045          * hence just checking for slot_type[0] is enough. This is
1046          * different for STACK_SPILL, where it may be only set for
1047          * 1 byte, so code has to use is_spilled_reg.
1048          */
1049         if (state->stack[spi].slot_type[0] != STACK_DYNPTR)
1050                 return 0;
1051
1052         /* Reposition spi to first slot */
1053         if (!state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
1054                 spi = spi + 1;
1055
1056         if (dynptr_type_refcounted(state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type)) {
1057                 verbose(env, "cannot overwrite referenced dynptr\n");
1058                 return -EINVAL;
1059         }
1060
1061         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
1062         mark_stack_slot_scratched(env, spi - 1);
1063
1064         /* Writing partially to one dynptr stack slot destroys both. */
1065         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
1066                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_INVALID;
1067                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_INVALID;
1068         }
1069
1070         dynptr_id = state->stack[spi].spilled_ptr.id;
1071         /* Invalidate any slices associated with this dynptr */
1072         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, fstate, dreg, ({
1073                 /* Dynptr slices are only PTR_TO_MEM_OR_NULL and PTR_TO_MEM */
1074                 if (dreg->type != (PTR_TO_MEM | PTR_MAYBE_NULL) && dreg->type != PTR_TO_MEM)
1075                         continue;
1076                 if (dreg->dynptr_id == dynptr_id)
1077                         mark_reg_invalid(env, dreg);
1078         }));
1079
1080         /* Do not release reference state, we are destroying dynptr on stack,
1081          * not using some helper to release it. Just reset register.
1082          */
1083         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
1084         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr);
1085
1086         /* Same reason as unmark_stack_slots_dynptr above */
1087         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1088         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1089
1090         return 0;
1091 }
1092
1093 static bool is_dynptr_reg_valid_uninit(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
1094 {
1095         int spi;
1096
1097         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
1098                 return false;
1099
1100         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
1101
1102         /* -ERANGE (i.e. spi not falling into allocated stack slots) isn't an
1103          * error because this just means the stack state hasn't been updated yet.
1104          * We will do check_mem_access to check and update stack bounds later.
1105          */
1106         if (spi < 0 && spi != -ERANGE)
1107                 return false;
1108
1109         /* We don't need to check if the stack slots are marked by previous
1110          * dynptr initializations because we allow overwriting existing unreferenced
1111          * STACK_DYNPTR slots, see mark_stack_slots_dynptr which calls
1112          * destroy_if_dynptr_stack_slot to ensure dynptr objects at the slots we are
1113          * touching are completely destructed before we reinitialize them for a new
1114          * one. For referenced ones, destroy_if_dynptr_stack_slot returns an error early
1115          * instead of delaying it until the end where the user will get "Unreleased
1116          * reference" error.
1117          */
1118         return true;
1119 }
1120
1121 static bool is_dynptr_reg_valid_init(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
1122 {
1123         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1124         int i, spi;
1125
1126         /* This already represents first slot of initialized bpf_dynptr.
1127          *
1128          * CONST_PTR_TO_DYNPTR already has fixed and var_off as 0 due to
1129          * check_func_arg_reg_off's logic, so we don't need to check its
1130          * offset and alignment.
1131          */
1132         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
1133                 return true;
1134
1135         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
1136         if (spi < 0)
1137                 return false;
1138         if (!state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
1139                 return false;
1140
1141         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
1142                 if (state->stack[spi].slot_type[i] != STACK_DYNPTR ||
1143                     state->stack[spi - 1].slot_type[i] != STACK_DYNPTR)
1144                         return false;
1145         }
1146
1147         return true;
1148 }
1149
1150 static bool is_dynptr_type_expected(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
1151                                     enum bpf_arg_type arg_type)
1152 {
1153         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1154         enum bpf_dynptr_type dynptr_type;
1155         int spi;
1156
1157         /* ARG_PTR_TO_DYNPTR takes any type of dynptr */
1158         if (arg_type == ARG_PTR_TO_DYNPTR)
1159                 return true;
1160
1161         dynptr_type = arg_to_dynptr_type(arg_type);
1162         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
1163                 return reg->dynptr.type == dynptr_type;
1164         } else {
1165                 spi = dynptr_get_spi(env, reg);
1166                 if (spi < 0)
1167                         return false;
1168                 return state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type == dynptr_type;
1169         }
1170 }
1171
1172 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg);
1173
1174 static int mark_stack_slots_iter(struct bpf_verifier_env *env,
1175                                  struct bpf_reg_state *reg, int insn_idx,
1176                                  struct btf *btf, u32 btf_id, int nr_slots)
1177 {
1178         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1179         int spi, i, j, id;
1180
1181         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1182         if (spi < 0)
1183                 return spi;
1184
1185         id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
1186         if (id < 0)
1187                 return id;
1188
1189         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1190                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1191                 struct bpf_reg_state *st = &slot->spilled_ptr;
1192
1193                 __mark_reg_known_zero(st);
1194                 st->type = PTR_TO_STACK; /* we don't have dedicated reg type */
1195                 st->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1196                 st->ref_obj_id = i == 0 ? id : 0;
1197                 st->iter.btf = btf;
1198                 st->iter.btf_id = btf_id;
1199                 st->iter.state = BPF_ITER_STATE_ACTIVE;
1200                 st->iter.depth = 0;
1201
1202                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1203                         slot->slot_type[j] = STACK_ITER;
1204
1205                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
1206         }
1207
1208         return 0;
1209 }
1210
1211 static int unmark_stack_slots_iter(struct bpf_verifier_env *env,
1212                                    struct bpf_reg_state *reg, int nr_slots)
1213 {
1214         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1215         int spi, i, j;
1216
1217         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1218         if (spi < 0)
1219                 return spi;
1220
1221         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1222                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1223                 struct bpf_reg_state *st = &slot->spilled_ptr;
1224
1225                 if (i == 0)
1226                         WARN_ON_ONCE(release_reference(env, st->ref_obj_id));
1227
1228                 __mark_reg_not_init(env, st);
1229
1230                 /* see unmark_stack_slots_dynptr() for why we need to set REG_LIVE_WRITTEN */
1231                 st->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1232
1233                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1234                         slot->slot_type[j] = STACK_INVALID;
1235
1236                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
1237         }
1238
1239         return 0;
1240 }
1241
1242 static bool is_iter_reg_valid_uninit(struct bpf_verifier_env *env,
1243                                      struct bpf_reg_state *reg, int nr_slots)
1244 {
1245         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1246         int spi, i, j;
1247
1248         /* For -ERANGE (i.e. spi not falling into allocated stack slots), we
1249          * will do check_mem_access to check and update stack bounds later, so
1250          * return true for that case.
1251          */
1252         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1253         if (spi == -ERANGE)
1254                 return true;
1255         if (spi < 0)
1256                 return false;
1257
1258         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1259                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1260
1261                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1262                         if (slot->slot_type[j] == STACK_ITER)
1263                                 return false;
1264         }
1265
1266         return true;
1267 }
1268
1269 static bool is_iter_reg_valid_init(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
1270                                    struct btf *btf, u32 btf_id, int nr_slots)
1271 {
1272         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1273         int spi, i, j;
1274
1275         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1276         if (spi < 0)
1277                 return false;
1278
1279         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1280                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1281                 struct bpf_reg_state *st = &slot->spilled_ptr;
1282
1283                 /* only main (first) slot has ref_obj_id set */
1284                 if (i == 0 && !st->ref_obj_id)
1285                         return false;
1286                 if (i != 0 && st->ref_obj_id)
1287                         return false;
1288                 if (st->iter.btf != btf || st->iter.btf_id != btf_id)
1289                         return false;
1290
1291                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1292                         if (slot->slot_type[j] != STACK_ITER)
1293                                 return false;
1294         }
1295
1296         return true;
1297 }
1298
1299 /* Check if given stack slot is "special":
1300  *   - spilled register state (STACK_SPILL);
1301  *   - dynptr state (STACK_DYNPTR);
1302  *   - iter state (STACK_ITER).
1303  */
1304 static bool is_stack_slot_special(const struct bpf_stack_state *stack)
1305 {
1306         enum bpf_stack_slot_type type = stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1];
1307
1308         switch (type) {
1309         case STACK_SPILL:
1310         case STACK_DYNPTR:
1311         case STACK_ITER:
1312                 return true;
1313         case STACK_INVALID:
1314         case STACK_MISC:
1315         case STACK_ZERO:
1316                 return false;
1317         default:
1318                 WARN_ONCE(1, "unknown stack slot type %d\n", type);
1319                 return true;
1320         }
1321 }
1322
1323 /* The reg state of a pointer or a bounded scalar was saved when
1324  * it was spilled to the stack.
1325  */
1326 static bool is_spilled_reg(const struct bpf_stack_state *stack)
1327 {
1328         return stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1] == STACK_SPILL;
1329 }
1330
1331 static bool is_spilled_scalar_reg(const struct bpf_stack_state *stack)
1332 {
1333         return stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1] == STACK_SPILL &&
1334                stack->spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE;
1335 }
1336
1337 static void scrub_spilled_slot(u8 *stype)
1338 {
1339         if (*stype != STACK_INVALID)
1340                 *stype = STACK_MISC;
1341 }
1342
1343 static void print_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
1344                                  const struct bpf_func_state *state,
1345                                  bool print_all)
1346 {
1347         const struct bpf_reg_state *reg;
1348         enum bpf_reg_type t;
1349         int i;
1350
1351         if (state->frameno)
1352                 verbose(env, " frame%d:", state->frameno);
1353         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
1354                 reg = &state->regs[i];
1355                 t = reg->type;
1356                 if (t == NOT_INIT)
1357                         continue;
1358                 if (!print_all && !reg_scratched(env, i))
1359                         continue;
1360                 verbose(env, " R%d", i);
1361                 print_liveness(env, reg->live);
1362                 verbose(env, "=");
1363                 if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
1364                         verbose(env, "P");
1365                 if ((t == SCALAR_VALUE || t == PTR_TO_STACK) &&
1366                     tnum_is_const(reg->var_off)) {
1367                         /* reg->off should be 0 for SCALAR_VALUE */
1368                         verbose(env, "%s", t == SCALAR_VALUE ? "" : reg_type_str(env, t));
1369                         verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
1370                 } else {
1371                         const char *sep = "";
1372
1373                         verbose(env, "%s", reg_type_str(env, t));
1374                         if (base_type(t) == PTR_TO_BTF_ID)
1375                                 verbose(env, "%s", btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id));
1376                         verbose(env, "(");
1377 /*
1378  * _a stands for append, was shortened to avoid multiline statements below.
1379  * This macro is used to output a comma separated list of attributes.
1380  */
1381 #define verbose_a(fmt, ...) ({ verbose(env, "%s" fmt, sep, __VA_ARGS__); sep = ","; })
1382
1383                         if (reg->id)
1384                                 verbose_a("id=%d", reg->id);
1385                         if (reg->ref_obj_id)
1386                                 verbose_a("ref_obj_id=%d", reg->ref_obj_id);
1387                         if (type_is_non_owning_ref(reg->type))
1388                                 verbose_a("%s", "non_own_ref");
1389                         if (t != SCALAR_VALUE)
1390                                 verbose_a("off=%d", reg->off);
1391                         if (type_is_pkt_pointer(t))
1392                                 verbose_a("r=%d", reg->range);
1393                         else if (base_type(t) == CONST_PTR_TO_MAP ||
1394                                  base_type(t) == PTR_TO_MAP_KEY ||
1395                                  base_type(t) == PTR_TO_MAP_VALUE)
1396                                 verbose_a("ks=%d,vs=%d",
1397                                           reg->map_ptr->key_size,
1398                                           reg->map_ptr->value_size);
1399                         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
1400                                 /* Typically an immediate SCALAR_VALUE, but
1401                                  * could be a pointer whose offset is too big
1402                                  * for reg->off
1403                                  */
1404                                 verbose_a("imm=%llx", reg->var_off.value);
1405                         } else {
1406                                 if (reg->smin_value != reg->umin_value &&
1407                                     reg->smin_value != S64_MIN)
1408                                         verbose_a("smin=%lld", (long long)reg->smin_value);
1409                                 if (reg->smax_value != reg->umax_value &&
1410                                     reg->smax_value != S64_MAX)
1411                                         verbose_a("smax=%lld", (long long)reg->smax_value);
1412                                 if (reg->umin_value != 0)
1413                                         verbose_a("umin=%llu", (unsigned long long)reg->umin_value);
1414                                 if (reg->umax_value != U64_MAX)
1415                                         verbose_a("umax=%llu", (unsigned long long)reg->umax_value);
1416                                 if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
1417                                         char tn_buf[48];
1418
1419                                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
1420                                         verbose_a("var_off=%s", tn_buf);
1421                                 }
1422                                 if (reg->s32_min_value != reg->smin_value &&
1423                                     reg->s32_min_value != S32_MIN)
1424                                         verbose_a("s32_min=%d", (int)(reg->s32_min_value));
1425                                 if (reg->s32_max_value != reg->smax_value &&
1426                                     reg->s32_max_value != S32_MAX)
1427                                         verbose_a("s32_max=%d", (int)(reg->s32_max_value));
1428                                 if (reg->u32_min_value != reg->umin_value &&
1429                                     reg->u32_min_value != U32_MIN)
1430                                         verbose_a("u32_min=%d", (int)(reg->u32_min_value));
1431                                 if (reg->u32_max_value != reg->umax_value &&
1432                                     reg->u32_max_value != U32_MAX)
1433                                         verbose_a("u32_max=%d", (int)(reg->u32_max_value));
1434                         }
1435 #undef verbose_a
1436
1437                         verbose(env, ")");
1438                 }
1439         }
1440         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
1441                 char types_buf[BPF_REG_SIZE + 1];
1442                 bool valid = false;
1443                 int j;
1444
1445                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++) {
1446                         if (state->stack[i].slot_type[j] != STACK_INVALID)
1447                                 valid = true;
1448                         types_buf[j] = slot_type_char[state->stack[i].slot_type[j]];
1449                 }
1450                 types_buf[BPF_REG_SIZE] = 0;
1451                 if (!valid)
1452                         continue;
1453                 if (!print_all && !stack_slot_scratched(env, i))
1454                         continue;
1455                 switch (state->stack[i].slot_type[BPF_REG_SIZE - 1]) {
1456                 case STACK_SPILL:
1457                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
1458                         t = reg->type;
1459
1460                         verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
1461                         print_liveness(env, reg->live);
1462                         verbose(env, "=%s", t == SCALAR_VALUE ? "" : reg_type_str(env, t));
1463                         if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
1464                                 verbose(env, "P");
1465                         if (t == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off))
1466                                 verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
1467                         break;
1468                 case STACK_DYNPTR:
1469                         i += BPF_DYNPTR_NR_SLOTS - 1;
1470                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
1471
1472                         verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
1473                         print_liveness(env, reg->live);
1474                         verbose(env, "=dynptr_%s", dynptr_type_str(reg->dynptr.type));
1475                         if (reg->ref_obj_id)
1476                                 verbose(env, "(ref_id=%d)", reg->ref_obj_id);
1477                         break;
1478                 case STACK_ITER:
1479                         /* only main slot has ref_obj_id set; skip others */
1480                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
1481                         if (!reg->ref_obj_id)
1482                                 continue;
1483
1484                         verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
1485                         print_liveness(env, reg->live);
1486                         verbose(env, "=iter_%s(ref_id=%d,state=%s,depth=%u)",
1487                                 iter_type_str(reg->iter.btf, reg->iter.btf_id),
1488                                 reg->ref_obj_id, iter_state_str(reg->iter.state),
1489                                 reg->iter.depth);
1490                         break;
1491                 case STACK_MISC:
1492                 case STACK_ZERO:
1493                 default:
1494                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
1495
1496                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1497                                 types_buf[j] = slot_type_char[state->stack[i].slot_type[j]];
1498                         types_buf[BPF_REG_SIZE] = 0;
1499
1500                         verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
1501                         print_liveness(env, reg->live);
1502                         verbose(env, "=%s", types_buf);
1503                         break;
1504                 }
1505         }
1506         if (state->acquired_refs && state->refs[0].id) {
1507                 verbose(env, " refs=%d", state->refs[0].id);
1508                 for (i = 1; i < state->acquired_refs; i++)
1509                         if (state->refs[i].id)
1510                                 verbose(env, ",%d", state->refs[i].id);
1511         }
1512         if (state->in_callback_fn)
1513                 verbose(env, " cb");
1514         if (state->in_async_callback_fn)
1515                 verbose(env, " async_cb");
1516         verbose(env, "\n");
1517         mark_verifier_state_clean(env);
1518 }
1519
1520 static inline u32 vlog_alignment(u32 pos)
1521 {
1522         return round_up(max(pos + BPF_LOG_MIN_ALIGNMENT / 2, BPF_LOG_ALIGNMENT),
1523                         BPF_LOG_MIN_ALIGNMENT) - pos - 1;
1524 }
1525
1526 static void print_insn_state(struct bpf_verifier_env *env,
1527                              const struct bpf_func_state *state)
1528 {
1529         if (env->prev_log_pos && env->prev_log_pos == env->log.end_pos) {
1530                 /* remove new line character */
1531                 bpf_vlog_reset(&env->log, env->prev_log_pos - 1);
1532                 verbose(env, "%*c;", vlog_alignment(env->prev_insn_print_pos), ' ');
1533         } else {
1534                 verbose(env, "%d:", env->insn_idx);
1535         }
1536         print_verifier_state(env, state, false);
1537 }
1538
1539 /* copy array src of length n * size bytes to dst. dst is reallocated if it's too
1540  * small to hold src. This is different from krealloc since we don't want to preserve
1541  * the contents of dst.
1542  *
1543  * Leaves dst untouched if src is NULL or length is zero. Returns NULL if memory could
1544  * not be allocated.
1545  */
1546 static void *copy_array(void *dst, const void *src, size_t n, size_t size, gfp_t flags)
1547 {
1548         size_t alloc_bytes;
1549         void *orig = dst;
1550         size_t bytes;
1551
1552         if (ZERO_OR_NULL_PTR(src))
1553                 goto out;
1554
1555         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
1556                 return NULL;
1557
1558         alloc_bytes = max(ksize(orig), kmalloc_size_roundup(bytes));
1559         dst = krealloc(orig, alloc_bytes, flags);
1560         if (!dst) {
1561                 kfree(orig);
1562                 return NULL;
1563         }
1564
1565         memcpy(dst, src, bytes);
1566 out:
1567         return dst ? dst : ZERO_SIZE_PTR;
1568 }
1569
1570 /* resize an array from old_n items to new_n items. the array is reallocated if it's too
1571  * small to hold new_n items. new items are zeroed out if the array grows.
1572  *
1573  * Contrary to krealloc_array, does not free arr if new_n is zero.
1574  */
1575 static void *realloc_array(void *arr, size_t old_n, size_t new_n, size_t size)
1576 {
1577         size_t alloc_size;
1578         void *new_arr;
1579
1580         if (!new_n || old_n == new_n)
1581                 goto out;
1582
1583         alloc_size = kmalloc_size_roundup(size_mul(new_n, size));
1584         new_arr = krealloc(arr, alloc_size, GFP_KERNEL);
1585         if (!new_arr) {
1586                 kfree(arr);
1587                 return NULL;
1588         }
1589         arr = new_arr;
1590
1591         if (new_n > old_n)
1592                 memset(arr + old_n * size, 0, (new_n - old_n) * size);
1593
1594 out:
1595         return arr ? arr : ZERO_SIZE_PTR;
1596 }
1597
1598 static int copy_reference_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
1599 {
1600         dst->refs = copy_array(dst->refs, src->refs, src->acquired_refs,
1601                                sizeof(struct bpf_reference_state), GFP_KERNEL);
1602         if (!dst->refs)
1603                 return -ENOMEM;
1604
1605         dst->acquired_refs = src->acquired_refs;
1606         return 0;
1607 }
1608
1609 static int copy_stack_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
1610 {
1611         size_t n = src->allocated_stack / BPF_REG_SIZE;
1612
1613         dst->stack = copy_array(dst->stack, src->stack, n, sizeof(struct bpf_stack_state),
1614                                 GFP_KERNEL);
1615         if (!dst->stack)
1616                 return -ENOMEM;
1617
1618         dst->allocated_stack = src->allocated_stack;
1619         return 0;
1620 }
1621
1622 static int resize_reference_state(struct bpf_func_state *state, size_t n)
1623 {
1624         state->refs = realloc_array(state->refs, state->acquired_refs, n,
1625                                     sizeof(struct bpf_reference_state));
1626         if (!state->refs)
1627                 return -ENOMEM;
1628
1629         state->acquired_refs = n;
1630         return 0;
1631 }
1632
1633 static int grow_stack_state(struct bpf_func_state *state, int size)
1634 {
1635         size_t old_n = state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE, n = size / BPF_REG_SIZE;
1636
1637         if (old_n >= n)
1638                 return 0;
1639
1640         state->stack = realloc_array(state->stack, old_n, n, sizeof(struct bpf_stack_state));
1641         if (!state->stack)
1642                 return -ENOMEM;
1643
1644         state->allocated_stack = size;
1645         return 0;
1646 }
1647
1648 /* Acquire a pointer id from the env and update the state->refs to include
1649  * this new pointer reference.
1650  * On success, returns a valid pointer id to associate with the register
1651  * On failure, returns a negative errno.
1652  */
1653 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
1654 {
1655         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
1656         int new_ofs = state->acquired_refs;
1657         int id, err;
1658
1659         err = resize_reference_state(state, state->acquired_refs + 1);
1660         if (err)
1661                 return err;
1662         id = ++env->id_gen;
1663         state->refs[new_ofs].id = id;
1664         state->refs[new_ofs].insn_idx = insn_idx;
1665         state->refs[new_ofs].callback_ref = state->in_callback_fn ? state->frameno : 0;
1666
1667         return id;
1668 }
1669
1670 /* release function corresponding to acquire_reference_state(). Idempotent. */
1671 static int release_reference_state(struct bpf_func_state *state, int ptr_id)
1672 {
1673         int i, last_idx;
1674
1675         last_idx = state->acquired_refs - 1;
1676         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
1677                 if (state->refs[i].id == ptr_id) {
1678                         /* Cannot release caller references in callbacks */
1679                         if (state->in_callback_fn && state->refs[i].callback_ref != state->frameno)
1680                                 return -EINVAL;
1681                         if (last_idx && i != last_idx)
1682                                 memcpy(&state->refs[i], &state->refs[last_idx],
1683                                        sizeof(*state->refs));
1684                         memset(&state->refs[last_idx], 0, sizeof(*state->refs));
1685                         state->acquired_refs--;
1686                         return 0;
1687                 }
1688         }
1689         return -EINVAL;
1690 }
1691
1692 static void free_func_state(struct bpf_func_state *state)
1693 {
1694         if (!state)
1695                 return;
1696         kfree(state->refs);
1697         kfree(state->stack);
1698         kfree(state);
1699 }
1700
1701 static void clear_jmp_history(struct bpf_verifier_state *state)
1702 {
1703         kfree(state->jmp_history);
1704         state->jmp_history = NULL;
1705         state->jmp_history_cnt = 0;
1706 }
1707
1708 static void free_verifier_state(struct bpf_verifier_state *state,
1709                                 bool free_self)
1710 {
1711         int i;
1712
1713         for (i = 0; i <= state->curframe; i++) {
1714                 free_func_state(state->frame[i]);
1715                 state->frame[i] = NULL;
1716         }
1717         clear_jmp_history(state);
1718         if (free_self)
1719                 kfree(state);
1720 }
1721
1722 /* copy verifier state from src to dst growing dst stack space
1723  * when necessary to accommodate larger src stack
1724  */
1725 static int copy_func_state(struct bpf_func_state *dst,
1726                            const struct bpf_func_state *src)
1727 {
1728         int err;
1729
1730         memcpy(dst, src, offsetof(struct bpf_func_state, acquired_refs));
1731         err = copy_reference_state(dst, src);
1732         if (err)
1733                 return err;
1734         return copy_stack_state(dst, src);
1735 }
1736
1737 static int copy_verifier_state(struct bpf_verifier_state *dst_state,
1738                                const struct bpf_verifier_state *src)
1739 {
1740         struct bpf_func_state *dst;
1741         int i, err;
1742
1743         dst_state->jmp_history = copy_array(dst_state->jmp_history, src->jmp_history,
1744                                             src->jmp_history_cnt, sizeof(struct bpf_idx_pair),
1745                                             GFP_USER);
1746         if (!dst_state->jmp_history)
1747                 return -ENOMEM;
1748         dst_state->jmp_history_cnt = src->jmp_history_cnt;
1749
1750         /* if dst has more stack frames then src frame, free them */
1751         for (i = src->curframe + 1; i <= dst_state->curframe; i++) {
1752                 free_func_state(dst_state->frame[i]);
1753                 dst_state->frame[i] = NULL;
1754         }
1755         dst_state->speculative = src->speculative;
1756         dst_state->active_rcu_lock = src->active_rcu_lock;
1757         dst_state->curframe = src->curframe;
1758         dst_state->active_lock.ptr = src->active_lock.ptr;
1759         dst_state->active_lock.id = src->active_lock.id;
1760         dst_state->branches = src->branches;
1761         dst_state->parent = src->parent;
1762         dst_state->first_insn_idx = src->first_insn_idx;
1763         dst_state->last_insn_idx = src->last_insn_idx;
1764         for (i = 0; i <= src->curframe; i++) {
1765                 dst = dst_state->frame[i];
1766                 if (!dst) {
1767                         dst = kzalloc(sizeof(*dst), GFP_KERNEL);
1768                         if (!dst)
1769                                 return -ENOMEM;
1770                         dst_state->frame[i] = dst;
1771                 }
1772                 err = copy_func_state(dst, src->frame[i]);
1773                 if (err)
1774                         return err;
1775         }
1776         return 0;
1777 }
1778
1779 static void update_branch_counts(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
1780 {
1781         while (st) {
1782                 u32 br = --st->branches;
1783
1784                 /* WARN_ON(br > 1) technically makes sense here,
1785                  * but see comment in push_stack(), hence:
1786                  */
1787                 WARN_ONCE((int)br < 0,
1788                           "BUG update_branch_counts:branches_to_explore=%d\n",
1789                           br);
1790                 if (br)
1791                         break;
1792                 st = st->parent;
1793         }
1794 }
1795
1796 static int pop_stack(struct bpf_verifier_env *env, int *prev_insn_idx,
1797                      int *insn_idx, bool pop_log)
1798 {
1799         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1800         struct bpf_verifier_stack_elem *elem, *head = env->head;
1801         int err;
1802
1803         if (env->head == NULL)
1804                 return -ENOENT;
1805
1806         if (cur) {
1807                 err = copy_verifier_state(cur, &head->st);
1808                 if (err)
1809                         return err;
1810         }
1811         if (pop_log)
1812                 bpf_vlog_reset(&env->log, head->log_pos);
1813         if (insn_idx)
1814                 *insn_idx = head->insn_idx;
1815         if (prev_insn_idx)
1816                 *prev_insn_idx = head->prev_insn_idx;
1817         elem = head->next;
1818         free_verifier_state(&head->st, false);
1819         kfree(head);
1820         env->head = elem;
1821         env->stack_size--;
1822         return 0;
1823 }
1824
1825 static struct bpf_verifier_state *push_stack(struct bpf_verifier_env *env,
1826                                              int insn_idx, int prev_insn_idx,
1827                                              bool speculative)
1828 {
1829         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1830         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
1831         int err;
1832
1833         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
1834         if (!elem)
1835                 goto err;
1836
1837         elem->insn_idx = insn_idx;
1838         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
1839         elem->next = env->head;
1840         elem->log_pos = env->log.end_pos;
1841         env->head = elem;
1842         env->stack_size++;
1843         err = copy_verifier_state(&elem->st, cur);
1844         if (err)
1845                 goto err;
1846         elem->st.speculative |= speculative;
1847         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
1848                 verbose(env, "The sequence of %d jumps is too complex.\n",
1849                         env->stack_size);
1850                 goto err;
1851         }
1852         if (elem->st.parent) {
1853                 ++elem->st.parent->branches;
1854                 /* WARN_ON(branches > 2) technically makes sense here,
1855                  * but
1856                  * 1. speculative states will bump 'branches' for non-branch
1857                  * instructions
1858                  * 2. is_state_visited() heuristics may decide not to create
1859                  * a new state for a sequence of branches and all such current
1860                  * and cloned states will be pointing to a single parent state
1861                  * which might have large 'branches' count.
1862                  */
1863         }
1864         return &elem->st;
1865 err:
1866         free_verifier_state(env->cur_state, true);
1867         env->cur_state = NULL;
1868         /* pop all elements and return */
1869         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
1870         return NULL;
1871 }
1872
1873 #define CALLER_SAVED_REGS 6
1874 static const int caller_saved[CALLER_SAVED_REGS] = {
1875         BPF_REG_0, BPF_REG_1, BPF_REG_2, BPF_REG_3, BPF_REG_4, BPF_REG_5
1876 };
1877
1878 /* This helper doesn't clear reg->id */
1879 static void ___mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1880 {
1881         reg->var_off = tnum_const(imm);
1882         reg->smin_value = (s64)imm;
1883         reg->smax_value = (s64)imm;
1884         reg->umin_value = imm;
1885         reg->umax_value = imm;
1886
1887         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1888         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1889         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1890         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1891 }
1892
1893 /* Mark the unknown part of a register (variable offset or scalar value) as
1894  * known to have the value @imm.
1895  */
1896 static void __mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1897 {
1898         /* Clear off and union(map_ptr, range) */
1899         memset(((u8 *)reg) + sizeof(reg->type), 0,
1900                offsetof(struct bpf_reg_state, var_off) - sizeof(reg->type));
1901         reg->id = 0;
1902         reg->ref_obj_id = 0;
1903         ___mark_reg_known(reg, imm);
1904 }
1905
1906 static void __mark_reg32_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1907 {
1908         reg->var_off = tnum_const_subreg(reg->var_off, imm);
1909         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1910         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1911         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1912         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1913 }
1914
1915 /* Mark the 'variable offset' part of a register as zero.  This should be
1916  * used only on registers holding a pointer type.
1917  */
1918 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1919 {
1920         __mark_reg_known(reg, 0);
1921 }
1922
1923 static void __mark_reg_const_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1924 {
1925         __mark_reg_known(reg, 0);
1926         reg->type = SCALAR_VALUE;
1927 }
1928
1929 static void mark_reg_known_zero(struct bpf_verifier_env *env,
1930                                 struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1931 {
1932         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1933                 verbose(env, "mark_reg_known_zero(regs, %u)\n", regno);
1934                 /* Something bad happened, let's kill all regs */
1935                 for (regno = 0; regno < MAX_BPF_REG; regno++)
1936                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1937                 return;
1938         }
1939         __mark_reg_known_zero(regs + regno);
1940 }
1941
1942 static void __mark_dynptr_reg(struct bpf_reg_state *reg, enum bpf_dynptr_type type,
1943                               bool first_slot, int dynptr_id)
1944 {
1945         /* reg->type has no meaning for STACK_DYNPTR, but when we set reg for
1946          * callback arguments, it does need to be CONST_PTR_TO_DYNPTR, so simply
1947          * set it unconditionally as it is ignored for STACK_DYNPTR anyway.
1948          */
1949         __mark_reg_known_zero(reg);
1950         reg->type = CONST_PTR_TO_DYNPTR;
1951         /* Give each dynptr a unique id to uniquely associate slices to it. */
1952         reg->id = dynptr_id;
1953         reg->dynptr.type = type;
1954         reg->dynptr.first_slot = first_slot;
1955 }
1956
1957 static void mark_ptr_not_null_reg(struct bpf_reg_state *reg)
1958 {
1959         if (base_type(reg->type) == PTR_TO_MAP_VALUE) {
1960                 const struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
1961
1962                 if (map->inner_map_meta) {
1963                         reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
1964                         reg->map_ptr = map->inner_map_meta;
1965                         /* transfer reg's id which is unique for every map_lookup_elem
1966                          * as UID of the inner map.
1967                          */
1968                         if (btf_record_has_field(map->inner_map_meta->record, BPF_TIMER))
1969                                 reg->map_uid = reg->id;
1970                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_XSKMAP) {
1971                         reg->type = PTR_TO_XDP_SOCK;
1972                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
1973                            map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH) {
1974                         reg->type = PTR_TO_SOCKET;
1975                 } else {
1976                         reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
1977                 }
1978                 return;
1979         }
1980
1981         reg->type &= ~PTR_MAYBE_NULL;
1982 }
1983
1984 static void mark_reg_graph_node(struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
1985                                 struct btf_field_graph_root *ds_head)
1986 {
1987         __mark_reg_known_zero(&regs[regno]);
1988         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
1989         regs[regno].btf = ds_head->btf;
1990         regs[regno].btf_id = ds_head->value_btf_id;
1991         regs[regno].off = ds_head->node_offset;
1992 }
1993
1994 static bool reg_is_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg)
1995 {
1996         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
1997 }
1998
1999 static bool reg_is_pkt_pointer_any(const struct bpf_reg_state *reg)
2000 {
2001         return reg_is_pkt_pointer(reg) ||
2002                reg->type == PTR_TO_PACKET_END;
2003 }
2004
2005 static bool reg_is_dynptr_slice_pkt(const struct bpf_reg_state *reg)
2006 {
2007         return base_type(reg->type) == PTR_TO_MEM &&
2008                 (reg->type & DYNPTR_TYPE_SKB || reg->type & DYNPTR_TYPE_XDP);
2009 }
2010
2011 /* Unmodified PTR_TO_PACKET[_META,_END] register from ctx access. */
2012 static bool reg_is_init_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg,
2013                                     enum bpf_reg_type which)
2014 {
2015         /* The register can already have a range from prior markings.
2016          * This is fine as long as it hasn't been advanced from its
2017          * origin.
2018          */
2019         return reg->type == which &&
2020                reg->id == 0 &&
2021                reg->off == 0 &&
2022                tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
2023 }
2024
2025 /* Reset the min/max bounds of a register */
2026 static void __mark_reg_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2027 {
2028         reg->smin_value = S64_MIN;
2029         reg->smax_value = S64_MAX;
2030         reg->umin_value = 0;
2031         reg->umax_value = U64_MAX;
2032
2033         reg->s32_min_value = S32_MIN;
2034         reg->s32_max_value = S32_MAX;
2035         reg->u32_min_value = 0;
2036         reg->u32_max_value = U32_MAX;
2037 }
2038
2039 static void __mark_reg64_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2040 {
2041         reg->smin_value = S64_MIN;
2042         reg->smax_value = S64_MAX;
2043         reg->umin_value = 0;
2044         reg->umax_value = U64_MAX;
2045 }
2046
2047 static void __mark_reg32_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2048 {
2049         reg->s32_min_value = S32_MIN;
2050         reg->s32_max_value = S32_MAX;
2051         reg->u32_min_value = 0;
2052         reg->u32_max_value = U32_MAX;
2053 }
2054
2055 static void __update_reg32_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2056 {
2057         struct tnum var32_off = tnum_subreg(reg->var_off);
2058
2059         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
2060         reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value,
2061                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MIN));
2062         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
2063         reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value,
2064                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MAX));
2065         reg->u32_min_value = max_t(u32, reg->u32_min_value, (u32)var32_off.value);
2066         reg->u32_max_value = min(reg->u32_max_value,
2067                                  (u32)(var32_off.value | var32_off.mask));
2068 }
2069
2070 static void __update_reg64_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2071 {
2072         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
2073         reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value,
2074                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MIN));
2075         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
2076         reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value,
2077                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MAX));
2078         reg->umin_value = max(reg->umin_value, reg->var_off.value);
2079         reg->umax_value = min(reg->umax_value,
2080                               reg->var_off.value | reg->var_off.mask);
2081 }
2082
2083 static void __update_reg_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2084 {
2085         __update_reg32_bounds(reg);
2086         __update_reg64_bounds(reg);
2087 }
2088
2089 /* Uses signed min/max values to inform unsigned, and vice-versa */
2090 static void __reg32_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2091 {
2092         /* Learn sign from signed bounds.
2093          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
2094          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
2095          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
2096          */
2097         if (reg->s32_min_value >= 0 || reg->s32_max_value < 0) {
2098                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
2099                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
2100                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
2101                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
2102                 return;
2103         }
2104         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
2105          * boundary, so we must be careful.
2106          */
2107         if ((s32)reg->u32_max_value >= 0) {
2108                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
2109                  * is positive, hence safe.
2110                  */
2111                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value;
2112                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
2113                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
2114         } else if ((s32)reg->u32_min_value < 0) {
2115                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
2116                  * is negative, hence safe.
2117                  */
2118                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
2119                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
2120                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value;
2121         }
2122 }
2123
2124 static void __reg64_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2125 {
2126         /* Learn sign from signed bounds.
2127          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
2128          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
2129          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
2130          */
2131         if (reg->smin_value >= 0 || reg->smax_value < 0) {
2132                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
2133                                                           reg->umin_value);
2134                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
2135                                                           reg->umax_value);
2136                 return;
2137         }
2138         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
2139          * boundary, so we must be careful.
2140          */
2141         if ((s64)reg->umax_value >= 0) {
2142                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
2143                  * is positive, hence safe.
2144                  */
2145                 reg->smin_value = reg->umin_value;
2146                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
2147                                                           reg->umax_value);
2148         } else if ((s64)reg->umin_value < 0) {
2149                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
2150                  * is negative, hence safe.
2151                  */
2152                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
2153                                                           reg->umin_value);
2154                 reg->smax_value = reg->umax_value;
2155         }
2156 }
2157
2158 static void __reg_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2159 {
2160         __reg32_deduce_bounds(reg);
2161         __reg64_deduce_bounds(reg);
2162 }
2163
2164 /* Attempts to improve var_off based on unsigned min/max information */
2165 static void __reg_bound_offset(struct bpf_reg_state *reg)
2166 {
2167         struct tnum var64_off = tnum_intersect(reg->var_off,
2168                                                tnum_range(reg->umin_value,
2169                                                           reg->umax_value));
2170         struct tnum var32_off = tnum_intersect(tnum_subreg(var64_off),
2171                                                tnum_range(reg->u32_min_value,
2172                                                           reg->u32_max_value));
2173
2174         reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(var64_off), var32_off);
2175 }
2176
2177 static void reg_bounds_sync(struct bpf_reg_state *reg)
2178 {
2179         /* We might have learned new bounds from the var_off. */
2180         __update_reg_bounds(reg);
2181         /* We might have learned something about the sign bit. */
2182         __reg_deduce_bounds(reg);
2183         /* We might have learned some bits from the bounds. */
2184         __reg_bound_offset(reg);
2185         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
2186          * slightly, e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
2187          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
2188          */
2189         __update_reg_bounds(reg);
2190 }
2191
2192 static bool __reg32_bound_s64(s32 a)
2193 {
2194         return a >= 0 && a <= S32_MAX;
2195 }
2196
2197 static void __reg_assign_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
2198 {
2199         reg->umin_value = reg->u32_min_value;
2200         reg->umax_value = reg->u32_max_value;
2201
2202         /* Attempt to pull 32-bit signed bounds into 64-bit bounds but must
2203          * be positive otherwise set to worse case bounds and refine later
2204          * from tnum.
2205          */
2206         if (__reg32_bound_s64(reg->s32_min_value) &&
2207             __reg32_bound_s64(reg->s32_max_value)) {
2208                 reg->smin_value = reg->s32_min_value;
2209                 reg->smax_value = reg->s32_max_value;
2210         } else {
2211                 reg->smin_value = 0;
2212                 reg->smax_value = U32_MAX;
2213         }
2214 }
2215
2216 static void __reg_combine_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
2217 {
2218         /* special case when 64-bit register has upper 32-bit register
2219          * zeroed. Typically happens after zext or <<32, >>32 sequence
2220          * allowing us to use 32-bit bounds directly,
2221          */
2222         if (tnum_equals_const(tnum_clear_subreg(reg->var_off), 0)) {
2223                 __reg_assign_32_into_64(reg);
2224         } else {
2225                 /* Otherwise the best we can do is push lower 32bit known and
2226                  * unknown bits into register (var_off set from jmp logic)
2227                  * then learn as much as possible from the 64-bit tnum
2228                  * known and unknown bits. The previous smin/smax bounds are
2229                  * invalid here because of jmp32 compare so mark them unknown
2230                  * so they do not impact tnum bounds calculation.
2231                  */
2232                 __mark_reg64_unbounded(reg);
2233         }
2234         reg_bounds_sync(reg);
2235 }
2236
2237 static bool __reg64_bound_s32(s64 a)
2238 {
2239         return a >= S32_MIN && a <= S32_MAX;
2240 }
2241
2242 static bool __reg64_bound_u32(u64 a)
2243 {
2244         return a >= U32_MIN && a <= U32_MAX;
2245 }
2246
2247 static void __reg_combine_64_into_32(struct bpf_reg_state *reg)
2248 {
2249         __mark_reg32_unbounded(reg);
2250         if (__reg64_bound_s32(reg->smin_value) && __reg64_bound_s32(reg->smax_value)) {
2251                 reg->s32_min_value = (s32)reg->smin_value;
2252                 reg->s32_max_value = (s32)reg->smax_value;
2253         }
2254         if (__reg64_bound_u32(reg->umin_value) && __reg64_bound_u32(reg->umax_value)) {
2255                 reg->u32_min_value = (u32)reg->umin_value;
2256                 reg->u32_max_value = (u32)reg->umax_value;
2257         }
2258         reg_bounds_sync(reg);
2259 }
2260
2261 /* Mark a register as having a completely unknown (scalar) value. */
2262 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
2263                                struct bpf_reg_state *reg)
2264 {
2265         /*
2266          * Clear type, off, and union(map_ptr, range) and
2267          * padding between 'type' and union
2268          */
2269         memset(reg, 0, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off));
2270         reg->type = SCALAR_VALUE;
2271         reg->id = 0;
2272         reg->ref_obj_id = 0;
2273         reg->var_off = tnum_unknown;
2274         reg->frameno = 0;
2275         reg->precise = !env->bpf_capable;
2276         __mark_reg_unbounded(reg);
2277 }
2278
2279 static void mark_reg_unknown(struct bpf_verifier_env *env,
2280                              struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
2281 {
2282         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
2283                 verbose(env, "mark_reg_unknown(regs, %u)\n", regno);
2284                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
2285                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
2286                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2287                 return;
2288         }
2289         __mark_reg_unknown(env, regs + regno);
2290 }
2291
2292 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
2293                                 struct bpf_reg_state *reg)
2294 {
2295         __mark_reg_unknown(env, reg);
2296         reg->type = NOT_INIT;
2297 }
2298
2299 static void mark_reg_not_init(struct bpf_verifier_env *env,
2300                               struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
2301 {
2302         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
2303                 verbose(env, "mark_reg_not_init(regs, %u)\n", regno);
2304                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
2305                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
2306                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2307                 return;
2308         }
2309         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2310 }
2311
2312 static void mark_btf_ld_reg(struct bpf_verifier_env *env,
2313                             struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
2314                             enum bpf_reg_type reg_type,
2315                             struct btf *btf, u32 btf_id,
2316                             enum bpf_type_flag flag)
2317 {
2318         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
2319                 mark_reg_unknown(env, regs, regno);
2320                 return;
2321         }
2322         mark_reg_known_zero(env, regs, regno);
2323         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID | flag;
2324         regs[regno].btf = btf;
2325         regs[regno].btf_id = btf_id;
2326 }
2327
2328 #define DEF_NOT_SUBREG  (0)
2329 static void init_reg_state(struct bpf_verifier_env *env,
2330                            struct bpf_func_state *state)
2331 {
2332         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
2333         int i;
2334
2335         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
2336                 mark_reg_not_init(env, regs, i);
2337                 regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
2338                 regs[i].parent = NULL;
2339                 regs[i].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
2340         }
2341
2342         /* frame pointer */
2343         regs[BPF_REG_FP].type = PTR_TO_STACK;
2344         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_FP);
2345         regs[BPF_REG_FP].frameno = state->frameno;
2346 }
2347
2348 #define BPF_MAIN_FUNC (-1)
2349 static void init_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
2350                             struct bpf_func_state *state,
2351                             int callsite, int frameno, int subprogno)
2352 {
2353         state->callsite = callsite;
2354         state->frameno = frameno;
2355         state->subprogno = subprogno;
2356         state->callback_ret_range = tnum_range(0, 0);
2357         init_reg_state(env, state);
2358         mark_verifier_state_scratched(env);
2359 }
2360
2361 /* Similar to push_stack(), but for async callbacks */
2362 static struct bpf_verifier_state *push_async_cb(struct bpf_verifier_env *env,
2363                                                 int insn_idx, int prev_insn_idx,
2364                                                 int subprog)
2365 {
2366         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
2367         struct bpf_func_state *frame;
2368
2369         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
2370         if (!elem)
2371                 goto err;
2372
2373         elem->insn_idx = insn_idx;
2374         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
2375         elem->next = env->head;
2376         elem->log_pos = env->log.end_pos;
2377         env->head = elem;
2378         env->stack_size++;
2379         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
2380                 verbose(env,
2381                         "The sequence of %d jumps is too complex for async cb.\n",
2382                         env->stack_size);
2383                 goto err;
2384         }
2385         /* Unlike push_stack() do not copy_verifier_state().
2386          * The caller state doesn't matter.
2387          * This is async callback. It starts in a fresh stack.
2388          * Initialize it similar to do_check_common().
2389          */
2390         elem->st.branches = 1;
2391         frame = kzalloc(sizeof(*frame), GFP_KERNEL);
2392         if (!frame)
2393                 goto err;
2394         init_func_state(env, frame,
2395                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
2396                         0 /* frameno within this callchain */,
2397                         subprog /* subprog number within this prog */);
2398         elem->st.frame[0] = frame;
2399         return &elem->st;
2400 err:
2401         free_verifier_state(env->cur_state, true);
2402         env->cur_state = NULL;
2403         /* pop all elements and return */
2404         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
2405         return NULL;
2406 }
2407
2408
2409 enum reg_arg_type {
2410         SRC_OP,         /* register is used as source operand */
2411         DST_OP,         /* register is used as destination operand */
2412         DST_OP_NO_MARK  /* same as above, check only, don't mark */
2413 };
2414
2415 static int cmp_subprogs(const void *a, const void *b)
2416 {
2417         return ((struct bpf_subprog_info *)a)->start -
2418                ((struct bpf_subprog_info *)b)->start;
2419 }
2420
2421 static int find_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
2422 {
2423         struct bpf_subprog_info *p;
2424
2425         p = bsearch(&off, env->subprog_info, env->subprog_cnt,
2426                     sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs);
2427         if (!p)
2428                 return -ENOENT;
2429         return p - env->subprog_info;
2430
2431 }
2432
2433 static int add_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
2434 {
2435         int insn_cnt = env->prog->len;
2436         int ret;
2437
2438         if (off >= insn_cnt || off < 0) {
2439                 verbose(env, "call to invalid destination\n");
2440                 return -EINVAL;
2441         }
2442         ret = find_subprog(env, off);
2443         if (ret >= 0)
2444                 return ret;
2445         if (env->subprog_cnt >= BPF_MAX_SUBPROGS) {
2446                 verbose(env, "too many subprograms\n");
2447                 return -E2BIG;
2448         }
2449         /* determine subprog starts. The end is one before the next starts */
2450         env->subprog_info[env->subprog_cnt++].start = off;
2451         sort(env->subprog_info, env->subprog_cnt,
2452              sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs, NULL);
2453         return env->subprog_cnt - 1;
2454 }
2455
2456 #define MAX_KFUNC_DESCS 256
2457 #define MAX_KFUNC_BTFS  256
2458
2459 struct bpf_kfunc_desc {
2460         struct btf_func_model func_model;
2461         u32 func_id;
2462         s32 imm;
2463         u16 offset;
2464         unsigned long addr;
2465 };
2466
2467 struct bpf_kfunc_btf {
2468         struct btf *btf;
2469         struct module *module;
2470         u16 offset;
2471 };
2472
2473 struct bpf_kfunc_desc_tab {
2474         /* Sorted by func_id (BTF ID) and offset (fd_array offset) during
2475          * verification. JITs do lookups by bpf_insn, where func_id may not be
2476          * available, therefore at the end of verification do_misc_fixups()
2477          * sorts this by imm and offset.
2478          */
2479         struct bpf_kfunc_desc descs[MAX_KFUNC_DESCS];
2480         u32 nr_descs;
2481 };
2482
2483 struct bpf_kfunc_btf_tab {
2484         struct bpf_kfunc_btf descs[MAX_KFUNC_BTFS];
2485         u32 nr_descs;
2486 };
2487
2488 static int kfunc_desc_cmp_by_id_off(const void *a, const void *b)
2489 {
2490         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
2491         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
2492
2493         /* func_id is not greater than BTF_MAX_TYPE */
2494         return d0->func_id - d1->func_id ?: d0->offset - d1->offset;
2495 }
2496
2497 static int kfunc_btf_cmp_by_off(const void *a, const void *b)
2498 {
2499         const struct bpf_kfunc_btf *d0 = a;
2500         const struct bpf_kfunc_btf *d1 = b;
2501
2502         return d0->offset - d1->offset;
2503 }
2504
2505 static const struct bpf_kfunc_desc *
2506 find_kfunc_desc(const struct bpf_prog *prog, u32 func_id, u16 offset)
2507 {
2508         struct bpf_kfunc_desc desc = {
2509                 .func_id = func_id,
2510                 .offset = offset,
2511         };
2512         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2513
2514         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2515         return bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
2516                        sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_id_off);
2517 }
2518
2519 int bpf_get_kfunc_addr(const struct bpf_prog *prog, u32 func_id,
2520                        u16 btf_fd_idx, u8 **func_addr)
2521 {
2522         const struct bpf_kfunc_desc *desc;
2523
2524         desc = find_kfunc_desc(prog, func_id, btf_fd_idx);
2525         if (!desc)
2526                 return -EFAULT;
2527
2528         *func_addr = (u8 *)desc->addr;
2529         return 0;
2530 }
2531
2532 static struct btf *__find_kfunc_desc_btf(struct bpf_verifier_env *env,
2533                                          s16 offset)
2534 {
2535         struct bpf_kfunc_btf kf_btf = { .offset = offset };
2536         struct bpf_kfunc_btf_tab *tab;
2537         struct bpf_kfunc_btf *b;
2538         struct module *mod;
2539         struct btf *btf;
2540         int btf_fd;
2541
2542         tab = env->prog->aux->kfunc_btf_tab;
2543         b = bsearch(&kf_btf, tab->descs, tab->nr_descs,
2544                     sizeof(tab->descs[0]), kfunc_btf_cmp_by_off);
2545         if (!b) {
2546                 if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_BTFS) {
2547                         verbose(env, "too many different module BTFs\n");
2548                         return ERR_PTR(-E2BIG);
2549                 }
2550
2551                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
2552                         verbose(env, "kfunc offset > 0 without fd_array is invalid\n");
2553                         return ERR_PTR(-EPROTO);
2554                 }
2555
2556                 if (copy_from_bpfptr_offset(&btf_fd, env->fd_array,
2557                                             offset * sizeof(btf_fd),
2558                                             sizeof(btf_fd)))
2559                         return ERR_PTR(-EFAULT);
2560
2561                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
2562                 if (IS_ERR(btf)) {
2563                         verbose(env, "invalid module BTF fd specified\n");
2564                         return btf;
2565                 }
2566
2567                 if (!btf_is_module(btf)) {
2568                         verbose(env, "BTF fd for kfunc is not a module BTF\n");
2569                         btf_put(btf);
2570                         return ERR_PTR(-EINVAL);
2571                 }
2572
2573                 mod = btf_try_get_module(btf);
2574                 if (!mod) {
2575                         btf_put(btf);
2576                         return ERR_PTR(-ENXIO);
2577                 }
2578
2579                 b = &tab->descs[tab->nr_descs++];
2580                 b->btf = btf;
2581                 b->module = mod;
2582                 b->offset = offset;
2583
2584                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2585                      kfunc_btf_cmp_by_off, NULL);
2586         }
2587         return b->btf;
2588 }
2589
2590 void bpf_free_kfunc_btf_tab(struct bpf_kfunc_btf_tab *tab)
2591 {
2592         if (!tab)
2593                 return;
2594
2595         while (tab->nr_descs--) {
2596                 module_put(tab->descs[tab->nr_descs].module);
2597                 btf_put(tab->descs[tab->nr_descs].btf);
2598         }
2599         kfree(tab);
2600 }
2601
2602 static struct btf *find_kfunc_desc_btf(struct bpf_verifier_env *env, s16 offset)
2603 {
2604         if (offset) {
2605                 if (offset < 0) {
2606                         /* In the future, this can be allowed to increase limit
2607                          * of fd index into fd_array, interpreted as u16.
2608                          */
2609                         verbose(env, "negative offset disallowed for kernel module function call\n");
2610                         return ERR_PTR(-EINVAL);
2611                 }
2612
2613                 return __find_kfunc_desc_btf(env, offset);
2614         }
2615         return btf_vmlinux ?: ERR_PTR(-ENOENT);
2616 }
2617
2618 static int add_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, u32 func_id, s16 offset)
2619 {
2620         const struct btf_type *func, *func_proto;
2621         struct bpf_kfunc_btf_tab *btf_tab;
2622         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2623         struct bpf_prog_aux *prog_aux;
2624         struct bpf_kfunc_desc *desc;
2625         const char *func_name;
2626         struct btf *desc_btf;
2627         unsigned long call_imm;
2628         unsigned long addr;
2629         int err;
2630
2631         prog_aux = env->prog->aux;
2632         tab = prog_aux->kfunc_tab;
2633         btf_tab = prog_aux->kfunc_btf_tab;
2634         if (!tab) {
2635                 if (!btf_vmlinux) {
2636                         verbose(env, "calling kernel function is not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
2637                         return -ENOTSUPP;
2638                 }
2639
2640                 if (!env->prog->jit_requested) {
2641                         verbose(env, "JIT is required for calling kernel function\n");
2642                         return -ENOTSUPP;
2643                 }
2644
2645                 if (!bpf_jit_supports_kfunc_call()) {
2646                         verbose(env, "JIT does not support calling kernel function\n");
2647                         return -ENOTSUPP;
2648                 }
2649
2650                 if (!env->prog->gpl_compatible) {
2651                         verbose(env, "cannot call kernel function from non-GPL compatible program\n");
2652                         return -EINVAL;
2653                 }
2654
2655                 tab = kzalloc(sizeof(*tab), GFP_KERNEL);
2656                 if (!tab)
2657                         return -ENOMEM;
2658                 prog_aux->kfunc_tab = tab;
2659         }
2660
2661         /* func_id == 0 is always invalid, but instead of returning an error, be
2662          * conservative and wait until the code elimination pass before returning
2663          * error, so that invalid calls that get pruned out can be in BPF programs
2664          * loaded from userspace.  It is also required that offset be untouched
2665          * for such calls.
2666          */
2667         if (!func_id && !offset)
2668                 return 0;
2669
2670         if (!btf_tab && offset) {
2671                 btf_tab = kzalloc(sizeof(*btf_tab), GFP_KERNEL);
2672                 if (!btf_tab)
2673                         return -ENOMEM;
2674                 prog_aux->kfunc_btf_tab = btf_tab;
2675         }
2676
2677         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, offset);
2678         if (IS_ERR(desc_btf)) {
2679                 verbose(env, "failed to find BTF for kernel function\n");
2680                 return PTR_ERR(desc_btf);
2681         }
2682
2683         if (find_kfunc_desc(env->prog, func_id, offset))
2684                 return 0;
2685
2686         if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_DESCS) {
2687                 verbose(env, "too many different kernel function calls\n");
2688                 return -E2BIG;
2689         }
2690
2691         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
2692         if (!func || !btf_type_is_func(func)) {
2693                 verbose(env, "kernel btf_id %u is not a function\n",
2694                         func_id);
2695                 return -EINVAL;
2696         }
2697         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
2698         if (!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)) {
2699                 verbose(env, "kernel function btf_id %u does not have a valid func_proto\n",
2700                         func_id);
2701                 return -EINVAL;
2702         }
2703
2704         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
2705         addr = kallsyms_lookup_name(func_name);
2706         if (!addr) {
2707                 verbose(env, "cannot find address for kernel function %s\n",
2708                         func_name);
2709                 return -EINVAL;
2710         }
2711         specialize_kfunc(env, func_id, offset, &addr);
2712
2713         if (bpf_jit_supports_far_kfunc_call()) {
2714                 call_imm = func_id;
2715         } else {
2716                 call_imm = BPF_CALL_IMM(addr);
2717                 /* Check whether the relative offset overflows desc->imm */
2718                 if ((unsigned long)(s32)call_imm != call_imm) {
2719                         verbose(env, "address of kernel function %s is out of range\n",
2720                                 func_name);
2721                         return -EINVAL;
2722                 }
2723         }
2724
2725         if (bpf_dev_bound_kfunc_id(func_id)) {
2726                 err = bpf_dev_bound_kfunc_check(&env->log, prog_aux);
2727                 if (err)
2728                         return err;
2729         }
2730
2731         desc = &tab->descs[tab->nr_descs++];
2732         desc->func_id = func_id;
2733         desc->imm = call_imm;
2734         desc->offset = offset;
2735         desc->addr = addr;
2736         err = btf_distill_func_proto(&env->log, desc_btf,
2737                                      func_proto, func_name,
2738                                      &desc->func_model);
2739         if (!err)
2740                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2741                      kfunc_desc_cmp_by_id_off, NULL);
2742         return err;
2743 }
2744
2745 static int kfunc_desc_cmp_by_imm_off(const void *a, const void *b)
2746 {
2747         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
2748         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
2749
2750         if (d0->imm != d1->imm)
2751                 return d0->imm < d1->imm ? -1 : 1;
2752         if (d0->offset != d1->offset)
2753                 return d0->offset < d1->offset ? -1 : 1;
2754         return 0;
2755 }
2756
2757 static void sort_kfunc_descs_by_imm_off(struct bpf_prog *prog)
2758 {
2759         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2760
2761         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2762         if (!tab)
2763                 return;
2764
2765         sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2766              kfunc_desc_cmp_by_imm_off, NULL);
2767 }
2768
2769 bool bpf_prog_has_kfunc_call(const struct bpf_prog *prog)
2770 {
2771         return !!prog->aux->kfunc_tab;
2772 }
2773
2774 const struct btf_func_model *
2775 bpf_jit_find_kfunc_model(const struct bpf_prog *prog,
2776                          const struct bpf_insn *insn)
2777 {
2778         const struct bpf_kfunc_desc desc = {
2779                 .imm = insn->imm,
2780                 .offset = insn->off,
2781         };
2782         const struct bpf_kfunc_desc *res;
2783         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2784
2785         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2786         res = bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
2787                       sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_imm_off);
2788
2789         return res ? &res->func_model : NULL;
2790 }
2791
2792 static int add_subprog_and_kfunc(struct bpf_verifier_env *env)
2793 {
2794         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
2795         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
2796         int i, ret, insn_cnt = env->prog->len;
2797
2798         /* Add entry function. */
2799         ret = add_subprog(env, 0);
2800         if (ret)
2801                 return ret;
2802
2803         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
2804                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn) &&
2805                     !bpf_pseudo_kfunc_call(insn))
2806                         continue;
2807
2808                 if (!env->bpf_capable) {
2809                         verbose(env, "loading/calling other bpf or kernel functions are allowed for CAP_BPF and CAP_SYS_ADMIN\n");
2810                         return -EPERM;
2811                 }
2812
2813                 if (bpf_pseudo_func(insn) || bpf_pseudo_call(insn))
2814                         ret = add_subprog(env, i + insn->imm + 1);
2815                 else
2816                         ret = add_kfunc_call(env, insn->imm, insn->off);
2817
2818                 if (ret < 0)
2819                         return ret;
2820         }
2821
2822         /* Add a fake 'exit' subprog which could simplify subprog iteration
2823          * logic. 'subprog_cnt' should not be increased.
2824          */
2825         subprog[env->subprog_cnt].start = insn_cnt;
2826
2827         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
2828                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
2829                         verbose(env, "func#%d @%d\n", i, subprog[i].start);
2830
2831         return 0;
2832 }
2833
2834 static int check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
2835 {
2836         int i, subprog_start, subprog_end, off, cur_subprog = 0;
2837         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
2838         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
2839         int insn_cnt = env->prog->len;
2840
2841         /* now check that all jumps are within the same subprog */
2842         subprog_start = subprog[cur_subprog].start;
2843         subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
2844         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
2845                 u8 code = insn[i].code;
2846
2847                 if (code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
2848                     insn[i].src_reg == 0 &&
2849                     insn[i].imm == BPF_FUNC_tail_call)
2850                         subprog[cur_subprog].has_tail_call = true;
2851                 if (BPF_CLASS(code) == BPF_LD &&
2852                     (BPF_MODE(code) == BPF_ABS || BPF_MODE(code) == BPF_IND))
2853                         subprog[cur_subprog].has_ld_abs = true;
2854                 if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP && BPF_CLASS(code) != BPF_JMP32)
2855                         goto next;
2856                 if (BPF_OP(code) == BPF_EXIT || BPF_OP(code) == BPF_CALL)
2857                         goto next;
2858                 off = i + insn[i].off + 1;
2859                 if (off < subprog_start || off >= subprog_end) {
2860                         verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", i, off);
2861                         return -EINVAL;
2862                 }
2863 next:
2864                 if (i == subprog_end - 1) {
2865                         /* to avoid fall-through from one subprog into another
2866                          * the last insn of the subprog should be either exit
2867                          * or unconditional jump back
2868                          */
2869                         if (code != (BPF_JMP | BPF_EXIT) &&
2870                             code != (BPF_JMP | BPF_JA)) {
2871                                 verbose(env, "last insn is not an exit or jmp\n");
2872                                 return -EINVAL;
2873                         }
2874                         subprog_start = subprog_end;
2875                         cur_subprog++;
2876                         if (cur_subprog < env->subprog_cnt)
2877                                 subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
2878                 }
2879         }
2880         return 0;
2881 }
2882
2883 /* Parentage chain of this register (or stack slot) should take care of all
2884  * issues like callee-saved registers, stack slot allocation time, etc.
2885  */
2886 static int mark_reg_read(struct bpf_verifier_env *env,
2887                          const struct bpf_reg_state *state,
2888                          struct bpf_reg_state *parent, u8 flag)
2889 {
2890         bool writes = parent == state->parent; /* Observe write marks */
2891         int cnt = 0;
2892
2893         while (parent) {
2894                 /* if read wasn't screened by an earlier write ... */
2895                 if (writes && state->live & REG_LIVE_WRITTEN)
2896                         break;
2897                 if (parent->live & REG_LIVE_DONE) {
2898                         verbose(env, "verifier BUG type %s var_off %lld off %d\n",
2899                                 reg_type_str(env, parent->type),
2900                                 parent->var_off.value, parent->off);
2901                         return -EFAULT;
2902                 }
2903                 /* The first condition is more likely to be true than the
2904                  * second, checked it first.
2905                  */
2906                 if ((parent->live & REG_LIVE_READ) == flag ||
2907                     parent->live & REG_LIVE_READ64)
2908                         /* The parentage chain never changes and
2909                          * this parent was already marked as LIVE_READ.
2910                          * There is no need to keep walking the chain again and
2911                          * keep re-marking all parents as LIVE_READ.
2912                          * This case happens when the same register is read
2913                          * multiple times without writes into it in-between.
2914                          * Also, if parent has the stronger REG_LIVE_READ64 set,
2915                          * then no need to set the weak REG_LIVE_READ32.
2916                          */
2917                         break;
2918                 /* ... then we depend on parent's value */
2919                 parent->live |= flag;
2920                 /* REG_LIVE_READ64 overrides REG_LIVE_READ32. */
2921                 if (flag == REG_LIVE_READ64)
2922                         parent->live &= ~REG_LIVE_READ32;
2923                 state = parent;
2924                 parent = state->parent;
2925                 writes = true;
2926                 cnt++;
2927         }
2928
2929         if (env->longest_mark_read_walk < cnt)
2930                 env->longest_mark_read_walk = cnt;
2931         return 0;
2932 }
2933
2934 static int mark_dynptr_read(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
2935 {
2936         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
2937         int spi, ret;
2938
2939         /* For CONST_PTR_TO_DYNPTR, it must have already been done by
2940          * check_reg_arg in check_helper_call and mark_btf_func_reg_size in
2941          * check_kfunc_call.
2942          */
2943         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
2944                 return 0;
2945         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
2946         if (spi < 0)
2947                 return spi;
2948         /* Caller ensures dynptr is valid and initialized, which means spi is in
2949          * bounds and spi is the first dynptr slot. Simply mark stack slot as
2950          * read.
2951          */
2952         ret = mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
2953                             state->stack[spi].spilled_ptr.parent, REG_LIVE_READ64);
2954         if (ret)
2955                 return ret;
2956         return mark_reg_read(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr,
2957                              state->stack[spi - 1].spilled_ptr.parent, REG_LIVE_READ64);
2958 }
2959
2960 static int mark_iter_read(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
2961                           int spi, int nr_slots)
2962 {
2963         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
2964         int err, i;
2965
2966         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
2967                 struct bpf_reg_state *st = &state->stack[spi - i].spilled_ptr;
2968
2969                 err = mark_reg_read(env, st, st->parent, REG_LIVE_READ64);
2970                 if (err)
2971                         return err;
2972
2973                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
2974         }
2975
2976         return 0;
2977 }
2978
2979 /* This function is supposed to be used by the following 32-bit optimization
2980  * code only. It returns TRUE if the source or destination register operates
2981  * on 64-bit, otherwise return FALSE.
2982  */
2983 static bool is_reg64(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
2984                      u32 regno, struct bpf_reg_state *reg, enum reg_arg_type t)
2985 {
2986         u8 code, class, op;
2987
2988         code = insn->code;
2989         class = BPF_CLASS(code);
2990         op = BPF_OP(code);
2991         if (class == BPF_JMP) {
2992                 /* BPF_EXIT for "main" will reach here. Return TRUE
2993                  * conservatively.
2994                  */
2995                 if (op == BPF_EXIT)
2996                         return true;
2997                 if (op == BPF_CALL) {
2998                         /* BPF to BPF call will reach here because of marking
2999                          * caller saved clobber with DST_OP_NO_MARK for which we
3000                          * don't care the register def because they are anyway
3001                          * marked as NOT_INIT already.
3002                          */
3003                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
3004                                 return false;
3005                         /* Helper call will reach here because of arg type
3006                          * check, conservatively return TRUE.
3007                          */
3008                         if (t == SRC_OP)
3009                                 return true;
3010
3011                         return false;
3012                 }
3013         }
3014
3015         if (class == BPF_ALU64 || class == BPF_JMP ||
3016             /* BPF_END always use BPF_ALU class. */
3017             (class == BPF_ALU && op == BPF_END && insn->imm == 64))
3018                 return true;
3019
3020         if (class == BPF_ALU || class == BPF_JMP32)
3021                 return false;
3022
3023         if (class == BPF_LDX) {
3024                 if (t != SRC_OP)
3025                         return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
3026                 /* LDX source must be ptr. */
3027                 return true;
3028         }
3029
3030         if (class == BPF_STX) {
3031                 /* BPF_STX (including atomic variants) has multiple source
3032                  * operands, one of which is a ptr. Check whether the caller is
3033                  * asking about it.
3034                  */
3035                 if (t == SRC_OP && reg->type != SCALAR_VALUE)
3036                         return true;
3037                 return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
3038         }
3039
3040         if (class == BPF_LD) {
3041                 u8 mode = BPF_MODE(code);
3042
3043                 /* LD_IMM64 */
3044                 if (mode == BPF_IMM)
3045                         return true;
3046
3047                 /* Both LD_IND and LD_ABS return 32-bit data. */
3048                 if (t != SRC_OP)
3049                         return  false;
3050
3051                 /* Implicit ctx ptr. */
3052                 if (regno == BPF_REG_6)
3053                         return true;
3054
3055                 /* Explicit source could be any width. */
3056                 return true;
3057         }
3058
3059         if (class == BPF_ST)
3060                 /* The only source register for BPF_ST is a ptr. */
3061                 return true;
3062
3063         /* Conservatively return true at default. */
3064         return true;
3065 }
3066
3067 /* Return the regno defined by the insn, or -1. */
3068 static int insn_def_regno(const struct bpf_insn *insn)
3069 {
3070         switch (BPF_CLASS(insn->code)) {
3071         case BPF_JMP:
3072         case BPF_JMP32:
3073         case BPF_ST:
3074                 return -1;
3075         case BPF_STX:
3076                 if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
3077                     (insn->imm & BPF_FETCH)) {
3078                         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
3079                                 return BPF_REG_0;
3080                         else
3081                                 return insn->src_reg;
3082                 } else {
3083                         return -1;
3084                 }
3085         default:
3086                 return insn->dst_reg;
3087         }
3088 }
3089
3090 /* Return TRUE if INSN has defined any 32-bit value explicitly. */
3091 static bool insn_has_def32(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
3092 {
3093         int dst_reg = insn_def_regno(insn);
3094
3095         if (dst_reg == -1)
3096                 return false;
3097
3098         return !is_reg64(env, insn, dst_reg, NULL, DST_OP);
3099 }
3100
3101 static void mark_insn_zext(struct bpf_verifier_env *env,
3102                            struct bpf_reg_state *reg)
3103 {
3104         s32 def_idx = reg->subreg_def;
3105
3106         if (def_idx == DEF_NOT_SUBREG)
3107                 return;
3108
3109         env->insn_aux_data[def_idx - 1].zext_dst = true;
3110         /* The dst will be zero extended, so won't be sub-register anymore. */
3111         reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
3112 }
3113
3114 static int check_reg_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3115                          enum reg_arg_type t)
3116 {
3117         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3118         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3119         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + env->insn_idx;
3120         struct bpf_reg_state *reg, *regs = state->regs;
3121         bool rw64;
3122
3123         if (regno >= MAX_BPF_REG) {
3124                 verbose(env, "R%d is invalid\n", regno);
3125                 return -EINVAL;
3126         }
3127
3128         mark_reg_scratched(env, regno);
3129
3130         reg = &regs[regno];
3131         rw64 = is_reg64(env, insn, regno, reg, t);
3132         if (t == SRC_OP) {
3133                 /* check whether register used as source operand can be read */
3134                 if (reg->type == NOT_INIT) {
3135                         verbose(env, "R%d !read_ok\n", regno);
3136                         return -EACCES;
3137                 }
3138                 /* We don't need to worry about FP liveness because it's read-only */
3139                 if (regno == BPF_REG_FP)
3140                         return 0;
3141
3142                 if (rw64)
3143                         mark_insn_zext(env, reg);
3144
3145                 return mark_reg_read(env, reg, reg->parent,
3146                                      rw64 ? REG_LIVE_READ64 : REG_LIVE_READ32);
3147         } else {
3148                 /* check whether register used as dest operand can be written to */
3149                 if (regno == BPF_REG_FP) {
3150                         verbose(env, "frame pointer is read only\n");
3151                         return -EACCES;
3152                 }
3153                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3154                 reg->subreg_def = rw64 ? DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
3155                 if (t == DST_OP)
3156                         mark_reg_unknown(env, regs, regno);
3157         }
3158         return 0;
3159 }
3160
3161 static void mark_jmp_point(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
3162 {
3163         env->insn_aux_data[idx].jmp_point = true;
3164 }
3165
3166 static bool is_jmp_point(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
3167 {
3168         return env->insn_aux_data[insn_idx].jmp_point;
3169 }
3170
3171 /* for any branch, call, exit record the history of jmps in the given state */
3172 static int push_jmp_history(struct bpf_verifier_env *env,
3173                             struct bpf_verifier_state *cur)
3174 {
3175         u32 cnt = cur->jmp_history_cnt;
3176         struct bpf_idx_pair *p;
3177         size_t alloc_size;
3178
3179         if (!is_jmp_point(env, env->insn_idx))
3180                 return 0;
3181
3182         cnt++;
3183         alloc_size = kmalloc_size_roundup(size_mul(cnt, sizeof(*p)));
3184         p = krealloc(cur->jmp_history, alloc_size, GFP_USER);
3185         if (!p)
3186                 return -ENOMEM;
3187         p[cnt - 1].idx = env->insn_idx;
3188         p[cnt - 1].prev_idx = env->prev_insn_idx;
3189         cur->jmp_history = p;
3190         cur->jmp_history_cnt = cnt;
3191         return 0;
3192 }
3193
3194 /* Backtrack one insn at a time. If idx is not at the top of recorded
3195  * history then previous instruction came from straight line execution.
3196  */
3197 static int get_prev_insn_idx(struct bpf_verifier_state *st, int i,
3198                              u32 *history)
3199 {
3200         u32 cnt = *history;
3201
3202         if (cnt && st->jmp_history[cnt - 1].idx == i) {
3203                 i = st->jmp_history[cnt - 1].prev_idx;
3204                 (*history)--;
3205         } else {
3206                 i--;
3207         }
3208         return i;
3209 }
3210
3211 static const char *disasm_kfunc_name(void *data, const struct bpf_insn *insn)
3212 {
3213         const struct btf_type *func;
3214         struct btf *desc_btf;
3215
3216         if (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL)
3217                 return NULL;
3218
3219         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(data, insn->off);
3220         if (IS_ERR(desc_btf))
3221                 return "<error>";
3222
3223         func = btf_type_by_id(desc_btf, insn->imm);
3224         return btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
3225 }
3226
3227 static inline void bt_init(struct backtrack_state *bt, u32 frame)
3228 {
3229         bt->frame = frame;
3230 }
3231
3232 static inline void bt_reset(struct backtrack_state *bt)
3233 {
3234         struct bpf_verifier_env *env = bt->env;
3235
3236         memset(bt, 0, sizeof(*bt));
3237         bt->env = env;
3238 }
3239
3240 static inline u32 bt_empty(struct backtrack_state *bt)
3241 {
3242         u64 mask = 0;
3243         int i;
3244
3245         for (i = 0; i <= bt->frame; i++)
3246                 mask |= bt->reg_masks[i] | bt->stack_masks[i];
3247
3248         return mask == 0;
3249 }
3250
3251 static inline int bt_subprog_enter(struct backtrack_state *bt)
3252 {
3253         if (bt->frame == MAX_CALL_FRAMES - 1) {
3254                 verbose(bt->env, "BUG subprog enter from frame %d\n", bt->frame);
3255                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3256                 return -EFAULT;
3257         }
3258         bt->frame++;
3259         return 0;
3260 }
3261
3262 static inline int bt_subprog_exit(struct backtrack_state *bt)
3263 {
3264         if (bt->frame == 0) {
3265                 verbose(bt->env, "BUG subprog exit from frame 0\n");
3266                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3267                 return -EFAULT;
3268         }
3269         bt->frame--;
3270         return 0;
3271 }
3272
3273 static inline void bt_set_frame_reg(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 reg)
3274 {
3275         bt->reg_masks[frame] |= 1 << reg;
3276 }
3277
3278 static inline void bt_clear_frame_reg(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 reg)
3279 {
3280         bt->reg_masks[frame] &= ~(1 << reg);
3281 }
3282
3283 static inline void bt_set_reg(struct backtrack_state *bt, u32 reg)
3284 {
3285         bt_set_frame_reg(bt, bt->frame, reg);
3286 }
3287
3288 static inline void bt_clear_reg(struct backtrack_state *bt, u32 reg)
3289 {
3290         bt_clear_frame_reg(bt, bt->frame, reg);
3291 }
3292
3293 static inline void bt_set_frame_slot(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 slot)
3294 {
3295         bt->stack_masks[frame] |= 1ull << slot;
3296 }
3297
3298 static inline void bt_clear_frame_slot(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 slot)
3299 {
3300         bt->stack_masks[frame] &= ~(1ull << slot);
3301 }
3302
3303 static inline void bt_set_slot(struct backtrack_state *bt, u32 slot)
3304 {
3305         bt_set_frame_slot(bt, bt->frame, slot);
3306 }
3307
3308 static inline void bt_clear_slot(struct backtrack_state *bt, u32 slot)
3309 {
3310         bt_clear_frame_slot(bt, bt->frame, slot);
3311 }
3312
3313 static inline u32 bt_frame_reg_mask(struct backtrack_state *bt, u32 frame)
3314 {
3315         return bt->reg_masks[frame];
3316 }
3317
3318 static inline u32 bt_reg_mask(struct backtrack_state *bt)
3319 {
3320         return bt->reg_masks[bt->frame];
3321 }
3322
3323 static inline u64 bt_frame_stack_mask(struct backtrack_state *bt, u32 frame)
3324 {
3325         return bt->stack_masks[frame];
3326 }
3327
3328 static inline u64 bt_stack_mask(struct backtrack_state *bt)
3329 {
3330         return bt->stack_masks[bt->frame];
3331 }
3332
3333 static inline bool bt_is_reg_set(struct backtrack_state *bt, u32 reg)
3334 {
3335         return bt->reg_masks[bt->frame] & (1 << reg);
3336 }
3337
3338 static inline bool bt_is_slot_set(struct backtrack_state *bt, u32 slot)
3339 {
3340         return bt->stack_masks[bt->frame] & (1ull << slot);
3341 }
3342
3343 /* format registers bitmask, e.g., "r0,r2,r4" for 0x15 mask */
3344 static void fmt_reg_mask(char *buf, ssize_t buf_sz, u32 reg_mask)
3345 {
3346         DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3347         bool first = true;
3348         int i, n;
3349
3350         buf[0] = '\0';
3351
3352         bitmap_from_u64(mask, reg_mask);
3353         for_each_set_bit(i, mask, 32) {
3354                 n = snprintf(buf, buf_sz, "%sr%d", first ? "" : ",", i);
3355                 first = false;
3356                 buf += n;
3357                 buf_sz -= n;
3358                 if (buf_sz < 0)
3359                         break;
3360         }
3361 }
3362 /* format stack slots bitmask, e.g., "-8,-24,-40" for 0x15 mask */
3363 static void fmt_stack_mask(char *buf, ssize_t buf_sz, u64 stack_mask)
3364 {
3365         DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3366         bool first = true;
3367         int i, n;
3368
3369         buf[0] = '\0';
3370
3371         bitmap_from_u64(mask, stack_mask);
3372         for_each_set_bit(i, mask, 64) {
3373                 n = snprintf(buf, buf_sz, "%s%d", first ? "" : ",", -(i + 1) * 8);
3374                 first = false;
3375                 buf += n;
3376                 buf_sz -= n;
3377                 if (buf_sz < 0)
3378                         break;
3379         }
3380 }
3381
3382 /* For given verifier state backtrack_insn() is called from the last insn to
3383  * the first insn. Its purpose is to compute a bitmask of registers and
3384  * stack slots that needs precision in the parent verifier state.
3385  *
3386  * @idx is an index of the instruction we are currently processing;
3387  * @subseq_idx is an index of the subsequent instruction that:
3388  *   - *would be* executed next, if jump history is viewed in forward order;
3389  *   - *was* processed previously during backtracking.
3390  */
3391 static int backtrack_insn(struct bpf_verifier_env *env, int idx, int subseq_idx,
3392                           struct backtrack_state *bt)
3393 {
3394         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
3395                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
3396                 .cb_print       = verbose,
3397                 .private_data   = env,
3398         };
3399         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + idx;
3400         u8 class = BPF_CLASS(insn->code);
3401         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
3402         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
3403         u32 dreg = insn->dst_reg;
3404         u32 sreg = insn->src_reg;
3405         u32 spi, i;
3406
3407         if (insn->code == 0)
3408                 return 0;
3409         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3410                 fmt_reg_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN, bt_reg_mask(bt));
3411                 verbose(env, "mark_precise: frame%d: regs=%s ",
3412                         bt->frame, env->tmp_str_buf);
3413                 fmt_stack_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN, bt_stack_mask(bt));
3414                 verbose(env, "stack=%s before ", env->tmp_str_buf);
3415                 verbose(env, "%d: ", idx);
3416                 print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
3417         }
3418
3419         if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
3420                 if (!bt_is_reg_set(bt, dreg))
3421                         return 0;
3422                 if (opcode == BPF_MOV) {
3423                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3424                                 /* dreg = sreg
3425                                  * dreg needs precision after this insn
3426                                  * sreg needs precision before this insn
3427                                  */
3428                                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3429                                 bt_set_reg(bt, sreg);
3430                         } else {
3431                                 /* dreg = K
3432                                  * dreg needs precision after this insn.
3433                                  * Corresponding register is already marked
3434                                  * as precise=true in this verifier state.
3435                                  * No further markings in parent are necessary
3436                                  */
3437                                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3438                         }
3439                 } else {
3440                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3441                                 /* dreg += sreg
3442                                  * both dreg and sreg need precision
3443                                  * before this insn
3444                                  */
3445                                 bt_set_reg(bt, sreg);
3446                         } /* else dreg += K
3447                            * dreg still needs precision before this insn
3448                            */
3449                 }
3450         } else if (class == BPF_LDX) {
3451                 if (!bt_is_reg_set(bt, dreg))
3452                         return 0;
3453                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3454
3455                 /* scalars can only be spilled into stack w/o losing precision.
3456                  * Load from any other memory can be zero extended.
3457                  * The desire to keep that precision is already indicated
3458                  * by 'precise' mark in corresponding register of this state.
3459                  * No further tracking necessary.
3460                  */
3461                 if (insn->src_reg != BPF_REG_FP)
3462                         return 0;
3463
3464                 /* dreg = *(u64 *)[fp - off] was a fill from the stack.
3465                  * that [fp - off] slot contains scalar that needs to be
3466                  * tracked with precision
3467                  */
3468                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
3469                 if (spi >= 64) {
3470                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
3471                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3472                         return -EFAULT;
3473                 }
3474                 bt_set_slot(bt, spi);
3475         } else if (class == BPF_STX || class == BPF_ST) {
3476                 if (bt_is_reg_set(bt, dreg))
3477                         /* stx & st shouldn't be using _scalar_ dst_reg
3478                          * to access memory. It means backtracking
3479                          * encountered a case of pointer subtraction.
3480                          */
3481                         return -ENOTSUPP;
3482                 /* scalars can only be spilled into stack */
3483                 if (insn->dst_reg != BPF_REG_FP)
3484                         return 0;
3485                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
3486                 if (spi >= 64) {
3487                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
3488                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3489                         return -EFAULT;
3490                 }
3491                 if (!bt_is_slot_set(bt, spi))
3492                         return 0;
3493                 bt_clear_slot(bt, spi);
3494                 if (class == BPF_STX)
3495                         bt_set_reg(bt, sreg);
3496         } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
3497                 if (bpf_pseudo_call(insn)) {
3498                         int subprog_insn_idx, subprog;
3499
3500                         subprog_insn_idx = idx + insn->imm + 1;
3501                         subprog = find_subprog(env, subprog_insn_idx);
3502                         if (subprog < 0)
3503                                 return -EFAULT;
3504
3505                         if (subprog_is_global(env, subprog)) {
3506                                 /* check that jump history doesn't have any
3507                                  * extra instructions from subprog; the next
3508                                  * instruction after call to global subprog
3509                                  * should be literally next instruction in
3510                                  * caller program
3511                                  */
3512                                 WARN_ONCE(idx + 1 != subseq_idx, "verifier backtracking bug");
3513                                 /* r1-r5 are invalidated after subprog call,
3514                                  * so for global func call it shouldn't be set
3515                                  * anymore
3516                                  */
3517                                 if (bt_reg_mask(bt) & BPF_REGMASK_ARGS) {
3518                                         verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3519                                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3520                                         return -EFAULT;
3521                                 }
3522                                 /* global subprog always sets R0 */
3523                                 bt_clear_reg(bt, BPF_REG_0);
3524                                 return 0;
3525                         } else {
3526                                 /* static subprog call instruction, which
3527                                  * means that we are exiting current subprog,
3528                                  * so only r1-r5 could be still requested as
3529                                  * precise, r0 and r6-r10 or any stack slot in
3530                                  * the current frame should be zero by now
3531                                  */
3532                                 if (bt_reg_mask(bt) & ~BPF_REGMASK_ARGS) {
3533                                         verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3534                                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3535                                         return -EFAULT;
3536                                 }
3537                                 /* we don't track register spills perfectly,
3538                                  * so fallback to force-precise instead of failing */
3539                                 if (bt_stack_mask(bt) != 0)
3540                                         return -ENOTSUPP;
3541                                 /* propagate r1-r5 to the caller */
3542                                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++) {
3543                                         if (bt_is_reg_set(bt, i)) {
3544                                                 bt_clear_reg(bt, i);
3545                                                 bt_set_frame_reg(bt, bt->frame - 1, i);
3546                                         }
3547                                 }
3548                                 if (bt_subprog_exit(bt))
3549                                         return -EFAULT;
3550                                 return 0;
3551                         }
3552                 } else if ((bpf_helper_call(insn) &&
3553                             is_callback_calling_function(insn->imm) &&
3554                             !is_async_callback_calling_function(insn->imm)) ||
3555                            (bpf_pseudo_kfunc_call(insn) && is_callback_calling_kfunc(insn->imm))) {
3556                         /* callback-calling helper or kfunc call, which means
3557                          * we are exiting from subprog, but unlike the subprog
3558                          * call handling above, we shouldn't propagate
3559                          * precision of r1-r5 (if any requested), as they are
3560                          * not actually arguments passed directly to callback
3561                          * subprogs
3562                          */
3563                         if (bt_reg_mask(bt) & ~BPF_REGMASK_ARGS) {
3564                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3565                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3566                                 return -EFAULT;
3567                         }
3568                         if (bt_stack_mask(bt) != 0)
3569                                 return -ENOTSUPP;
3570                         /* clear r1-r5 in callback subprog's mask */
3571                         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
3572                                 bt_clear_reg(bt, i);
3573                         if (bt_subprog_exit(bt))
3574                                 return -EFAULT;
3575                         return 0;
3576                 } else if (opcode == BPF_CALL) {
3577                         /* kfunc with imm==0 is invalid and fixup_kfunc_call will
3578                          * catch this error later. Make backtracking conservative
3579                          * with ENOTSUPP.
3580                          */
3581                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL && insn->imm == 0)
3582                                 return -ENOTSUPP;
3583                         /* regular helper call sets R0 */
3584                         bt_clear_reg(bt, BPF_REG_0);
3585                         if (bt_reg_mask(bt) & BPF_REGMASK_ARGS) {
3586                                 /* if backtracing was looking for registers R1-R5
3587                                  * they should have been found already.
3588                                  */
3589                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3590                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3591                                 return -EFAULT;
3592                         }
3593                 } else if (opcode == BPF_EXIT) {
3594                         bool r0_precise;
3595
3596                         if (bt_reg_mask(bt) & BPF_REGMASK_ARGS) {
3597                                 /* if backtracing was looking for registers R1-R5
3598                                  * they should have been found already.
3599                                  */
3600                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3601                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3602                                 return -EFAULT;
3603                         }
3604
3605                         /* BPF_EXIT in subprog or callback always returns
3606                          * right after the call instruction, so by checking
3607                          * whether the instruction at subseq_idx-1 is subprog
3608                          * call or not we can distinguish actual exit from
3609                          * *subprog* from exit from *callback*. In the former
3610                          * case, we need to propagate r0 precision, if
3611                          * necessary. In the former we never do that.
3612                          */
3613                         r0_precise = subseq_idx - 1 >= 0 &&
3614                                      bpf_pseudo_call(&env->prog->insnsi[subseq_idx - 1]) &&
3615                                      bt_is_reg_set(bt, BPF_REG_0);
3616
3617                         bt_clear_reg(bt, BPF_REG_0);
3618                         if (bt_subprog_enter(bt))
3619                                 return -EFAULT;
3620
3621                         if (r0_precise)
3622                                 bt_set_reg(bt, BPF_REG_0);
3623                         /* r6-r9 and stack slots will stay set in caller frame
3624                          * bitmasks until we return back from callee(s)
3625                          */
3626                         return 0;
3627                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3628                         if (!bt_is_reg_set(bt, dreg) && !bt_is_reg_set(bt, sreg))
3629                                 return 0;
3630                         /* dreg <cond> sreg
3631                          * Both dreg and sreg need precision before
3632                          * this insn. If only sreg was marked precise
3633                          * before it would be equally necessary to
3634                          * propagate it to dreg.
3635                          */
3636                         bt_set_reg(bt, dreg);
3637                         bt_set_reg(bt, sreg);
3638                          /* else dreg <cond> K
3639                           * Only dreg still needs precision before
3640                           * this insn, so for the K-based conditional
3641                           * there is nothing new to be marked.
3642                           */
3643                 }
3644         } else if (class == BPF_LD) {
3645                 if (!bt_is_reg_set(bt, dreg))
3646                         return 0;
3647                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3648                 /* It's ld_imm64 or ld_abs or ld_ind.
3649                  * For ld_imm64 no further tracking of precision
3650                  * into parent is necessary
3651                  */
3652                 if (mode == BPF_IND || mode == BPF_ABS)
3653                         /* to be analyzed */
3654                         return -ENOTSUPP;
3655         }
3656         return 0;
3657 }
3658
3659 /* the scalar precision tracking algorithm:
3660  * . at the start all registers have precise=false.
3661  * . scalar ranges are tracked as normal through alu and jmp insns.
3662  * . once precise value of the scalar register is used in:
3663  *   .  ptr + scalar alu
3664  *   . if (scalar cond K|scalar)
3665  *   .  helper_call(.., scalar, ...) where ARG_CONST is expected
3666  *   backtrack through the verifier states and mark all registers and
3667  *   stack slots with spilled constants that these scalar regisers
3668  *   should be precise.
3669  * . during state pruning two registers (or spilled stack slots)
3670  *   are equivalent if both are not precise.
3671  *
3672  * Note the verifier cannot simply walk register parentage chain,
3673  * since many different registers and stack slots could have been
3674  * used to compute single precise scalar.
3675  *
3676  * The approach of starting with precise=true for all registers and then
3677  * backtrack to mark a register as not precise when the verifier detects
3678  * that program doesn't care about specific value (e.g., when helper
3679  * takes register as ARG_ANYTHING parameter) is not safe.
3680  *
3681  * It's ok to walk single parentage chain of the verifier states.
3682  * It's possible that this backtracking will go all the way till 1st insn.
3683  * All other branches will be explored for needing precision later.
3684  *
3685  * The backtracking needs to deal with cases like:
3686  *   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)
3687  * r9 -= r8
3688  * r5 = r9
3689  * if r5 > 0x79f goto pc+7
3690  *    R5_w=inv(id=0,umax_value=1951,var_off=(0x0; 0x7ff))
3691  * r5 += 1
3692  * ...
3693  * call bpf_perf_event_output#25
3694  *   where .arg5_type = ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO
3695  *
3696  * and this case:
3697  * r6 = 1
3698  * call foo // uses callee's r6 inside to compute r0
3699  * r0 += r6
3700  * if r0 == 0 goto
3701  *
3702  * to track above reg_mask/stack_mask needs to be independent for each frame.
3703  *
3704  * Also if parent's curframe > frame where backtracking started,
3705  * the verifier need to mark registers in both frames, otherwise callees
3706  * may incorrectly prune callers. This is similar to
3707  * commit 7640ead93924 ("bpf: verifier: make sure callees don't prune with caller differences")
3708  *
3709  * For now backtracking falls back into conservative marking.
3710  */
3711 static void mark_all_scalars_precise(struct bpf_verifier_env *env,
3712                                      struct bpf_verifier_state *st)
3713 {
3714         struct bpf_func_state *func;
3715         struct bpf_reg_state *reg;
3716         int i, j;
3717
3718         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3719                 verbose(env, "mark_precise: frame%d: falling back to forcing all scalars precise\n",
3720                         st->curframe);
3721         }
3722
3723         /* big hammer: mark all scalars precise in this path.
3724          * pop_stack may still get !precise scalars.
3725          * We also skip current state and go straight to first parent state,
3726          * because precision markings in current non-checkpointed state are
3727          * not needed. See why in the comment in __mark_chain_precision below.
3728          */
3729         for (st = st->parent; st; st = st->parent) {
3730                 for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
3731                         func = st->frame[i];
3732                         for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
3733                                 reg = &func->regs[j];
3734                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE || reg->precise)
3735                                         continue;
3736                                 reg->precise = true;
3737                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3738                                         verbose(env, "force_precise: frame%d: forcing r%d to be precise\n",
3739                                                 i, j);
3740                                 }
3741                         }
3742                         for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
3743                                 if (!is_spilled_reg(&func->stack[j]))
3744                                         continue;
3745                                 reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
3746                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE || reg->precise)
3747                                         continue;
3748                                 reg->precise = true;
3749                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3750                                         verbose(env, "force_precise: frame%d: forcing fp%d to be precise\n",
3751                                                 i, -(j + 1) * 8);
3752                                 }
3753                         }
3754                 }
3755         }
3756 }
3757
3758 static void mark_all_scalars_imprecise(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
3759 {
3760         struct bpf_func_state *func;
3761         struct bpf_reg_state *reg;
3762         int i, j;
3763
3764         for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
3765                 func = st->frame[i];
3766                 for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
3767                         reg = &func->regs[j];
3768                         if (reg->type != SCALAR_VALUE)
3769                                 continue;
3770                         reg->precise = false;
3771                 }
3772                 for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
3773                         if (!is_spilled_reg(&func->stack[j]))
3774                                 continue;
3775                         reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
3776                         if (reg->type != SCALAR_VALUE)
3777                                 continue;
3778                         reg->precise = false;
3779                 }
3780         }
3781 }
3782
3783 static bool idset_contains(struct bpf_idset *s, u32 id)
3784 {
3785         u32 i;
3786
3787         for (i = 0; i < s->count; ++i)
3788                 if (s->ids[i] == id)
3789                         return true;
3790
3791         return false;
3792 }
3793
3794 static int idset_push(struct bpf_idset *s, u32 id)
3795 {
3796         if (WARN_ON_ONCE(s->count >= ARRAY_SIZE(s->ids)))
3797                 return -EFAULT;
3798         s->ids[s->count++] = id;
3799         return 0;
3800 }
3801
3802 static void idset_reset(struct bpf_idset *s)
3803 {
3804         s->count = 0;
3805 }
3806
3807 /* Collect a set of IDs for all registers currently marked as precise in env->bt.
3808  * Mark all registers with these IDs as precise.
3809  */
3810 static int mark_precise_scalar_ids(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
3811 {
3812         struct bpf_idset *precise_ids = &env->idset_scratch;
3813         struct backtrack_state *bt = &env->bt;
3814         struct bpf_func_state *func;
3815         struct bpf_reg_state *reg;
3816         DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3817         int i, fr;
3818
3819         idset_reset(precise_ids);
3820
3821         for (fr = bt->frame; fr >= 0; fr--) {
3822                 func = st->frame[fr];
3823
3824                 bitmap_from_u64(mask, bt_frame_reg_mask(bt, fr));
3825                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
3826                         reg = &func->regs[i];
3827                         if (!reg->id || reg->type != SCALAR_VALUE)
3828                                 continue;
3829                         if (idset_push(precise_ids, reg->id))
3830                                 return -EFAULT;
3831                 }
3832
3833                 bitmap_from_u64(mask, bt_frame_stack_mask(bt, fr));
3834                 for_each_set_bit(i, mask, 64) {
3835                         if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE)
3836                                 break;
3837                         if (!is_spilled_scalar_reg(&func->stack[i]))
3838                                 continue;
3839                         reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
3840                         if (!reg->id)
3841                                 continue;
3842                         if (idset_push(precise_ids, reg->id))
3843                                 return -EFAULT;
3844                 }
3845         }
3846
3847         for (fr = 0; fr <= st->curframe; ++fr) {
3848                 func = st->frame[fr];
3849
3850                 for (i = BPF_REG_0; i < BPF_REG_10; ++i) {
3851                         reg = &func->regs[i];
3852                         if (!reg->id)
3853                                 continue;
3854                         if (!idset_contains(precise_ids, reg->id))
3855                                 continue;
3856                         bt_set_frame_reg(bt, fr, i);
3857                 }
3858                 for (i = 0; i < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; ++i) {
3859                         if (!is_spilled_scalar_reg(&func->stack[i]))
3860                                 continue;
3861                         reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
3862                         if (!reg->id)
3863                                 continue;
3864                         if (!idset_contains(precise_ids, reg->id))
3865                                 continue;
3866                         bt_set_frame_slot(bt, fr, i);
3867                 }
3868         }
3869
3870         return 0;
3871 }
3872
3873 /*
3874  * __mark_chain_precision() backtracks BPF program instruction sequence and
3875  * chain of verifier states making sure that register *regno* (if regno >= 0)
3876  * and/or stack slot *spi* (if spi >= 0) are marked as precisely tracked
3877  * SCALARS, as well as any other registers and slots that contribute to
3878  * a tracked state of given registers/stack slots, depending on specific BPF
3879  * assembly instructions (see backtrack_insns() for exact instruction handling
3880  * logic). This backtracking relies on recorded jmp_history and is able to
3881  * traverse entire chain of parent states. This process ends only when all the
3882  * necessary registers/slots and their transitive dependencies are marked as
3883  * precise.
3884  *
3885  * One important and subtle aspect is that precise marks *do not matter* in
3886  * the currently verified state (current state). It is important to understand
3887  * why this is the case.
3888  *
3889  * First, note that current state is the state that is not yet "checkpointed",
3890  * i.e., it is not yet put into env->explored_states, and it has no children
3891  * states as well. It's ephemeral, and can end up either a) being discarded if
3892  * compatible explored state is found at some point or BPF_EXIT instruction is
3893  * reached or b) checkpointed and put into env->explored_states, branching out
3894  * into one or more children states.
3895  *
3896  * In the former case, precise markings in current state are completely
3897  * ignored by state comparison code (see regsafe() for details). Only
3898  * checkpointed ("old") state precise markings are important, and if old
3899  * state's register/slot is precise, regsafe() assumes current state's
3900  * register/slot as precise and checks value ranges exactly and precisely. If
3901  * states turn out to be compatible, current state's necessary precise
3902  * markings and any required parent states' precise markings are enforced
3903  * after the fact with propagate_precision() logic, after the fact. But it's
3904  * important to realize that in this case, even after marking current state
3905  * registers/slots as precise, we immediately discard current state. So what
3906  * actually matters is any of the precise markings propagated into current
3907  * state's parent states, which are always checkpointed (due to b) case above).
3908  * As such, for scenario a) it doesn't matter if current state has precise
3909  * markings set or not.
3910  *
3911  * Now, for the scenario b), checkpointing and forking into child(ren)
3912  * state(s). Note that before current state gets to checkpointing step, any
3913  * processed instruction always assumes precise SCALAR register/slot
3914  * knowledge: if precise value or range is useful to prune jump branch, BPF
3915  * verifier takes this opportunity enthusiastically. Similarly, when
3916  * register's value is used to calculate offset or memory address, exact
3917  * knowledge of SCALAR range is assumed, checked, and enforced. So, similar to
3918  * what we mentioned above about state comparison ignoring precise markings
3919  * during state comparison, BPF verifier ignores and also assumes precise
3920  * markings *at will* during instruction verification process. But as verifier
3921  * assumes precision, it also propagates any precision dependencies across
3922  * parent states, which are not yet finalized, so can be further restricted
3923  * based on new knowledge gained from restrictions enforced by their children
3924  * states. This is so that once those parent states are finalized, i.e., when
3925  * they have no more active children state, state comparison logic in
3926  * is_state_visited() would enforce strict and precise SCALAR ranges, if
3927  * required for correctness.
3928  *
3929  * To build a bit more intuition, note also that once a state is checkpointed,
3930  * the path we took to get to that state is not important. This is crucial
3931  * property for state pruning. When state is checkpointed and finalized at
3932  * some instruction index, it can be correctly and safely used to "short
3933  * circuit" any *compatible* state that reaches exactly the same instruction
3934  * index. I.e., if we jumped to that instruction from a completely different
3935  * code path than original finalized state was derived from, it doesn't
3936  * matter, current state can be discarded because from that instruction
3937  * forward having a compatible state will ensure we will safely reach the
3938  * exit. States describe preconditions for further exploration, but completely
3939  * forget the history of how we got here.
3940  *
3941  * This also means that even if we needed precise SCALAR range to get to
3942  * finalized state, but from that point forward *that same* SCALAR register is
3943  * never used in a precise context (i.e., it's precise value is not needed for
3944  * correctness), it's correct and safe to mark such register as "imprecise"
3945  * (i.e., precise marking set to false). This is what we rely on when we do
3946  * not set precise marking in current state. If no child state requires
3947  * precision for any given SCALAR register, it's safe to dictate that it can
3948  * be imprecise. If any child state does require this register to be precise,
3949  * we'll mark it precise later retroactively during precise markings
3950  * propagation from child state to parent states.
3951  *
3952  * Skipping precise marking setting in current state is a mild version of
3953  * relying on the above observation. But we can utilize this property even
3954  * more aggressively by proactively forgetting any precise marking in the
3955  * current state (which we inherited from the parent state), right before we
3956  * checkpoint it and branch off into new child state. This is done by
3957  * mark_all_scalars_imprecise() to hopefully get more permissive and generic
3958  * finalized states which help in short circuiting more future states.
3959  */
3960 static int __mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
3961 {
3962         struct backtrack_state *bt = &env->bt;
3963         struct bpf_verifier_state *st = env->cur_state;
3964         int first_idx = st->first_insn_idx;
3965         int last_idx = env->insn_idx;
3966         int subseq_idx = -1;
3967         struct bpf_func_state *func;
3968         struct bpf_reg_state *reg;
3969         bool skip_first = true;
3970         int i, fr, err;
3971
3972         if (!env->bpf_capable)
3973                 return 0;
3974
3975         /* set frame number from which we are starting to backtrack */
3976         bt_init(bt, env->cur_state->curframe);
3977
3978         /* Do sanity checks against current state of register and/or stack
3979          * slot, but don't set precise flag in current state, as precision
3980          * tracking in the current state is unnecessary.
3981          */
3982         func = st->frame[bt->frame];
3983         if (regno >= 0) {
3984                 reg = &func->regs[regno];
3985                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
3986                         WARN_ONCE(1, "backtracing misuse");
3987                         return -EFAULT;
3988                 }
3989                 bt_set_reg(bt, regno);
3990         }
3991
3992         if (bt_empty(bt))
3993                 return 0;
3994
3995         for (;;) {
3996                 DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3997                 u32 history = st->jmp_history_cnt;
3998
3999                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
4000                         verbose(env, "mark_precise: frame%d: last_idx %d first_idx %d subseq_idx %d \n",
4001                                 bt->frame, last_idx, first_idx, subseq_idx);
4002                 }
4003
4004                 /* If some register with scalar ID is marked as precise,
4005                  * make sure that all registers sharing this ID are also precise.
4006                  * This is needed to estimate effect of find_equal_scalars().
4007                  * Do this at the last instruction of each state,
4008                  * bpf_reg_state::id fields are valid for these instructions.
4009                  *
4010                  * Allows to track precision in situation like below:
4011                  *
4012                  *     r2 = unknown value
4013                  *     ...
4014                  *   --- state #0 ---
4015                  *     ...
4016                  *     r1 = r2                 // r1 and r2 now share the same ID
4017                  *     ...
4018                  *   --- state #1 {r1.id = A, r2.id = A} ---
4019                  *     ...
4020                  *     if (r2 > 10) goto exit; // find_equal_scalars() assigns range to r1
4021                  *     ...
4022                  *   --- state #2 {r1.id = A, r2.id = A} ---
4023                  *     r3 = r10
4024                  *     r3 += r1                // need to mark both r1 and r2
4025                  */
4026                 if (mark_precise_scalar_ids(env, st))
4027                         return -EFAULT;
4028
4029                 if (last_idx < 0) {
4030                         /* we are at the entry into subprog, which
4031                          * is expected for global funcs, but only if
4032                          * requested precise registers are R1-R5
4033                          * (which are global func's input arguments)
4034                          */
4035                         if (st->curframe == 0 &&
4036                             st->frame[0]->subprogno > 0 &&
4037                             st->frame[0]->callsite == BPF_MAIN_FUNC &&
4038                             bt_stack_mask(bt) == 0 &&
4039                             (bt_reg_mask(bt) & ~BPF_REGMASK_ARGS) == 0) {
4040                                 bitmap_from_u64(mask, bt_reg_mask(bt));
4041                                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
4042                                         reg = &st->frame[0]->regs[i];
4043                                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
4044                                                 bt_clear_reg(bt, i);
4045                                                 continue;
4046                                         }
4047                                         reg->precise = true;
4048                                 }
4049                                 return 0;
4050                         }
4051
4052                         verbose(env, "BUG backtracking func entry subprog %d reg_mask %x stack_mask %llx\n",
4053                                 st->frame[0]->subprogno, bt_reg_mask(bt), bt_stack_mask(bt));
4054                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
4055                         return -EFAULT;
4056                 }
4057
4058                 for (i = last_idx;;) {
4059                         if (skip_first) {
4060                                 err = 0;
4061                                 skip_first = false;
4062                         } else {
4063                                 err = backtrack_insn(env, i, subseq_idx, bt);
4064                         }
4065                         if (err == -ENOTSUPP) {
4066                                 mark_all_scalars_precise(env, env->cur_state);
4067                                 bt_reset(bt);
4068                                 return 0;
4069                         } else if (err) {
4070                                 return err;
4071                         }
4072                         if (bt_empty(bt))
4073                                 /* Found assignment(s) into tracked register in this state.
4074                                  * Since this state is already marked, just return.
4075                                  * Nothing to be tracked further in the parent state.
4076                                  */
4077                                 return 0;
4078                         if (i == first_idx)
4079                                 break;
4080                         subseq_idx = i;
4081                         i = get_prev_insn_idx(st, i, &history);
4082                         if (i >= env->prog->len) {
4083                                 /* This can happen if backtracking reached insn 0
4084                                  * and there are still reg_mask or stack_mask
4085                                  * to backtrack.
4086                                  * It means the backtracking missed the spot where
4087                                  * particular register was initialized with a constant.
4088                                  */
4089                                 verbose(env, "BUG backtracking idx %d\n", i);
4090                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
4091                                 return -EFAULT;
4092                         }
4093                 }
4094                 st = st->parent;
4095                 if (!st)
4096                         break;
4097
4098                 for (fr = bt->frame; fr >= 0; fr--) {
4099                         func = st->frame[fr];
4100                         bitmap_from_u64(mask, bt_frame_reg_mask(bt, fr));
4101                         for_each_set_bit(i, mask, 32) {
4102                                 reg = &func->regs[i];
4103                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
4104                                         bt_clear_frame_reg(bt, fr, i);
4105                                         continue;
4106                                 }
4107                                 if (reg->precise)
4108                                         bt_clear_frame_reg(bt, fr, i);
4109                                 else
4110                                         reg->precise = true;
4111                         }
4112
4113                         bitmap_from_u64(mask, bt_frame_stack_mask(bt, fr));
4114                         for_each_set_bit(i, mask, 64) {
4115                                 if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE) {
4116                                         /* the sequence of instructions:
4117                                          * 2: (bf) r3 = r10
4118                                          * 3: (7b) *(u64 *)(r3 -8) = r0
4119                                          * 4: (79) r4 = *(u64 *)(r10 -8)
4120                                          * doesn't contain jmps. It's backtracked
4121                                          * as a single block.
4122                                          * During backtracking insn 3 is not recognized as
4123                                          * stack access, so at the end of backtracking
4124                                          * stack slot fp-8 is still marked in stack_mask.
4125                                          * However the parent state may not have accessed
4126                                          * fp-8 and it's "unallocated" stack space.
4127                                          * In such case fallback to conservative.
4128                                          */
4129                                         mark_all_scalars_precise(env, env->cur_state);
4130                                         bt_reset(bt);
4131                                         return 0;
4132                                 }
4133
4134                                 if (!is_spilled_scalar_reg(&func->stack[i])) {
4135                                         bt_clear_frame_slot(bt, fr, i);
4136                                         continue;
4137                                 }
4138                                 reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
4139                                 if (reg->precise)
4140                                         bt_clear_frame_slot(bt, fr, i);
4141                                 else
4142                                         reg->precise = true;
4143                         }
4144                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
4145                                 fmt_reg_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN,
4146                                              bt_frame_reg_mask(bt, fr));
4147                                 verbose(env, "mark_precise: frame%d: parent state regs=%s ",
4148                                         fr, env->tmp_str_buf);
4149                                 fmt_stack_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN,
4150                                                bt_frame_stack_mask(bt, fr));
4151                                 verbose(env, "stack=%s: ", env->tmp_str_buf);
4152                                 print_verifier_state(env, func, true);
4153                         }
4154                 }
4155
4156                 if (bt_empty(bt))
4157                         return 0;
4158
4159                 subseq_idx = first_idx;
4160                 last_idx = st->last_insn_idx;
4161                 first_idx = st->first_insn_idx;
4162         }
4163
4164         /* if we still have requested precise regs or slots, we missed
4165          * something (e.g., stack access through non-r10 register), so
4166          * fallback to marking all precise
4167          */
4168         if (!bt_empty(bt)) {
4169                 mark_all_scalars_precise(env, env->cur_state);
4170                 bt_reset(bt);
4171         }
4172
4173         return 0;
4174 }
4175
4176 int mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4177 {
4178         return __mark_chain_precision(env, regno);
4179 }
4180
4181 /* mark_chain_precision_batch() assumes that env->bt is set in the caller to
4182  * desired reg and stack masks across all relevant frames
4183  */
4184 static int mark_chain_precision_batch(struct bpf_verifier_env *env)
4185 {
4186         return __mark_chain_precision(env, -1);
4187 }
4188
4189 static bool is_spillable_regtype(enum bpf_reg_type type)
4190 {
4191         switch (base_type(type)) {
4192         case PTR_TO_MAP_VALUE:
4193         case PTR_TO_STACK:
4194         case PTR_TO_CTX:
4195         case PTR_TO_PACKET:
4196         case PTR_TO_PACKET_META:
4197         case PTR_TO_PACKET_END:
4198         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
4199         case CONST_PTR_TO_MAP:
4200         case PTR_TO_SOCKET:
4201         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
4202         case PTR_TO_TCP_SOCK:
4203         case PTR_TO_XDP_SOCK:
4204         case PTR_TO_BTF_ID:
4205         case PTR_TO_BUF:
4206         case PTR_TO_MEM:
4207         case PTR_TO_FUNC:
4208         case PTR_TO_MAP_KEY:
4209                 return true;
4210         default:
4211                 return false;
4212         }
4213 }
4214
4215 /* Does this register contain a constant zero? */
4216 static bool register_is_null(struct bpf_reg_state *reg)
4217 {
4218         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
4219 }
4220
4221 static bool register_is_const(struct bpf_reg_state *reg)
4222 {
4223         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off);
4224 }
4225
4226 static bool __is_scalar_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
4227 {
4228         return tnum_is_unknown(reg->var_off) &&
4229                reg->smin_value == S64_MIN && reg->smax_value == S64_MAX &&
4230                reg->umin_value == 0 && reg->umax_value == U64_MAX &&
4231                reg->s32_min_value == S32_MIN && reg->s32_max_value == S32_MAX &&
4232                reg->u32_min_value == 0 && reg->u32_max_value == U32_MAX;
4233 }
4234
4235 static bool register_is_bounded(struct bpf_reg_state *reg)
4236 {
4237         return reg->type == SCALAR_VALUE && !__is_scalar_unbounded(reg);
4238 }
4239
4240 static bool __is_pointer_value(bool allow_ptr_leaks,
4241                                const struct bpf_reg_state *reg)
4242 {
4243         if (allow_ptr_leaks)
4244                 return false;
4245
4246         return reg->type != SCALAR_VALUE;
4247 }
4248
4249 /* Copy src state preserving dst->parent and dst->live fields */
4250 static void copy_register_state(struct bpf_reg_state *dst, const struct bpf_reg_state *src)
4251 {
4252         struct bpf_reg_state *parent = dst->parent;
4253         enum bpf_reg_liveness live = dst->live;
4254
4255         *dst = *src;
4256         dst->parent = parent;
4257         dst->live = live;
4258 }
4259
4260 static void save_register_state(struct bpf_func_state *state,
4261                                 int spi, struct bpf_reg_state *reg,
4262                                 int size)
4263 {
4264         int i;
4265
4266         copy_register_state(&state->stack[spi].spilled_ptr, reg);
4267         if (size == BPF_REG_SIZE)
4268                 state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4269
4270         for (i = BPF_REG_SIZE; i > BPF_REG_SIZE - size; i--)
4271                 state->stack[spi].slot_type[i - 1] = STACK_SPILL;
4272
4273         /* size < 8 bytes spill */
4274         for (; i; i--)
4275                 scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[i - 1]);
4276 }
4277
4278 static bool is_bpf_st_mem(struct bpf_insn *insn)
4279 {
4280         return BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ST && BPF_MODE(insn->code) == BPF_MEM;
4281 }
4282
4283 /* check_stack_{read,write}_fixed_off functions track spill/fill of registers,
4284  * stack boundary and alignment are checked in check_mem_access()
4285  */
4286 static int check_stack_write_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
4287                                        /* stack frame we're writing to */
4288                                        struct bpf_func_state *state,
4289                                        int off, int size, int value_regno,
4290                                        int insn_idx)
4291 {
4292         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
4293         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE, err;
4294         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
4295         struct bpf_reg_state *reg = NULL;
4296         u32 dst_reg = insn->dst_reg;
4297
4298         err = grow_stack_state(state, round_up(slot + 1, BPF_REG_SIZE));
4299         if (err)
4300                 return err;
4301         /* caller checked that off % size == 0 and -MAX_BPF_STACK <= off < 0,
4302          * so it's aligned access and [off, off + size) are within stack limits
4303          */
4304         if (!env->allow_ptr_leaks &&
4305             state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
4306             size != BPF_REG_SIZE) {
4307                 verbose(env, "attempt to corrupt spilled pointer on stack\n");
4308                 return -EACCES;
4309         }
4310
4311         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
4312         if (value_regno >= 0)
4313                 reg = &cur->regs[value_regno];
4314         if (!env->bypass_spec_v4) {
4315                 bool sanitize = reg && is_spillable_regtype(reg->type);
4316
4317                 for (i = 0; i < size; i++) {
4318                         u8 type = state->stack[spi].slot_type[i];
4319
4320                         if (type != STACK_MISC && type != STACK_ZERO) {
4321                                 sanitize = true;
4322                                 break;
4323                         }
4324                 }
4325
4326                 if (sanitize)
4327                         env->insn_aux_data[insn_idx].sanitize_stack_spill = true;
4328         }
4329
4330         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
4331         if (err)
4332                 return err;
4333
4334         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4335         if (reg && !(off % BPF_REG_SIZE) && register_is_bounded(reg) &&
4336             !register_is_null(reg) && env->bpf_capable) {
4337                 if (dst_reg != BPF_REG_FP) {
4338                         /* The backtracking logic can only recognize explicit
4339                          * stack slot address like [fp - 8]. Other spill of
4340                          * scalar via different register has to be conservative.
4341                          * Backtrack from here and mark all registers as precise
4342                          * that contributed into 'reg' being a constant.
4343                          */
4344                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
4345                         if (err)
4346                                 return err;
4347                 }
4348                 save_register_state(state, spi, reg, size);
4349                 /* Break the relation on a narrowing spill. */
4350                 if (fls64(reg->umax_value) > BITS_PER_BYTE * size)
4351                         state->stack[spi].spilled_ptr.id = 0;
4352         } else if (!reg && !(off % BPF_REG_SIZE) && is_bpf_st_mem(insn) &&
4353                    insn->imm != 0 && env->bpf_capable) {
4354                 struct bpf_reg_state fake_reg = {};
4355
4356                 __mark_reg_known(&fake_reg, (u32)insn->imm);
4357                 fake_reg.type = SCALAR_VALUE;
4358                 save_register_state(state, spi, &fake_reg, size);
4359         } else if (reg && is_spillable_regtype(reg->type)) {
4360                 /* register containing pointer is being spilled into stack */
4361                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
4362                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
4363                         verbose(env, "invalid size of register spill\n");
4364                         return -EACCES;
4365                 }
4366                 if (state != cur && reg->type == PTR_TO_STACK) {
4367                         verbose(env, "cannot spill pointers to stack into stack frame of the caller\n");
4368                         return -EINVAL;
4369                 }
4370                 save_register_state(state, spi, reg, size);
4371         } else {
4372                 u8 type = STACK_MISC;
4373
4374                 /* regular write of data into stack destroys any spilled ptr */
4375                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
4376                 /* Mark slots as STACK_MISC if they belonged to spilled ptr/dynptr/iter. */
4377                 if (is_stack_slot_special(&state->stack[spi]))
4378                         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
4379                                 scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[i]);
4380
4381                 /* only mark the slot as written if all 8 bytes were written
4382                  * otherwise read propagation may incorrectly stop too soon
4383                  * when stack slots are partially written.
4384                  * This heuristic means that read propagation will be
4385                  * conservative, since it will add reg_live_read marks
4386                  * to stack slots all the way to first state when programs
4387                  * writes+reads less than 8 bytes
4388                  */
4389                 if (size == BPF_REG_SIZE)
4390                         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4391
4392                 /* when we zero initialize stack slots mark them as such */
4393                 if ((reg && register_is_null(reg)) ||
4394                     (!reg && is_bpf_st_mem(insn) && insn->imm == 0)) {
4395                         /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
4396                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
4397                         if (err)
4398                                 return err;
4399                         type = STACK_ZERO;
4400                 }
4401
4402                 /* Mark slots affected by this stack write. */
4403                 for (i = 0; i < size; i++)
4404                         state->stack[spi].slot_type[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] =
4405                                 type;
4406         }
4407         return 0;
4408 }
4409
4410 /* Write the stack: 'stack[ptr_regno + off] = value_regno'. 'ptr_regno' is
4411  * known to contain a variable offset.
4412  * This function checks whether the write is permitted and conservatively
4413  * tracks the effects of the write, considering that each stack slot in the
4414  * dynamic range is potentially written to.
4415  *
4416  * 'off' includes 'regno->off'.
4417  * 'value_regno' can be -1, meaning that an unknown value is being written to
4418  * the stack.
4419  *
4420  * Spilled pointers in range are not marked as written because we don't know
4421  * what's going to be actually written. This means that read propagation for
4422  * future reads cannot be terminated by this write.
4423  *
4424  * For privileged programs, uninitialized stack slots are considered
4425  * initialized by this write (even though we don't know exactly what offsets
4426  * are going to be written to). The idea is that we don't want the verifier to
4427  * reject future reads that access slots written to through variable offsets.
4428  */
4429 static int check_stack_write_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
4430                                      /* func where register points to */
4431                                      struct bpf_func_state *state,
4432                                      int ptr_regno, int off, int size,
4433                                      int value_regno, int insn_idx)
4434 {
4435         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
4436         int min_off, max_off;
4437         int i, err;
4438         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, *value_reg = NULL;
4439         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
4440         bool writing_zero = false;
4441         /* set if the fact that we're writing a zero is used to let any
4442          * stack slots remain STACK_ZERO
4443          */
4444         bool zero_used = false;
4445
4446         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
4447         ptr_reg = &cur->regs[ptr_regno];
4448         min_off = ptr_reg->smin_value + off;
4449         max_off = ptr_reg->smax_value + off + size;
4450         if (value_regno >= 0)
4451                 value_reg = &cur->regs[value_regno];
4452         if ((value_reg && register_is_null(value_reg)) ||
4453             (!value_reg && is_bpf_st_mem(insn) && insn->imm == 0))
4454                 writing_zero = true;
4455
4456         err = grow_stack_state(state, round_up(-min_off, BPF_REG_SIZE));
4457         if (err)
4458                 return err;
4459
4460         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4461                 int spi;
4462
4463                 spi = __get_spi(i);
4464                 err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
4465                 if (err)
4466                         return err;
4467         }
4468
4469         /* Variable offset writes destroy any spilled pointers in range. */
4470         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4471                 u8 new_type, *stype;
4472                 int slot, spi;
4473
4474                 slot = -i - 1;
4475                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4476                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
4477                 mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4478
4479                 if (!env->allow_ptr_leaks && *stype != STACK_MISC && *stype != STACK_ZERO) {
4480                         /* Reject the write if range we may write to has not
4481                          * been initialized beforehand. If we didn't reject
4482                          * here, the ptr status would be erased below (even
4483                          * though not all slots are actually overwritten),
4484                          * possibly opening the door to leaks.
4485                          *
4486                          * We do however catch STACK_INVALID case below, and
4487                          * only allow reading possibly uninitialized memory
4488                          * later for CAP_PERFMON, as the write may not happen to
4489                          * that slot.
4490                          */
4491                         verbose(env, "spilled ptr in range of var-offset stack write; insn %d, ptr off: %d",
4492                                 insn_idx, i);
4493                         return -EINVAL;
4494                 }
4495
4496                 /* Erase all spilled pointers. */
4497                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
4498
4499                 /* Update the slot type. */
4500                 new_type = STACK_MISC;
4501                 if (writing_zero && *stype == STACK_ZERO) {
4502                         new_type = STACK_ZERO;
4503                         zero_used = true;
4504                 }
4505                 /* If the slot is STACK_INVALID, we check whether it's OK to
4506                  * pretend that it will be initialized by this write. The slot
4507                  * might not actually be written to, and so if we mark it as
4508                  * initialized future reads might leak uninitialized memory.
4509                  * For privileged programs, we will accept such reads to slots
4510                  * that may or may not be written because, if we're reject
4511                  * them, the error would be too confusing.
4512                  */
4513                 if (*stype == STACK_INVALID && !env->allow_uninit_stack) {
4514                         verbose(env, "uninit stack in range of var-offset write prohibited for !root; insn %d, off: %d",
4515                                         insn_idx, i);
4516                         return -EINVAL;
4517                 }
4518                 *stype = new_type;
4519         }
4520         if (zero_used) {
4521                 /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
4522                 err = mark_chain_precision(env, value_regno);
4523                 if (err)
4524                         return err;
4525         }
4526         return 0;
4527 }
4528
4529 /* When register 'dst_regno' is assigned some values from stack[min_off,
4530  * max_off), we set the register's type according to the types of the
4531  * respective stack slots. If all the stack values are known to be zeros, then
4532  * so is the destination reg. Otherwise, the register is considered to be
4533  * SCALAR. This function does not deal with register filling; the caller must
4534  * ensure that all spilled registers in the stack range have been marked as
4535  * read.
4536  */
4537 static void mark_reg_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
4538                                 /* func where src register points to */
4539                                 struct bpf_func_state *ptr_state,
4540                                 int min_off, int max_off, int dst_regno)
4541 {
4542         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4543         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4544         int i, slot, spi;
4545         u8 *stype;
4546         int zeros = 0;
4547
4548         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4549                 slot = -i - 1;
4550                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4551                 mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4552                 stype = ptr_state->stack[spi].slot_type;
4553                 if (stype[slot % BPF_REG_SIZE] != STACK_ZERO)
4554                         break;
4555                 zeros++;
4556         }
4557         if (zeros == max_off - min_off) {
4558                 /* any access_size read into register is zero extended,
4559                  * so the whole register == const_zero
4560                  */
4561                 __mark_reg_const_zero(&state->regs[dst_regno]);
4562                 /* backtracking doesn't support STACK_ZERO yet,
4563                  * so mark it precise here, so that later
4564                  * backtracking can stop here.
4565                  * Backtracking may not need this if this register
4566                  * doesn't participate in pointer adjustment.
4567                  * Forward propagation of precise flag is not
4568                  * necessary either. This mark is only to stop
4569                  * backtracking. Any register that contributed
4570                  * to const 0 was marked precise before spill.
4571                  */
4572                 state->regs[dst_regno].precise = true;
4573         } else {
4574                 /* have read misc data from the stack */
4575                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
4576         }
4577         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4578 }
4579
4580 /* Read the stack at 'off' and put the results into the register indicated by
4581  * 'dst_regno'. It handles reg filling if the addressed stack slot is a
4582  * spilled reg.
4583  *
4584  * 'dst_regno' can be -1, meaning that the read value is not going to a
4585  * register.
4586  *
4587  * The access is assumed to be within the current stack bounds.
4588  */
4589 static int check_stack_read_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
4590                                       /* func where src register points to */
4591                                       struct bpf_func_state *reg_state,
4592                                       int off, int size, int dst_regno)
4593 {
4594         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4595         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4596         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4597         struct bpf_reg_state *reg;
4598         u8 *stype, type;
4599
4600         stype = reg_state->stack[spi].slot_type;
4601         reg = &reg_state->stack[spi].spilled_ptr;
4602
4603         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4604
4605         if (is_spilled_reg(&reg_state->stack[spi])) {
4606                 u8 spill_size = 1;
4607
4608                 for (i = BPF_REG_SIZE - 1; i > 0 && stype[i - 1] == STACK_SPILL; i--)
4609                         spill_size++;
4610
4611                 if (size != BPF_REG_SIZE || spill_size != BPF_REG_SIZE) {
4612                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
4613                                 verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
4614                                 verbose(env, "invalid size of register fill\n");
4615                                 return -EACCES;
4616                         }
4617
4618                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
4619                         if (dst_regno < 0)
4620                                 return 0;
4621
4622                         if (!(off % BPF_REG_SIZE) && size == spill_size) {
4623                                 /* The earlier check_reg_arg() has decided the
4624                                  * subreg_def for this insn.  Save it first.
4625                                  */
4626                                 s32 subreg_def = state->regs[dst_regno].subreg_def;
4627
4628                                 copy_register_state(&state->regs[dst_regno], reg);
4629                                 state->regs[dst_regno].subreg_def = subreg_def;
4630                         } else {
4631                                 for (i = 0; i < size; i++) {
4632                                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
4633                                         if (type == STACK_SPILL)
4634                                                 continue;
4635                                         if (type == STACK_MISC)
4636                                                 continue;
4637                                         if (type == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)
4638                                                 continue;
4639                                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
4640                                                 off, i, size);
4641                                         return -EACCES;
4642                                 }
4643                                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
4644                         }
4645                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4646                         return 0;
4647                 }
4648
4649                 if (dst_regno >= 0) {
4650                         /* restore register state from stack */
4651                         copy_register_state(&state->regs[dst_regno], reg);
4652                         /* mark reg as written since spilled pointer state likely
4653                          * has its liveness marks cleared by is_state_visited()
4654                          * which resets stack/reg liveness for state transitions
4655                          */
4656                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4657                 } else if (__is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg)) {
4658                         /* If dst_regno==-1, the caller is asking us whether
4659                          * it is acceptable to use this value as a SCALAR_VALUE
4660                          * (e.g. for XADD).
4661                          * We must not allow unprivileged callers to do that
4662                          * with spilled pointers.
4663                          */
4664                         verbose(env, "leaking pointer from stack off %d\n",
4665                                 off);
4666                         return -EACCES;
4667                 }
4668                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
4669         } else {
4670                 for (i = 0; i < size; i++) {
4671                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
4672                         if (type == STACK_MISC)
4673                                 continue;
4674                         if (type == STACK_ZERO)
4675                                 continue;
4676                         if (type == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)
4677                                 continue;
4678                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
4679                                 off, i, size);
4680                         return -EACCES;
4681                 }
4682                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
4683                 if (dst_regno >= 0)
4684                         mark_reg_stack_read(env, reg_state, off, off + size, dst_regno);
4685         }
4686         return 0;
4687 }
4688
4689 enum bpf_access_src {
4690         ACCESS_DIRECT = 1,  /* the access is performed by an instruction */
4691         ACCESS_HELPER = 2,  /* the access is performed by a helper */
4692 };
4693
4694 static int check_stack_range_initialized(struct bpf_verifier_env *env,
4695                                          int regno, int off, int access_size,
4696                                          bool zero_size_allowed,
4697                                          enum bpf_access_src type,
4698                                          struct bpf_call_arg_meta *meta);
4699
4700 static struct bpf_reg_state *reg_state(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4701 {
4702         return cur_regs(env) + regno;
4703 }
4704
4705 /* Read the stack at 'ptr_regno + off' and put the result into the register
4706  * 'dst_regno'.
4707  * 'off' includes the pointer register's fixed offset(i.e. 'ptr_regno.off'),
4708  * but not its variable offset.
4709  * 'size' is assumed to be <= reg size and the access is assumed to be aligned.
4710  *
4711  * As opposed to check_stack_read_fixed_off, this function doesn't deal with
4712  * filling registers (i.e. reads of spilled register cannot be detected when
4713  * the offset is not fixed). We conservatively mark 'dst_regno' as containing
4714  * SCALAR_VALUE. That's why we assert that the 'ptr_regno' has a variable
4715  * offset; for a fixed offset check_stack_read_fixed_off should be used
4716  * instead.
4717  */
4718 static int check_stack_read_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
4719                                     int ptr_regno, int off, int size, int dst_regno)
4720 {
4721         /* The state of the source register. */
4722         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
4723         struct bpf_func_state *ptr_state = func(env, reg);
4724         int err;
4725         int min_off, max_off;
4726
4727         /* Note that we pass a NULL meta, so raw access will not be permitted.
4728          */
4729         err = check_stack_range_initialized(env, ptr_regno, off, size,
4730                                             false, ACCESS_DIRECT, NULL);
4731         if (err)
4732                 return err;
4733
4734         min_off = reg->smin_value + off;
4735         max_off = reg->smax_value + off;
4736         mark_reg_stack_read(env, ptr_state, min_off, max_off + size, dst_regno);
4737         return 0;
4738 }
4739
4740 /* check_stack_read dispatches to check_stack_read_fixed_off or
4741  * check_stack_read_var_off.
4742  *
4743  * The caller must ensure that the offset falls within the allocated stack
4744  * bounds.
4745  *
4746  * 'dst_regno' is a register which will receive the value from the stack. It
4747  * can be -1, meaning that the read value is not going to a register.
4748  */
4749 static int check_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
4750                             int ptr_regno, int off, int size,
4751                             int dst_regno)
4752 {
4753         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
4754         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
4755         int err;
4756         /* Some accesses are only permitted with a static offset. */
4757         bool var_off = !tnum_is_const(reg->var_off);
4758
4759         /* The offset is required to be static when reads don't go to a
4760          * register, in order to not leak pointers (see
4761          * check_stack_read_fixed_off).
4762          */
4763         if (dst_regno < 0 && var_off) {
4764                 char tn_buf[48];
4765
4766                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4767                 verbose(env, "variable offset stack pointer cannot be passed into helper function; var_off=%s off=%d size=%d\n",
4768                         tn_buf, off, size);
4769                 return -EACCES;
4770         }
4771         /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity
4772          * since it requires corresponding support in Spectre masking for stack
4773          * ALU. See also retrieve_ptr_limit(). The check in
4774          * check_stack_access_for_ptr_arithmetic() called by
4775          * adjust_ptr_min_max_vals() prevents users from creating stack pointers
4776          * with variable offsets, therefore no check is required here. Further,
4777          * just checking it here would be insufficient as speculative stack
4778          * writes could still lead to unsafe speculative behaviour.
4779          */
4780         if (!var_off) {
4781                 off += reg->var_off.value;
4782                 err = check_stack_read_fixed_off(env, state, off, size,
4783                                                  dst_regno);
4784         } else {
4785                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
4786                  * than fixed offset ones. Note that dst_regno >= 0 on this
4787                  * branch.
4788                  */
4789                 err = check_stack_read_var_off(env, ptr_regno, off, size,
4790                                                dst_regno);
4791         }
4792         return err;
4793 }
4794
4795
4796 /* check_stack_write dispatches to check_stack_write_fixed_off or
4797  * check_stack_write_var_off.
4798  *
4799  * 'ptr_regno' is the register used as a pointer into the stack.
4800  * 'off' includes 'ptr_regno->off', but not its variable offset (if any).
4801  * 'value_regno' is the register whose value we're writing to the stack. It can
4802  * be -1, meaning that we're not writing from a register.
4803  *
4804  * The caller must ensure that the offset falls within the maximum stack size.
4805  */
4806 static int check_stack_write(struct bpf_verifier_env *env,
4807                              int ptr_regno, int off, int size,
4808                              int value_regno, int insn_idx)
4809 {
4810         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
4811         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
4812         int err;
4813
4814         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
4815                 off += reg->var_off.value;
4816                 err = check_stack_write_fixed_off(env, state, off, size,
4817                                                   value_regno, insn_idx);
4818         } else {
4819                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
4820                  * than fixed offset ones.
4821                  */
4822                 err = check_stack_write_var_off(env, state,
4823                                                 ptr_regno, off, size,
4824                                                 value_regno, insn_idx);
4825         }
4826         return err;
4827 }
4828
4829 static int check_map_access_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
4830                                  int off, int size, enum bpf_access_type type)
4831 {
4832         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
4833         struct bpf_map *map = regs[regno].map_ptr;
4834         u32 cap = bpf_map_flags_to_cap(map);
4835
4836         if (type == BPF_WRITE && !(cap & BPF_MAP_CAN_WRITE)) {
4837                 verbose(env, "write into map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
4838                         map->value_size, off, size);
4839                 return -EACCES;
4840         }
4841
4842         if (type == BPF_READ && !(cap & BPF_MAP_CAN_READ)) {
4843                 verbose(env, "read from map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
4844                         map->value_size, off, size);
4845                 return -EACCES;
4846         }
4847
4848         return 0;
4849 }
4850
4851 /* check read/write into memory region (e.g., map value, ringbuf sample, etc) */
4852 static int __check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
4853                               int off, int size, u32 mem_size,
4854                               bool zero_size_allowed)
4855 {
4856         bool size_ok = size > 0 || (size == 0 && zero_size_allowed);
4857         struct bpf_reg_state *reg;
4858
4859         if (off >= 0 && size_ok && (u64)off + size <= mem_size)
4860                 return 0;
4861
4862         reg = &cur_regs(env)[regno];
4863         switch (reg->type) {
4864         case PTR_TO_MAP_KEY:
4865                 verbose(env, "invalid access to map key, key_size=%d off=%d size=%d\n",
4866                         mem_size, off, size);
4867                 break;
4868         case PTR_TO_MAP_VALUE:
4869                 verbose(env, "invalid access to map value, value_size=%d off=%d size=%d\n",
4870                         mem_size, off, size);
4871                 break;
4872         case PTR_TO_PACKET:
4873         case PTR_TO_PACKET_META:
4874         case PTR_TO_PACKET_END:
4875                 verbose(env, "invalid access to packet, off=%d size=%d, R%d(id=%d,off=%d,r=%d)\n",
4876                         off, size, regno, reg->id, off, mem_size);
4877                 break;
4878         case PTR_TO_MEM:
4879         default:
4880                 verbose(env, "invalid access to memory, mem_size=%u off=%d size=%d\n",
4881                         mem_size, off, size);
4882         }
4883
4884         return -EACCES;
4885 }
4886
4887 /* check read/write into a memory region with possible variable offset */
4888 static int check_mem_region_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
4889                                    int off, int size, u32 mem_size,
4890                                    bool zero_size_allowed)
4891 {
4892         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4893         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4894         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
4895         int err;
4896
4897         /* We may have adjusted the register pointing to memory region, so we
4898          * need to try adding each of min_value and max_value to off
4899          * to make sure our theoretical access will be safe.
4900          *
4901          * The minimum value is only important with signed
4902          * comparisons where we can't assume the floor of a
4903          * value is 0.  If we are using signed variables for our
4904          * index'es we need to make sure that whatever we use
4905          * will have a set floor within our range.
4906          */
4907         if (reg->smin_value < 0 &&
4908             (reg->smin_value == S64_MIN ||
4909              (off + reg->smin_value != (s64)(s32)(off + reg->smin_value)) ||
4910               reg->smin_value + off < 0)) {
4911                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
4912                         regno);
4913                 return -EACCES;
4914         }
4915         err = __check_mem_access(env, regno, reg->smin_value + off, size,
4916                                  mem_size, zero_size_allowed);
4917         if (err) {
4918                 verbose(env, "R%d min value is outside of the allowed memory range\n",
4919                         regno);
4920                 return err;
4921         }
4922
4923         /* If we haven't set a max value then we need to bail since we can't be
4924          * sure we won't do bad things.
4925          * If reg->umax_value + off could overflow, treat that as unbounded too.
4926          */
4927         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
4928                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, make sure to bounds check any such access\n",
4929                         regno);
4930                 return -EACCES;
4931         }
4932         err = __check_mem_access(env, regno, reg->umax_value + off, size,
4933                                  mem_size, zero_size_allowed);
4934         if (err) {
4935                 verbose(env, "R%d max value is outside of the allowed memory range\n",
4936                         regno);
4937                 return err;
4938         }
4939
4940         return 0;
4941 }
4942
4943 static int __check_ptr_off_reg(struct bpf_verifier_env *env,
4944                                const struct bpf_reg_state *reg, int regno,
4945                                bool fixed_off_ok)
4946 {
4947         /* Access to this pointer-typed register or passing it to a helper
4948          * is only allowed in its original, unmodified form.
4949          */
4950
4951         if (reg->off < 0) {
4952                 verbose(env, "negative offset %s ptr R%d off=%d disallowed\n",
4953                         reg_type_str(env, reg->type), regno, reg->off);
4954                 return -EACCES;
4955         }
4956
4957         if (!fixed_off_ok && reg->off) {
4958                 verbose(env, "dereference of modified %s ptr R%d off=%d disallowed\n",
4959                         reg_type_str(env, reg->type), regno, reg->off);
4960                 return -EACCES;
4961         }
4962
4963         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
4964                 char tn_buf[48];
4965
4966                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4967                 verbose(env, "variable %s access var_off=%s disallowed\n",
4968                         reg_type_str(env, reg->type), tn_buf);
4969                 return -EACCES;
4970         }
4971
4972         return 0;
4973 }
4974
4975 int check_ptr_off_reg(struct bpf_verifier_env *env,
4976                       const struct bpf_reg_state *reg, int regno)
4977 {
4978         return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
4979 }
4980
4981 static int map_kptr_match_type(struct bpf_verifier_env *env,
4982                                struct btf_field *kptr_field,
4983                                struct bpf_reg_state *reg, u32 regno)
4984 {
4985         const char *targ_name = btf_type_name(kptr_field->kptr.btf, kptr_field->kptr.btf_id);
4986         int perm_flags = PTR_MAYBE_NULL | PTR_TRUSTED | MEM_RCU;
4987         const char *reg_name = "";
4988
4989         /* Only unreferenced case accepts untrusted pointers */
4990         if (kptr_field->type == BPF_KPTR_UNREF)
4991                 perm_flags |= PTR_UNTRUSTED;
4992
4993         if (base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID || (type_flag(reg->type) & ~perm_flags))
4994                 goto bad_type;
4995
4996         if (!btf_is_kernel(reg->btf)) {
4997                 verbose(env, "R%d must point to kernel BTF\n", regno);
4998                 return -EINVAL;
4999         }
5000         /* We need to verify reg->type and reg->btf, before accessing reg->btf */
5001         reg_name = btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id);
5002
5003         /* For ref_ptr case, release function check should ensure we get one
5004          * referenced PTR_TO_BTF_ID, and that its fixed offset is 0. For the
5005          * normal store of unreferenced kptr, we must ensure var_off is zero.
5006          * Since ref_ptr cannot be accessed directly by BPF insns, checks for
5007          * reg->off and reg->ref_obj_id are not needed here.
5008          */
5009         if (__check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true))
5010                 return -EACCES;
5011
5012         /* A full type match is needed, as BTF can be vmlinux or module BTF, and
5013          * we also need to take into account the reg->off.
5014          *
5015          * We want to support cases like:
5016          *
5017          * struct foo {
5018          *         struct bar br;
5019          *         struct baz bz;
5020          * };
5021          *
5022          * struct foo *v;
5023          * v = func();        // PTR_TO_BTF_ID
5024          * val->foo = v;      // reg->off is zero, btf and btf_id match type
5025          * val->bar = &v->br; // reg->off is still zero, but we need to retry with
5026          *                    // first member type of struct after comparison fails
5027          * val->baz = &v->bz; // reg->off is non-zero, so struct needs to be walked
5028          *                    // to match type
5029          *
5030          * In the kptr_ref case, check_func_arg_reg_off already ensures reg->off
5031          * is zero. We must also ensure that btf_struct_ids_match does not walk
5032          * the struct to match type against first member of struct, i.e. reject
5033          * second case from above. Hence, when type is BPF_KPTR_REF, we set
5034          * strict mode to true for type match.
5035          */
5036         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
5037                                   kptr_field->kptr.btf, kptr_field->kptr.btf_id,
5038                                   kptr_field->type == BPF_KPTR_REF))
5039                 goto bad_type;
5040         return 0;
5041 bad_type:
5042         verbose(env, "invalid kptr access, R%d type=%s%s ", regno,
5043                 reg_type_str(env, reg->type), reg_name);
5044         verbose(env, "expected=%s%s", reg_type_str(env, PTR_TO_BTF_ID), targ_name);
5045         if (kptr_field->type == BPF_KPTR_UNREF)
5046                 verbose(env, " or %s%s\n", reg_type_str(env, PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED),
5047                         targ_name);
5048         else
5049                 verbose(env, "\n");
5050         return -EINVAL;
5051 }
5052
5053 /* The non-sleepable programs and sleepable programs with explicit bpf_rcu_read_lock()
5054  * can dereference RCU protected pointers and result is PTR_TRUSTED.
5055  */
5056 static bool in_rcu_cs(struct bpf_verifier_env *env)
5057 {
5058         return env->cur_state->active_rcu_lock || !env->prog->aux->sleepable;
5059 }
5060
5061 /* Once GCC supports btf_type_tag the following mechanism will be replaced with tag check */
5062 BTF_SET_START(rcu_protected_types)
5063 BTF_ID(struct, prog_test_ref_kfunc)
5064 BTF_ID(struct, cgroup)
5065 BTF_ID(struct, bpf_cpumask)
5066 BTF_ID(struct, task_struct)
5067 BTF_SET_END(rcu_protected_types)
5068
5069 static bool rcu_protected_object(const struct btf *btf, u32 btf_id)
5070 {
5071         if (!btf_is_kernel(btf))
5072                 return false;
5073         return btf_id_set_contains(&rcu_protected_types, btf_id);
5074 }
5075
5076 static bool rcu_safe_kptr(const struct btf_field *field)
5077 {
5078         const struct btf_field_kptr *kptr = &field->kptr;
5079
5080         return field->type == BPF_KPTR_REF && rcu_protected_object(kptr->btf, kptr->btf_id);
5081 }
5082
5083 static int check_map_kptr_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
5084                                  int value_regno, int insn_idx,
5085                                  struct btf_field *kptr_field)
5086 {
5087         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
5088         int class = BPF_CLASS(insn->code);
5089         struct bpf_reg_state *val_reg;
5090
5091         /* Things we already checked for in check_map_access and caller:
5092          *  - Reject cases where variable offset may touch kptr
5093          *  - size of access (must be BPF_DW)
5094          *  - tnum_is_const(reg->var_off)
5095          *  - kptr_field->offset == off + reg->var_off.value
5096          */
5097         /* Only BPF_[LDX,STX,ST] | BPF_MEM | BPF_DW is supported */
5098         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM) {
5099                 verbose(env, "kptr in map can only be accessed using BPF_MEM instruction mode\n");
5100                 return -EACCES;
5101         }
5102
5103         /* We only allow loading referenced kptr, since it will be marked as
5104          * untrusted, similar to unreferenced kptr.
5105          */
5106         if (class != BPF_LDX && kptr_field->type == BPF_KPTR_REF) {
5107                 verbose(env, "store to referenced kptr disallowed\n");
5108                 return -EACCES;
5109         }
5110
5111         if (class == BPF_LDX) {
5112                 val_reg = reg_state(env, value_regno);
5113                 /* We can simply mark the value_regno receiving the pointer
5114                  * value from map as PTR_TO_BTF_ID, with the correct type.
5115                  */
5116                 mark_btf_ld_reg(env, cur_regs(env), value_regno, PTR_TO_BTF_ID, kptr_field->kptr.btf,
5117                                 kptr_field->kptr.btf_id,
5118                                 rcu_safe_kptr(kptr_field) && in_rcu_cs(env) ?
5119                                 PTR_MAYBE_NULL | MEM_RCU :
5120                                 PTR_MAYBE_NULL | PTR_UNTRUSTED);
5121                 /* For mark_ptr_or_null_reg */
5122                 val_reg->id = ++env->id_gen;
5123         } else if (class == BPF_STX) {
5124                 val_reg = reg_state(env, value_regno);
5125                 if (!register_is_null(val_reg) &&
5126                     map_kptr_match_type(env, kptr_field, val_reg, value_regno))
5127                         return -EACCES;
5128         } else if (class == BPF_ST) {
5129                 if (insn->imm) {
5130                         verbose(env, "BPF_ST imm must be 0 when storing to kptr at off=%u\n",
5131                                 kptr_field->offset);
5132                         return -EACCES;
5133                 }
5134         } else {
5135                 verbose(env, "kptr in map can only be accessed using BPF_LDX/BPF_STX/BPF_ST\n");
5136                 return -EACCES;
5137         }
5138         return 0;
5139 }
5140
5141 /* check read/write into a map element with possible variable offset */
5142 static int check_map_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
5143                             int off, int size, bool zero_size_allowed,
5144                             enum bpf_access_src src)
5145 {
5146         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
5147         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
5148         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
5149         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
5150         struct btf_record *rec;
5151         int err, i;
5152
5153         err = check_mem_region_access(env, regno, off, size, map->value_size,
5154                                       zero_size_allowed);
5155         if (err)
5156                 return err;
5157
5158         if (IS_ERR_OR_NULL(map->record))
5159                 return 0;
5160         rec = map->record;
5161         for (i = 0; i < rec->cnt; i++) {
5162                 struct btf_field *field = &rec->fields[i];
5163                 u32 p = field->offset;
5164
5165                 /* If any part of a field  can be touched by load/store, reject
5166                  * this program. To check that [x1, x2) overlaps with [y1, y2),
5167                  * it is sufficient to check x1 < y2 && y1 < x2.
5168                  */
5169                 if (reg->smin_value + off < p + btf_field_type_size(field->type) &&
5170                     p < reg->umax_value + off + size) {
5171                         switch (field->type) {
5172                         case BPF_KPTR_UNREF:
5173                         case BPF_KPTR_REF:
5174                                 if (src != ACCESS_DIRECT) {
5175                                         verbose(env, "kptr cannot be accessed indirectly by helper\n");
5176                                         return -EACCES;
5177                                 }
5178                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
5179                                         verbose(env, "kptr access cannot have variable offset\n");
5180                                         return -EACCES;
5181                                 }
5182                                 if (p != off + reg->var_off.value) {
5183                                         verbose(env, "kptr access misaligned expected=%u off=%llu\n",
5184                                                 p, off + reg->var_off.value);
5185                                         return -EACCES;
5186                                 }
5187                                 if (size != bpf_size_to_bytes(BPF_DW)) {
5188                                         verbose(env, "kptr access size must be BPF_DW\n");
5189                                         return -EACCES;
5190                                 }
5191                                 break;
5192                         default:
5193                                 verbose(env, "%s cannot be accessed directly by load/store\n",
5194                                         btf_field_type_name(field->type));
5195                                 return -EACCES;
5196                         }
5197                 }
5198         }
5199         return 0;
5200 }
5201
5202 #define MAX_PACKET_OFF 0xffff
5203
5204 static bool may_access_direct_pkt_data(struct bpf_verifier_env *env,
5205                                        const struct bpf_call_arg_meta *meta,
5206                                        enum bpf_access_type t)
5207 {
5208         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
5209
5210         switch (prog_type) {
5211         /* Program types only with direct read access go here! */
5212         case BPF_PROG_TYPE_LWT_IN:
5213         case BPF_PROG_TYPE_LWT_OUT:
5214         case BPF_PROG_TYPE_LWT_SEG6LOCAL:
5215         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
5216         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
5217         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
5218                 if (t == BPF_WRITE)
5219                         return false;
5220                 fallthrough;
5221
5222         /* Program types with direct read + write access go here! */
5223         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
5224         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
5225         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
5226         case BPF_PROG_TYPE_LWT_XMIT:
5227         case BPF_PROG_TYPE_SK_SKB:
5228         case BPF_PROG_TYPE_SK_MSG:
5229                 if (meta)
5230                         return meta->pkt_access;
5231
5232                 env->seen_direct_write = true;
5233                 return true;
5234
5235         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
5236                 if (t == BPF_WRITE)
5237                         env->seen_direct_write = true;
5238
5239                 return true;
5240
5241         default:
5242                 return false;
5243         }
5244 }
5245
5246 static int check_packet_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno, int off,
5247                                int size, bool zero_size_allowed)
5248 {
5249         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
5250         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
5251         int err;
5252
5253         /* We may have added a variable offset to the packet pointer; but any
5254          * reg->range we have comes after that.  We are only checking the fixed
5255          * offset.
5256          */
5257
5258         /* We don't allow negative numbers, because we aren't tracking enough
5259          * detail to prove they're safe.
5260          */
5261         if (reg->smin_value < 0) {
5262                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
5263                         regno);
5264                 return -EACCES;
5265         }
5266
5267         err = reg->range < 0 ? -EINVAL :
5268               __check_mem_access(env, regno, off, size, reg->range,
5269                                  zero_size_allowed);
5270         if (err) {
5271                 verbose(env, "R%d offset is outside of the packet\n", regno);
5272                 return err;
5273         }
5274
5275         /* __check_mem_access has made sure "off + size - 1" is within u16.
5276          * reg->umax_value can't be bigger than MAX_PACKET_OFF which is 0xffff,
5277          * otherwise find_good_pkt_pointers would have refused to set range info
5278          * that __check_mem_access would have rejected this pkt access.
5279          * Therefore, "off + reg->umax_value + size - 1" won't overflow u32.
5280          */
5281         env->prog->aux->max_pkt_offset =
5282                 max_t(u32, env->prog->aux->max_pkt_offset,
5283                       off + reg->umax_value + size - 1);
5284
5285         return err;
5286 }
5287
5288 /* check access to 'struct bpf_context' fields.  Supports fixed offsets only */
5289 static int check_ctx_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, int off, int size,
5290                             enum bpf_access_type t, enum bpf_reg_type *reg_type,
5291                             struct btf **btf, u32 *btf_id)
5292 {
5293         struct bpf_insn_access_aux info = {
5294                 .reg_type = *reg_type,
5295                 .log = &env->log,
5296         };
5297
5298         if (env->ops->is_valid_access &&
5299             env->ops->is_valid_access(off, size, t, env->prog, &info)) {
5300                 /* A non zero info.ctx_field_size indicates that this field is a
5301                  * candidate for later verifier transformation to load the whole
5302                  * field and then apply a mask when accessed with a narrower
5303                  * access than actual ctx access size. A zero info.ctx_field_size
5304                  * will only allow for whole field access and rejects any other
5305                  * type of narrower access.
5306                  */
5307                 *reg_type = info.reg_type;
5308
5309                 if (base_type(*reg_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
5310                         *btf = info.btf;
5311                         *btf_id = info.btf_id;
5312                 } else {
5313                         env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size = info.ctx_field_size;
5314                 }
5315                 /* remember the offset of last byte accessed in ctx */
5316                 if (env->prog->aux->max_ctx_offset < off + size)
5317                         env->prog->aux->max_ctx_offset = off + size;
5318                 return 0;
5319         }
5320
5321         verbose(env, "invalid bpf_context access off=%d size=%d\n", off, size);
5322         return -EACCES;
5323 }
5324
5325 static int check_flow_keys_access(struct bpf_verifier_env *env, int off,
5326                                   int size)
5327 {
5328         if (size < 0 || off < 0 ||
5329             (u64)off + size > sizeof(struct bpf_flow_keys)) {
5330                 verbose(env, "invalid access to flow keys off=%d size=%d\n",
5331                         off, size);
5332                 return -EACCES;
5333         }
5334         return 0;
5335 }
5336
5337 static int check_sock_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
5338                              u32 regno, int off, int size,
5339                              enum bpf_access_type t)
5340 {
5341         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
5342         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
5343         struct bpf_insn_access_aux info = {};
5344         bool valid;
5345
5346         if (reg->smin_value < 0) {
5347                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
5348                         regno);
5349                 return -EACCES;
5350         }
5351
5352         switch (reg->type) {
5353         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
5354                 valid = bpf_sock_common_is_valid_access(off, size, t, &info);
5355                 break;
5356         case PTR_TO_SOCKET:
5357                 valid = bpf_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
5358                 break;
5359         case PTR_TO_TCP_SOCK:
5360                 valid = bpf_tcp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
5361                 break;
5362         case PTR_TO_XDP_SOCK:
5363                 valid = bpf_xdp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
5364                 break;
5365         default:
5366                 valid = false;
5367         }
5368
5369
5370         if (valid) {
5371                 env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size =
5372                         info.ctx_field_size;
5373                 return 0;
5374         }
5375
5376         verbose(env, "R%d invalid %s access off=%d size=%d\n",
5377                 regno, reg_type_str(env, reg->type), off, size);
5378
5379         return -EACCES;
5380 }
5381
5382 static bool is_pointer_value(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5383 {
5384         return __is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg_state(env, regno));
5385 }
5386
5387 static bool is_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5388 {
5389         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5390
5391         return reg->type == PTR_TO_CTX;
5392 }
5393
5394 static bool is_sk_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5395 {
5396         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5397
5398         return type_is_sk_pointer(reg->type);
5399 }
5400
5401 static bool is_pkt_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5402 {
5403         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5404
5405         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
5406 }
5407
5408 static bool is_flow_key_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5409 {
5410         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5411
5412         /* Separate to is_ctx_reg() since we still want to allow BPF_ST here. */
5413         return reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS;
5414 }
5415
5416 static u32 *reg2btf_ids[__BPF_REG_TYPE_MAX] = {
5417 #ifdef CONFIG_NET
5418         [PTR_TO_SOCKET] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK],
5419         [PTR_TO_SOCK_COMMON] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
5420         [PTR_TO_TCP_SOCK] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_TCP],
5421 #endif
5422         [CONST_PTR_TO_MAP] = btf_bpf_map_id,
5423 };
5424
5425 static bool is_trusted_reg(const struct bpf_reg_state *reg)
5426 {
5427         /* A referenced register is always trusted. */
5428         if (reg->ref_obj_id)
5429                 return true;
5430
5431         /* Types listed in the reg2btf_ids are always trusted */
5432         if (reg2btf_ids[base_type(reg->type)])
5433                 return true;
5434
5435         /* If a register is not referenced, it is trusted if it has the
5436          * MEM_ALLOC or PTR_TRUSTED type modifiers, and no others. Some of the
5437          * other type modifiers may be safe, but we elect to take an opt-in
5438          * approach here as some (e.g. PTR_UNTRUSTED and PTR_MAYBE_NULL) are
5439          * not.
5440          *
5441          * Eventually, we should make PTR_TRUSTED the single source of truth
5442          * for whether a register is trusted.
5443          */
5444         return type_flag(reg->type) & BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS &&
5445                !bpf_type_has_unsafe_modifiers(reg->type);
5446 }
5447
5448 static bool is_rcu_reg(const struct bpf_reg_state *reg)
5449 {
5450         return reg->type & MEM_RCU;
5451 }
5452
5453 static void clear_trusted_flags(enum bpf_type_flag *flag)
5454 {
5455         *flag &= ~(BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS | MEM_RCU);
5456 }
5457
5458 static int check_pkt_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
5459                                    const struct bpf_reg_state *reg,
5460                                    int off, int size, bool strict)
5461 {
5462         struct tnum reg_off;
5463         int ip_align;
5464
5465         /* Byte size accesses are always allowed. */
5466         if (!strict || size == 1)
5467                 return 0;
5468
5469         /* For platforms that do not have a Kconfig enabling
5470          * CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS the value of
5471          * NET_IP_ALIGN is universally set to '2'.  And on platforms
5472          * that do set CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS, we get
5473          * to this code only in strict mode where we want to emulate
5474          * the NET_IP_ALIGN==2 checking.  Therefore use an
5475          * unconditional IP align value of '2'.
5476          */
5477         ip_align = 2;
5478
5479         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(ip_align + reg->off + off));
5480         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
5481                 char tn_buf[48];
5482
5483                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5484                 verbose(env,
5485                         "misaligned packet access off %d+%s+%d+%d size %d\n",
5486                         ip_align, tn_buf, reg->off, off, size);
5487                 return -EACCES;
5488         }
5489
5490         return 0;
5491 }
5492
5493 static int check_generic_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
5494                                        const struct bpf_reg_state *reg,
5495                                        const char *pointer_desc,
5496                                        int off, int size, bool strict)
5497 {
5498         struct tnum reg_off;
5499
5500         /* Byte size accesses are always allowed. */
5501         if (!strict || size == 1)
5502                 return 0;
5503
5504         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(reg->off + off));
5505         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
5506                 char tn_buf[48];
5507
5508                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5509                 verbose(env, "misaligned %saccess off %s+%d+%d size %d\n",
5510                         pointer_desc, tn_buf, reg->off, off, size);
5511                 return -EACCES;
5512         }
5513
5514         return 0;
5515 }
5516
5517 static int check_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
5518                                const struct bpf_reg_state *reg, int off,
5519                                int size, bool strict_alignment_once)
5520 {
5521         bool strict = env->strict_alignment || strict_alignment_once;
5522         const char *pointer_desc = "";
5523
5524         switch (reg->type) {
5525         case PTR_TO_PACKET:
5526         case PTR_TO_PACKET_META:
5527                 /* Special case, because of NET_IP_ALIGN. Given metadata sits
5528                  * right in front, treat it the very same way.
5529                  */
5530                 return check_pkt_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict);
5531         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
5532                 pointer_desc = "flow keys ";
5533                 break;
5534         case PTR_TO_MAP_KEY:
5535                 pointer_desc = "key ";
5536                 break;
5537         case PTR_TO_MAP_VALUE:
5538                 pointer_desc = "value ";
5539                 break;
5540         case PTR_TO_CTX:
5541                 pointer_desc = "context ";
5542                 break;
5543         case PTR_TO_STACK:
5544                 pointer_desc = "stack ";
5545                 /* The stack spill tracking logic in check_stack_write_fixed_off()
5546                  * and check_stack_read_fixed_off() relies on stack accesses being
5547                  * aligned.
5548                  */
5549                 strict = true;
5550                 break;
5551         case PTR_TO_SOCKET:
5552                 pointer_desc = "sock ";
5553                 break;
5554         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
5555                 pointer_desc = "sock_common ";
5556                 break;
5557         case PTR_TO_TCP_SOCK:
5558                 pointer_desc = "tcp_sock ";
5559                 break;
5560         case PTR_TO_XDP_SOCK:
5561                 pointer_desc = "xdp_sock ";
5562                 break;
5563         default:
5564                 break;
5565         }
5566         return check_generic_ptr_alignment(env, reg, pointer_desc, off, size,
5567                                            strict);
5568 }
5569
5570 static int update_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
5571                               const struct bpf_func_state *func,
5572                               int off)
5573 {
5574         u16 stack = env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth;
5575
5576         if (stack >= -off)
5577                 return 0;
5578
5579         /* update known max for given subprogram */
5580         env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth = -off;
5581         return 0;
5582 }
5583
5584 /* starting from main bpf function walk all instructions of the function
5585  * and recursively walk all callees that given function can call.
5586  * Ignore jump and exit insns.
5587  * Since recursion is prevented by check_cfg() this algorithm
5588  * only needs a local stack of MAX_CALL_FRAMES to remember callsites
5589  */
5590 static int check_max_stack_depth_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
5591 {
5592         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
5593         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
5594         int depth = 0, frame = 0, i, subprog_end;
5595         bool tail_call_reachable = false;
5596         int ret_insn[MAX_CALL_FRAMES];
5597         int ret_prog[MAX_CALL_FRAMES];
5598         int j;
5599
5600         i = subprog[idx].start;
5601 process_func:
5602         /* protect against potential stack overflow that might happen when
5603          * bpf2bpf calls get combined with tailcalls. Limit the caller's stack
5604          * depth for such case down to 256 so that the worst case scenario
5605          * would result in 8k stack size (32 which is tailcall limit * 256 =
5606          * 8k).
5607          *
5608          * To get the idea what might happen, see an example:
5609          * func1 -> sub rsp, 128
5610          *  subfunc1 -> sub rsp, 256
5611          *  tailcall1 -> add rsp, 256
5612          *   func2 -> sub rsp, 192 (total stack size = 128 + 192 = 320)
5613          *   subfunc2 -> sub rsp, 64
5614          *   subfunc22 -> sub rsp, 128
5615          *   tailcall2 -> add rsp, 128
5616          *    func3 -> sub rsp, 32 (total stack size 128 + 192 + 64 + 32 = 416)
5617          *
5618          * tailcall will unwind the current stack frame but it will not get rid
5619          * of caller's stack as shown on the example above.
5620          */
5621         if (idx && subprog[idx].has_tail_call && depth >= 256) {
5622                 verbose(env,
5623                         "tail_calls are not allowed when call stack of previous frames is %d bytes. Too large\n",
5624                         depth);
5625                 return -EACCES;
5626         }
5627         /* round up to 32-bytes, since this is granularity
5628          * of interpreter stack size
5629          */
5630         depth += round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
5631         if (depth > MAX_BPF_STACK) {
5632                 verbose(env, "combined stack size of %d calls is %d. Too large\n",
5633                         frame + 1, depth);
5634                 return -EACCES;
5635         }
5636 continue_func:
5637         subprog_end = subprog[idx + 1].start;
5638         for (; i < subprog_end; i++) {
5639                 int next_insn, sidx;
5640
5641                 if (!bpf_pseudo_call(insn + i) && !bpf_pseudo_func(insn + i))
5642                         continue;
5643                 /* remember insn and function to return to */
5644                 ret_insn[frame] = i + 1;
5645                 ret_prog[frame] = idx;
5646
5647                 /* find the callee */
5648                 next_insn = i + insn[i].imm + 1;
5649                 sidx = find_subprog(env, next_insn);
5650                 if (sidx < 0) {
5651                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
5652                                   next_insn);
5653                         return -EFAULT;
5654                 }
5655                 if (subprog[sidx].is_async_cb) {
5656                         if (subprog[sidx].has_tail_call) {
5657                                 verbose(env, "verifier bug. subprog has tail_call and async cb\n");
5658                                 return -EFAULT;
5659                         }
5660                         /* async callbacks don't increase bpf prog stack size unless called directly */
5661                         if (!bpf_pseudo_call(insn + i))
5662                                 continue;
5663                 }
5664                 i = next_insn;
5665                 idx = sidx;
5666
5667                 if (subprog[idx].has_tail_call)
5668                         tail_call_reachable = true;
5669
5670                 frame++;
5671                 if (frame >= MAX_CALL_FRAMES) {
5672                         verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep !\n",
5673                                 frame);
5674                         return -E2BIG;
5675                 }
5676                 goto process_func;
5677         }
5678         /* if tail call got detected across bpf2bpf calls then mark each of the
5679          * currently present subprog frames as tail call reachable subprogs;
5680          * this info will be utilized by JIT so that we will be preserving the
5681          * tail call counter throughout bpf2bpf calls combined with tailcalls
5682          */
5683         if (tail_call_reachable)
5684                 for (j = 0; j < frame; j++)
5685                         subprog[ret_prog[j]].tail_call_reachable = true;
5686         if (subprog[0].tail_call_reachable)
5687                 env->prog->aux->tail_call_reachable = true;
5688
5689         /* end of for() loop means the last insn of the 'subprog'
5690          * was reached. Doesn't matter whether it was JA or EXIT
5691          */
5692         if (frame == 0)
5693                 return 0;
5694         depth -= round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
5695         frame--;
5696         i = ret_insn[frame];
5697         idx = ret_prog[frame];
5698         goto continue_func;
5699 }
5700
5701 static int check_max_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env)
5702 {
5703         struct bpf_subprog_info *si = env->subprog_info;
5704         int ret;
5705
5706         for (int i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
5707                 if (!i || si[i].is_async_cb) {
5708                         ret = check_max_stack_depth_subprog(env, i);
5709                         if (ret < 0)
5710                                 return ret;
5711                 }
5712                 continue;
5713         }
5714         return 0;
5715 }
5716
5717 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
5718 static int get_callee_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
5719                                   const struct bpf_insn *insn, int idx)
5720 {
5721         int start = idx + insn->imm + 1, subprog;
5722
5723         subprog = find_subprog(env, start);
5724         if (subprog < 0) {
5725                 WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
5726                           start);
5727                 return -EFAULT;
5728         }
5729         return env->subprog_info[subprog].stack_depth;
5730 }
5731 #endif
5732
5733 static int __check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
5734                                  const char *buf_info,
5735                                  const struct bpf_reg_state *reg,
5736                                  int regno, int off, int size)
5737 {
5738         if (off < 0) {
5739                 verbose(env,
5740                         "R%d invalid %s buffer access: off=%d, size=%d\n",
5741                         regno, buf_info, off, size);
5742                 return -EACCES;
5743         }
5744         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
5745                 char tn_buf[48];
5746
5747                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5748                 verbose(env,
5749                         "R%d invalid variable buffer offset: off=%d, var_off=%s\n",
5750                         regno, off, tn_buf);
5751                 return -EACCES;
5752         }
5753
5754         return 0;
5755 }
5756
5757 static int check_tp_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
5758                                   const struct bpf_reg_state *reg,
5759                                   int regno, int off, int size)
5760 {
5761         int err;
5762
5763         err = __check_buffer_access(env, "tracepoint", reg, regno, off, size);
5764         if (err)
5765                 return err;
5766
5767         if (off + size > env->prog->aux->max_tp_access)
5768                 env->prog->aux->max_tp_access = off + size;
5769
5770         return 0;
5771 }
5772
5773 static int check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
5774                                const struct bpf_reg_state *reg,
5775                                int regno, int off, int size,
5776                                bool zero_size_allowed,
5777                                u32 *max_access)
5778 {
5779         const char *buf_info = type_is_rdonly_mem(reg->type) ? "rdonly" : "rdwr";
5780         int err;
5781
5782         err = __check_buffer_access(env, buf_info, reg, regno, off, size);
5783         if (err)
5784                 return err;
5785
5786         if (off + size > *max_access)
5787                 *max_access = off + size;
5788
5789         return 0;
5790 }
5791
5792 /* BPF architecture zero extends alu32 ops into 64-bit registesr */
5793 static void zext_32_to_64(struct bpf_reg_state *reg)
5794 {
5795         reg->var_off = tnum_subreg(reg->var_off);
5796         __reg_assign_32_into_64(reg);
5797 }
5798
5799 /* truncate register to smaller size (in bytes)
5800  * must be called with size < BPF_REG_SIZE
5801  */
5802 static void coerce_reg_to_size(struct bpf_reg_state *reg, int size)
5803 {
5804         u64 mask;
5805
5806         /* clear high bits in bit representation */
5807         reg->var_off = tnum_cast(reg->var_off, size);
5808
5809         /* fix arithmetic bounds */
5810         mask = ((u64)1 << (size * 8)) - 1;
5811         if ((reg->umin_value & ~mask) == (reg->umax_value & ~mask)) {
5812                 reg->umin_value &= mask;
5813                 reg->umax_value &= mask;
5814         } else {
5815                 reg->umin_value = 0;
5816                 reg->umax_value = mask;
5817         }
5818         reg->smin_value = reg->umin_value;
5819         reg->smax_value = reg->umax_value;
5820
5821         /* If size is smaller than 32bit register the 32bit register
5822          * values are also truncated so we push 64-bit bounds into
5823          * 32-bit bounds. Above were truncated < 32-bits already.
5824          */
5825         if (size >= 4)
5826                 return;
5827         __reg_combine_64_into_32(reg);
5828 }
5829
5830 static bool bpf_map_is_rdonly(const struct bpf_map *map)
5831 {
5832         /* A map is considered read-only if the following condition are true:
5833          *
5834          * 1) BPF program side cannot change any of the map content. The
5835          *    BPF_F_RDONLY_PROG flag is throughout the lifetime of a map
5836          *    and was set at map creation time.
5837          * 2) The map value(s) have been initialized from user space by a
5838          *    loader and then "frozen", such that no new map update/delete
5839          *    operations from syscall side are possible for the rest of
5840          *    the map's lifetime from that point onwards.
5841          * 3) Any parallel/pending map update/delete operations from syscall
5842          *    side have been completed. Only after that point, it's safe to
5843          *    assume that map value(s) are immutable.
5844          */
5845         return (map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
5846                READ_ONCE(map->frozen) &&
5847                !bpf_map_write_active(map);
5848 }
5849
5850 static int bpf_map_direct_read(struct bpf_map *map, int off, int size, u64 *val)
5851 {
5852         void *ptr;
5853         u64 addr;
5854         int err;
5855
5856         err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
5857         if (err)
5858                 return err;
5859         ptr = (void *)(long)addr + off;
5860
5861         switch (size) {
5862         case sizeof(u8):
5863                 *val = (u64)*(u8 *)ptr;
5864                 break;
5865         case sizeof(u16):
5866                 *val = (u64)*(u16 *)ptr;
5867                 break;
5868         case sizeof(u32):
5869                 *val = (u64)*(u32 *)ptr;
5870                 break;
5871         case sizeof(u64):
5872                 *val = *(u64 *)ptr;
5873                 break;
5874         default:
5875                 return -EINVAL;
5876         }
5877         return 0;
5878 }
5879
5880 #define BTF_TYPE_SAFE_RCU(__type)  __PASTE(__type, __safe_rcu)
5881 #define BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(__type)  __PASTE(__type, __safe_rcu_or_null)
5882 #define BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(__type)  __PASTE(__type, __safe_trusted)
5883
5884 /*
5885  * Allow list few fields as RCU trusted or full trusted.
5886  * This logic doesn't allow mix tagging and will be removed once GCC supports
5887  * btf_type_tag.
5888  */
5889
5890 /* RCU trusted: these fields are trusted in RCU CS and never NULL */
5891 BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct task_struct) {
5892         const cpumask_t *cpus_ptr;
5893         struct css_set __rcu *cgroups;
5894         struct task_struct __rcu *real_parent;
5895         struct task_struct *group_leader;
5896 };
5897
5898 BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct cgroup) {
5899         /* cgrp->kn is always accessible as documented in kernel/cgroup/cgroup.c */
5900         struct kernfs_node *kn;
5901 };
5902
5903 BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct css_set) {
5904         struct cgroup *dfl_cgrp;
5905 };
5906
5907 /* RCU trusted: these fields are trusted in RCU CS and can be NULL */
5908 BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct mm_struct) {
5909         struct file __rcu *exe_file;
5910 };
5911
5912 /* skb->sk, req->sk are not RCU protected, but we mark them as such
5913  * because bpf prog accessible sockets are SOCK_RCU_FREE.
5914  */
5915 BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct sk_buff) {
5916         struct sock *sk;
5917 };
5918
5919 BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct request_sock) {
5920         struct sock *sk;
5921 };
5922
5923 /* full trusted: these fields are trusted even outside of RCU CS and never NULL */
5924 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter_meta) {
5925         struct seq_file *seq;
5926 };
5927
5928 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter__task) {
5929         struct bpf_iter_meta *meta;
5930         struct task_struct *task;
5931 };
5932
5933 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct linux_binprm) {
5934         struct file *file;
5935 };
5936
5937 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct file) {
5938         struct inode *f_inode;
5939 };
5940
5941 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct dentry) {
5942         /* no negative dentry-s in places where bpf can see it */
5943         struct inode *d_inode;
5944 };
5945
5946 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct socket) {
5947         struct sock *sk;
5948 };
5949
5950 static bool type_is_rcu(struct bpf_verifier_env *env,
5951                         struct bpf_reg_state *reg,
5952                         const char *field_name, u32 btf_id)
5953 {
5954         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct task_struct));
5955         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct cgroup));
5956         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct css_set));
5957
5958         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id, "__safe_rcu");
5959 }
5960
5961 static bool type_is_rcu_or_null(struct bpf_verifier_env *env,
5962                                 struct bpf_reg_state *reg,
5963                                 const char *field_name, u32 btf_id)
5964 {
5965         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct mm_struct));
5966         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct sk_buff));
5967         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct request_sock));
5968
5969         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id, "__safe_rcu_or_null");
5970 }
5971
5972 static bool type_is_trusted(struct bpf_verifier_env *env,
5973                             struct bpf_reg_state *reg,
5974                             const char *field_name, u32 btf_id)
5975 {
5976         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter_meta));
5977         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter__task));
5978         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct linux_binprm));
5979         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct file));
5980         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct dentry));
5981         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct socket));
5982
5983         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id, "__safe_trusted");
5984 }
5985
5986 static int check_ptr_to_btf_access(struct bpf_verifier_env *env,
5987                                    struct bpf_reg_state *regs,
5988                                    int regno, int off, int size,
5989                                    enum bpf_access_type atype,
5990                                    int value_regno)
5991 {
5992         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
5993         const struct btf_type *t = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
5994         const char *tname = btf_name_by_offset(reg->btf, t->name_off);
5995         const char *field_name = NULL;
5996         enum bpf_type_flag flag = 0;
5997         u32 btf_id = 0;
5998         int ret;
5999
6000         if (!env->allow_ptr_leaks) {
6001                 verbose(env,
6002                         "'struct %s' access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
6003                         tname);
6004                 return -EPERM;
6005         }
6006         if (!env->prog->gpl_compatible && btf_is_kernel(reg->btf)) {
6007                 verbose(env,
6008                         "Cannot access kernel 'struct %s' from non-GPL compatible program\n",
6009                         tname);
6010                 return -EINVAL;
6011         }
6012         if (off < 0) {
6013                 verbose(env,
6014                         "R%d is ptr_%s invalid negative access: off=%d\n",
6015                         regno, tname, off);
6016                 return -EACCES;
6017         }
6018         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
6019                 char tn_buf[48];
6020
6021                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6022                 verbose(env,
6023                         "R%d is ptr_%s invalid variable offset: off=%d, var_off=%s\n",
6024                         regno, tname, off, tn_buf);
6025                 return -EACCES;
6026         }
6027
6028         if (reg->type & MEM_USER) {
6029                 verbose(env,
6030                         "R%d is ptr_%s access user memory: off=%d\n",
6031                         regno, tname, off);
6032                 return -EACCES;
6033         }
6034
6035         if (reg->type & MEM_PERCPU) {
6036                 verbose(env,
6037                         "R%d is ptr_%s access percpu memory: off=%d\n",
6038                         regno, tname, off);
6039                 return -EACCES;
6040         }
6041
6042         if (env->ops->btf_struct_access && !type_is_alloc(reg->type) && atype == BPF_WRITE) {
6043                 if (!btf_is_kernel(reg->btf)) {
6044                         verbose(env, "verifier internal error: reg->btf must be kernel btf\n");
6045                         return -EFAULT;
6046                 }
6047                 ret = env->ops->btf_struct_access(&env->log, reg, off, size);
6048         } else {
6049                 /* Writes are permitted with default btf_struct_access for
6050                  * program allocated objects (which always have ref_obj_id > 0),
6051                  * but not for untrusted PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC.
6052                  */
6053                 if (atype != BPF_READ && !type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
6054                         verbose(env, "only read is supported\n");
6055                         return -EACCES;
6056                 }
6057
6058                 if (type_is_alloc(reg->type) && !type_is_non_owning_ref(reg->type) &&
6059                     !reg->ref_obj_id) {
6060                         verbose(env, "verifier internal error: ref_obj_id for allocated object must be non-zero\n");
6061                         return -EFAULT;
6062                 }
6063
6064                 ret = btf_struct_access(&env->log, reg, off, size, atype, &btf_id, &flag, &field_name);
6065         }
6066
6067         if (ret < 0)
6068                 return ret;
6069
6070         if (ret != PTR_TO_BTF_ID) {
6071                 /* just mark; */
6072
6073         } else if (type_flag(reg->type) & PTR_UNTRUSTED) {
6074                 /* If this is an untrusted pointer, all pointers formed by walking it
6075                  * also inherit the untrusted flag.
6076                  */
6077                 flag = PTR_UNTRUSTED;
6078
6079         } else if (is_trusted_reg(reg) || is_rcu_reg(reg)) {
6080                 /* By default any pointer obtained from walking a trusted pointer is no
6081                  * longer trusted, unless the field being accessed has explicitly been
6082                  * marked as inheriting its parent's state of trust (either full or RCU).
6083                  * For example:
6084                  * 'cgroups' pointer is untrusted if task->cgroups dereference
6085                  * happened in a sleepable program outside of bpf_rcu_read_lock()
6086                  * section. In a non-sleepable program it's trusted while in RCU CS (aka MEM_RCU).
6087                  * Note bpf_rcu_read_unlock() converts MEM_RCU pointers to PTR_UNTRUSTED.
6088                  *
6089                  * A regular RCU-protected pointer with __rcu tag can also be deemed
6090                  * trusted if we are in an RCU CS. Such pointer can be NULL.
6091                  */
6092                 if (type_is_trusted(env, reg, field_name, btf_id)) {
6093                         flag |= PTR_TRUSTED;
6094                 } else if (in_rcu_cs(env) && !type_may_be_null(reg->type)) {
6095                         if (type_is_rcu(env, reg, field_name, btf_id)) {
6096                                 /* ignore __rcu tag and mark it MEM_RCU */
6097                                 flag |= MEM_RCU;
6098                         } else if (flag & MEM_RCU ||
6099                                    type_is_rcu_or_null(env, reg, field_name, btf_id)) {
6100                                 /* __rcu tagged pointers can be NULL */
6101                                 flag |= MEM_RCU | PTR_MAYBE_NULL;
6102
6103                                 /* We always trust them */
6104                                 if (type_is_rcu_or_null(env, reg, field_name, btf_id) &&
6105                                     flag & PTR_UNTRUSTED)
6106                                         flag &= ~PTR_UNTRUSTED;
6107                         } else if (flag & (MEM_PERCPU | MEM_USER)) {
6108                                 /* keep as-is */
6109                         } else {
6110                                 /* walking unknown pointers yields old deprecated PTR_TO_BTF_ID */
6111                                 clear_trusted_flags(&flag);
6112                         }
6113                 } else {
6114                         /*
6115                          * If not in RCU CS or MEM_RCU pointer can be NULL then
6116                          * aggressively mark as untrusted otherwise such
6117                          * pointers will be plain PTR_TO_BTF_ID without flags
6118                          * and will be allowed to be passed into helpers for
6119                          * compat reasons.
6120                          */
6121                         flag = PTR_UNTRUSTED;
6122                 }
6123         } else {
6124                 /* Old compat. Deprecated */
6125                 clear_trusted_flags(&flag);
6126         }
6127
6128         if (atype == BPF_READ && value_regno >= 0)
6129                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, reg->btf, btf_id, flag);
6130
6131         return 0;
6132 }
6133
6134 static int check_ptr_to_map_access(struct bpf_verifier_env *env,
6135                                    struct bpf_reg_state *regs,
6136                                    int regno, int off, int size,
6137                                    enum bpf_access_type atype,
6138                                    int value_regno)
6139 {
6140         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6141         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
6142         struct bpf_reg_state map_reg;
6143         enum bpf_type_flag flag = 0;
6144         const struct btf_type *t;
6145         const char *tname;
6146         u32 btf_id;
6147         int ret;
6148
6149         if (!btf_vmlinux) {
6150                 verbose(env, "map_ptr access not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
6151                 return -ENOTSUPP;
6152         }
6153
6154         if (!map->ops->map_btf_id || !*map->ops->map_btf_id) {
6155                 verbose(env, "map_ptr access not supported for map type %d\n",
6156                         map->map_type);
6157                 return -ENOTSUPP;
6158         }
6159
6160         t = btf_type_by_id(btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id);
6161         tname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
6162
6163         if (!env->allow_ptr_leaks) {
6164                 verbose(env,
6165                         "'struct %s' access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
6166                         tname);
6167                 return -EPERM;
6168         }
6169
6170         if (off < 0) {
6171                 verbose(env, "R%d is %s invalid negative access: off=%d\n",
6172                         regno, tname, off);
6173                 return -EACCES;
6174         }
6175
6176         if (atype != BPF_READ) {
6177                 verbose(env, "only read from %s is supported\n", tname);
6178                 return -EACCES;
6179         }
6180
6181         /* Simulate access to a PTR_TO_BTF_ID */
6182         memset(&map_reg, 0, sizeof(map_reg));
6183         mark_btf_ld_reg(env, &map_reg, 0, PTR_TO_BTF_ID, btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id, 0);
6184         ret = btf_struct_access(&env->log, &map_reg, off, size, atype, &btf_id, &flag, NULL);
6185         if (ret < 0)
6186                 return ret;
6187
6188         if (value_regno >= 0)
6189                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, btf_vmlinux, btf_id, flag);
6190
6191         return 0;
6192 }
6193
6194 /* Check that the stack access at the given offset is within bounds. The
6195  * maximum valid offset is -1.
6196  *
6197  * The minimum valid offset is -MAX_BPF_STACK for writes, and
6198  * -state->allocated_stack for reads.
6199  */
6200 static int check_stack_slot_within_bounds(int off,
6201                                           struct bpf_func_state *state,
6202                                           enum bpf_access_type t)
6203 {
6204         int min_valid_off;
6205
6206         if (t == BPF_WRITE)
6207                 min_valid_off = -MAX_BPF_STACK;
6208         else
6209                 min_valid_off = -state->allocated_stack;
6210
6211         if (off < min_valid_off || off > -1)
6212                 return -EACCES;
6213         return 0;
6214 }
6215
6216 /* Check that the stack access at 'regno + off' falls within the maximum stack
6217  * bounds.
6218  *
6219  * 'off' includes `regno->offset`, but not its dynamic part (if any).
6220  */
6221 static int check_stack_access_within_bounds(
6222                 struct bpf_verifier_env *env,
6223                 int regno, int off, int access_size,
6224                 enum bpf_access_src src, enum bpf_access_type type)
6225 {
6226         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
6227         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6228         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
6229         int min_off, max_off;
6230         int err;
6231         char *err_extra;
6232
6233         if (src == ACCESS_HELPER)
6234                 /* We don't know if helpers are reading or writing (or both). */
6235                 err_extra = " indirect access to";
6236         else if (type == BPF_READ)
6237                 err_extra = " read from";
6238         else
6239                 err_extra = " write to";
6240
6241         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6242                 min_off = reg->var_off.value + off;
6243                 if (access_size > 0)
6244                         max_off = min_off + access_size - 1;
6245                 else
6246                         max_off = min_off;
6247         } else {
6248                 if (reg->smax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF ||
6249                     reg->smin_value <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
6250                         verbose(env, "invalid unbounded variable-offset%s stack R%d\n",
6251                                 err_extra, regno);
6252                         return -EACCES;
6253                 }
6254                 min_off = reg->smin_value + off;
6255                 if (access_size > 0)
6256                         max_off = reg->smax_value + off + access_size - 1;
6257                 else
6258                         max_off = min_off;
6259         }
6260
6261         err = check_stack_slot_within_bounds(min_off, state, type);
6262         if (!err)
6263                 err = check_stack_slot_within_bounds(max_off, state, type);
6264
6265         if (err) {
6266                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6267                         verbose(env, "invalid%s stack R%d off=%d size=%d\n",
6268                                 err_extra, regno, off, access_size);
6269                 } else {
6270                         char tn_buf[48];
6271
6272                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6273                         verbose(env, "invalid variable-offset%s stack R%d var_off=%s size=%d\n",
6274                                 err_extra, regno, tn_buf, access_size);
6275                 }
6276         }
6277         return err;
6278 }
6279
6280 /* check whether memory at (regno + off) is accessible for t = (read | write)
6281  * if t==write, value_regno is a register which value is stored into memory
6282  * if t==read, value_regno is a register which will receive the value from memory
6283  * if t==write && value_regno==-1, some unknown value is stored into memory
6284  * if t==read && value_regno==-1, don't care what we read from memory
6285  */
6286 static int check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, u32 regno,
6287                             int off, int bpf_size, enum bpf_access_type t,
6288                             int value_regno, bool strict_alignment_once)
6289 {
6290         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
6291         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6292         struct bpf_func_state *state;
6293         int size, err = 0;
6294
6295         size = bpf_size_to_bytes(bpf_size);
6296         if (size < 0)
6297                 return size;
6298
6299         /* alignment checks will add in reg->off themselves */
6300         err = check_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict_alignment_once);
6301         if (err)
6302                 return err;
6303
6304         /* for access checks, reg->off is just part of off */
6305         off += reg->off;
6306
6307         if (reg->type == PTR_TO_MAP_KEY) {
6308                 if (t == BPF_WRITE) {
6309                         verbose(env, "write to change key R%d not allowed\n", regno);
6310                         return -EACCES;
6311                 }
6312
6313                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
6314                                               reg->map_ptr->key_size, false);
6315                 if (err)
6316                         return err;
6317                 if (value_regno >= 0)
6318                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6319         } else if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
6320                 struct btf_field *kptr_field = NULL;
6321
6322                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6323                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6324                         verbose(env, "R%d leaks addr into map\n", value_regno);
6325                         return -EACCES;
6326                 }
6327                 err = check_map_access_type(env, regno, off, size, t);
6328                 if (err)
6329                         return err;
6330                 err = check_map_access(env, regno, off, size, false, ACCESS_DIRECT);
6331                 if (err)
6332                         return err;
6333                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
6334                         kptr_field = btf_record_find(reg->map_ptr->record,
6335                                                      off + reg->var_off.value, BPF_KPTR);
6336                 if (kptr_field) {
6337                         err = check_map_kptr_access(env, regno, value_regno, insn_idx, kptr_field);
6338                 } else if (t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
6339                         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
6340
6341                         /* if map is read-only, track its contents as scalars */
6342                         if (tnum_is_const(reg->var_off) &&
6343                             bpf_map_is_rdonly(map) &&
6344                             map->ops->map_direct_value_addr) {
6345                                 int map_off = off + reg->var_off.value;
6346                                 u64 val = 0;
6347
6348                                 err = bpf_map_direct_read(map, map_off, size,
6349                                                           &val);
6350                                 if (err)
6351                                         return err;
6352
6353                                 regs[value_regno].type = SCALAR_VALUE;
6354                                 __mark_reg_known(&regs[value_regno], val);
6355                         } else {
6356                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6357                         }
6358                 }
6359         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_MEM) {
6360                 bool rdonly_mem = type_is_rdonly_mem(reg->type);
6361
6362                 if (type_may_be_null(reg->type)) {
6363                         verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
6364                                 reg_type_str(env, reg->type));
6365                         return -EACCES;
6366                 }
6367
6368                 if (t == BPF_WRITE && rdonly_mem) {
6369                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
6370                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
6371                         return -EACCES;
6372                 }
6373
6374                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6375                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6376                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", value_regno);
6377                         return -EACCES;
6378                 }
6379
6380                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
6381                                               reg->mem_size, false);
6382                 if (!err && value_regno >= 0 && (t == BPF_READ || rdonly_mem))
6383                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6384         } else if (reg->type == PTR_TO_CTX) {
6385                 enum bpf_reg_type reg_type = SCALAR_VALUE;
6386                 struct btf *btf = NULL;
6387                 u32 btf_id = 0;
6388
6389                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6390                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6391                         verbose(env, "R%d leaks addr into ctx\n", value_regno);
6392                         return -EACCES;
6393                 }
6394
6395                 err = check_ptr_off_reg(env, reg, regno);
6396                 if (err < 0)
6397                         return err;
6398
6399                 err = check_ctx_access(env, insn_idx, off, size, t, &reg_type, &btf,
6400                                        &btf_id);
6401                 if (err)
6402                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
6403                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
6404                         /* ctx access returns either a scalar, or a
6405                          * PTR_TO_PACKET[_META,_END]. In the latter
6406                          * case, we know the offset is zero.
6407                          */
6408                         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
6409                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6410                         } else {
6411                                 mark_reg_known_zero(env, regs,
6412                                                     value_regno);
6413                                 if (type_may_be_null(reg_type))
6414                                         regs[value_regno].id = ++env->id_gen;
6415                                 /* A load of ctx field could have different
6416                                  * actual load size with the one encoded in the
6417                                  * insn. When the dst is PTR, it is for sure not
6418                                  * a sub-register.
6419                                  */
6420                                 regs[value_regno].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
6421                                 if (base_type(reg_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
6422                                         regs[value_regno].btf = btf;
6423                                         regs[value_regno].btf_id = btf_id;
6424                                 }
6425                         }
6426                         regs[value_regno].type = reg_type;
6427                 }
6428
6429         } else if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
6430                 /* Basic bounds checks. */
6431                 err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, size, ACCESS_DIRECT, t);
6432                 if (err)
6433                         return err;
6434
6435                 state = func(env, reg);
6436                 err = update_stack_depth(env, state, off);
6437                 if (err)
6438                         return err;
6439
6440                 if (t == BPF_READ)
6441                         err = check_stack_read(env, regno, off, size,
6442                                                value_regno);
6443                 else
6444                         err = check_stack_write(env, regno, off, size,
6445                                                 value_regno, insn_idx);
6446         } else if (reg_is_pkt_pointer(reg)) {
6447                 if (t == BPF_WRITE && !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, t)) {
6448                         verbose(env, "cannot write into packet\n");
6449                         return -EACCES;
6450                 }
6451                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6452                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6453                         verbose(env, "R%d leaks addr into packet\n",
6454                                 value_regno);
6455                         return -EACCES;
6456                 }
6457                 err = check_packet_access(env, regno, off, size, false);
6458                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
6459                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6460         } else if (reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS) {
6461                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6462                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6463                         verbose(env, "R%d leaks addr into flow keys\n",
6464                                 value_regno);
6465                         return -EACCES;
6466                 }
6467
6468                 err = check_flow_keys_access(env, off, size);
6469                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
6470                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6471         } else if (type_is_sk_pointer(reg->type)) {
6472                 if (t == BPF_WRITE) {
6473                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
6474                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
6475                         return -EACCES;
6476                 }
6477                 err = check_sock_access(env, insn_idx, regno, off, size, t);
6478                 if (!err && value_regno >= 0)
6479                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6480         } else if (reg->type == PTR_TO_TP_BUFFER) {
6481                 err = check_tp_buffer_access(env, reg, regno, off, size);
6482                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
6483                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6484         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID &&
6485                    !type_may_be_null(reg->type)) {
6486                 err = check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, off, size, t,
6487                                               value_regno);
6488         } else if (reg->type == CONST_PTR_TO_MAP) {
6489                 err = check_ptr_to_map_access(env, regs, regno, off, size, t,
6490                                               value_regno);
6491         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BUF) {
6492                 bool rdonly_mem = type_is_rdonly_mem(reg->type);
6493                 u32 *max_access;
6494
6495                 if (rdonly_mem) {
6496                         if (t == BPF_WRITE) {
6497                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
6498                                         regno, reg_type_str(env, reg->type));
6499                                 return -EACCES;
6500                         }
6501                         max_access = &env->prog->aux->max_rdonly_access;
6502                 } else {
6503                         max_access = &env->prog->aux->max_rdwr_access;
6504                 }
6505
6506                 err = check_buffer_access(env, reg, regno, off, size, false,
6507                                           max_access);
6508
6509                 if (!err && value_regno >= 0 && (rdonly_mem || t == BPF_READ))
6510                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6511         } else {
6512                 verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
6513                         reg_type_str(env, reg->type));
6514                 return -EACCES;
6515         }
6516
6517         if (!err && size < BPF_REG_SIZE && value_regno >= 0 && t == BPF_READ &&
6518             regs[value_regno].type == SCALAR_VALUE) {
6519                 /* b/h/w load zero-extends, mark upper bits as known 0 */
6520                 coerce_reg_to_size(&regs[value_regno], size);
6521         }
6522         return err;
6523 }
6524
6525 static int check_atomic(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, struct bpf_insn *insn)
6526 {
6527         int load_reg;
6528         int err;
6529
6530         switch (insn->imm) {
6531         case BPF_ADD:
6532         case BPF_ADD | BPF_FETCH:
6533         case BPF_AND:
6534         case BPF_AND | BPF_FETCH:
6535         case BPF_OR:
6536         case BPF_OR | BPF_FETCH:
6537         case BPF_XOR:
6538         case BPF_XOR | BPF_FETCH:
6539         case BPF_XCHG:
6540         case BPF_CMPXCHG:
6541                 break;
6542         default:
6543                 verbose(env, "BPF_ATOMIC uses invalid atomic opcode %02x\n", insn->imm);
6544                 return -EINVAL;
6545         }
6546
6547         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_W && BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
6548                 verbose(env, "invalid atomic operand size\n");
6549                 return -EINVAL;
6550         }
6551
6552         /* check src1 operand */
6553         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
6554         if (err)
6555                 return err;
6556
6557         /* check src2 operand */
6558         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
6559         if (err)
6560                 return err;
6561
6562         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG) {
6563                 /* Check comparison of R0 with memory location */
6564                 const u32 aux_reg = BPF_REG_0;
6565
6566                 err = check_reg_arg(env, aux_reg, SRC_OP);
6567                 if (err)
6568                         return err;
6569
6570                 if (is_pointer_value(env, aux_reg)) {
6571                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", aux_reg);
6572                         return -EACCES;
6573                 }
6574         }
6575
6576         if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
6577                 verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", insn->src_reg);
6578                 return -EACCES;
6579         }
6580
6581         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg) ||
6582             is_pkt_reg(env, insn->dst_reg) ||
6583             is_flow_key_reg(env, insn->dst_reg) ||
6584             is_sk_reg(env, insn->dst_reg)) {
6585                 verbose(env, "BPF_ATOMIC stores into R%d %s is not allowed\n",
6586                         insn->dst_reg,
6587                         reg_type_str(env, reg_state(env, insn->dst_reg)->type));
6588                 return -EACCES;
6589         }
6590
6591         if (insn->imm & BPF_FETCH) {
6592                 if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
6593                         load_reg = BPF_REG_0;
6594                 else
6595                         load_reg = insn->src_reg;
6596
6597                 /* check and record load of old value */
6598                 err = check_reg_arg(env, load_reg, DST_OP);
6599                 if (err)
6600                         return err;
6601         } else {
6602                 /* This instruction accesses a memory location but doesn't
6603                  * actually load it into a register.
6604                  */
6605                 load_reg = -1;
6606         }
6607
6608         /* Check whether we can read the memory, with second call for fetch
6609          * case to simulate the register fill.
6610          */
6611         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
6612                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, -1, true);
6613         if (!err && load_reg >= 0)
6614                 err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
6615                                        BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, load_reg,
6616                                        true);
6617         if (err)
6618                 return err;
6619
6620         /* Check whether we can write into the same memory. */
6621         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
6622                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_WRITE, -1, true);
6623         if (err)
6624                 return err;
6625
6626         return 0;
6627 }
6628
6629 /* When register 'regno' is used to read the stack (either directly or through
6630  * a helper function) make sure that it's within stack boundary and, depending
6631  * on the access type, that all elements of the stack are initialized.
6632  *
6633  * 'off' includes 'regno->off', but not its dynamic part (if any).
6634  *
6635  * All registers that have been spilled on the stack in the slots within the
6636  * read offsets are marked as read.
6637  */
6638 static int check_stack_range_initialized(
6639                 struct bpf_verifier_env *env, int regno, int off,
6640                 int access_size, bool zero_size_allowed,
6641                 enum bpf_access_src type, struct bpf_call_arg_meta *meta)
6642 {
6643         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
6644         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
6645         int err, min_off, max_off, i, j, slot, spi;
6646         char *err_extra = type == ACCESS_HELPER ? " indirect" : "";
6647         enum bpf_access_type bounds_check_type;
6648         /* Some accesses can write anything into the stack, others are
6649          * read-only.
6650          */
6651         bool clobber = false;
6652
6653         if (access_size == 0 && !zero_size_allowed) {
6654                 verbose(env, "invalid zero-sized read\n");
6655                 return -EACCES;
6656         }
6657
6658         if (type == ACCESS_HELPER) {
6659                 /* The bounds checks for writes are more permissive than for
6660                  * reads. However, if raw_mode is not set, we'll do extra
6661                  * checks below.
6662                  */
6663                 bounds_check_type = BPF_WRITE;
6664                 clobber = true;
6665         } else {
6666                 bounds_check_type = BPF_READ;
6667         }
6668         err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, access_size,
6669                                                type, bounds_check_type);
6670         if (err)
6671                 return err;
6672
6673
6674         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6675                 min_off = max_off = reg->var_off.value + off;
6676         } else {
6677                 /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for
6678                  * simplicity since it requires corresponding support in
6679                  * Spectre masking for stack ALU.
6680                  * See also retrieve_ptr_limit().
6681                  */
6682                 if (!env->bypass_spec_v1) {
6683                         char tn_buf[48];
6684
6685                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6686                         verbose(env, "R%d%s variable offset stack access prohibited for !root, var_off=%s\n",
6687                                 regno, err_extra, tn_buf);
6688                         return -EACCES;
6689                 }
6690                 /* Only initialized buffer on stack is allowed to be accessed
6691                  * with variable offset. With uninitialized buffer it's hard to
6692                  * guarantee that whole memory is marked as initialized on
6693                  * helper return since specific bounds are unknown what may
6694                  * cause uninitialized stack leaking.
6695                  */
6696                 if (meta && meta->raw_mode)
6697                         meta = NULL;
6698
6699                 min_off = reg->smin_value + off;
6700                 max_off = reg->smax_value + off;
6701         }
6702
6703         if (meta && meta->raw_mode) {
6704                 /* Ensure we won't be overwriting dynptrs when simulating byte
6705                  * by byte access in check_helper_call using meta.access_size.
6706                  * This would be a problem if we have a helper in the future
6707                  * which takes:
6708                  *
6709                  *      helper(uninit_mem, len, dynptr)
6710                  *
6711                  * Now, uninint_mem may overlap with dynptr pointer. Hence, it
6712                  * may end up writing to dynptr itself when touching memory from
6713                  * arg 1. This can be relaxed on a case by case basis for known
6714                  * safe cases, but reject due to the possibilitiy of aliasing by
6715                  * default.
6716                  */
6717                 for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
6718                         int stack_off = -i - 1;
6719
6720                         spi = __get_spi(i);
6721                         /* raw_mode may write past allocated_stack */
6722                         if (state->allocated_stack <= stack_off)
6723                                 continue;
6724                         if (state->stack[spi].slot_type[stack_off % BPF_REG_SIZE] == STACK_DYNPTR) {
6725                                 verbose(env, "potential write to dynptr at off=%d disallowed\n", i);
6726                                 return -EACCES;
6727                         }
6728                 }
6729                 meta->access_size = access_size;
6730                 meta->regno = regno;
6731                 return 0;
6732         }
6733
6734         for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
6735                 u8 *stype;
6736
6737                 slot = -i - 1;
6738                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
6739                 if (state->allocated_stack <= slot)
6740                         goto err;
6741                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
6742                 if (*stype == STACK_MISC)
6743                         goto mark;
6744                 if ((*stype == STACK_ZERO) ||
6745                     (*stype == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)) {
6746                         if (clobber) {
6747                                 /* helper can write anything into the stack */
6748                                 *stype = STACK_MISC;
6749                         }
6750                         goto mark;
6751                 }
6752
6753                 if (is_spilled_reg(&state->stack[spi]) &&
6754                     (state->stack[spi].spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE ||
6755                      env->allow_ptr_leaks)) {
6756                         if (clobber) {
6757                                 __mark_reg_unknown(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
6758                                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
6759                                         scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[j]);
6760                         }
6761                         goto mark;
6762                 }
6763
6764 err:
6765                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6766                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d off %d+%d size %d\n",
6767                                 err_extra, regno, min_off, i - min_off, access_size);
6768                 } else {
6769                         char tn_buf[48];
6770
6771                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6772                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d var_off %s+%d size %d\n",
6773                                 err_extra, regno, tn_buf, i - min_off, access_size);
6774                 }
6775                 return -EACCES;
6776 mark:
6777                 /* reading any byte out of 8-byte 'spill_slot' will cause
6778                  * the whole slot to be marked as 'read'
6779                  */
6780                 mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
6781                               state->stack[spi].spilled_ptr.parent,
6782                               REG_LIVE_READ64);
6783                 /* We do not set REG_LIVE_WRITTEN for stack slot, as we can not
6784                  * be sure that whether stack slot is written to or not. Hence,
6785                  * we must still conservatively propagate reads upwards even if
6786                  * helper may write to the entire memory range.
6787                  */
6788         }
6789         return update_stack_depth(env, state, min_off);
6790 }
6791
6792 static int check_helper_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
6793                                    int access_size, bool zero_size_allowed,
6794                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
6795 {
6796         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
6797         u32 *max_access;
6798
6799         switch (base_type(reg->type)) {
6800         case PTR_TO_PACKET:
6801         case PTR_TO_PACKET_META:
6802                 return check_packet_access(env, regno, reg->off, access_size,
6803                                            zero_size_allowed);
6804         case PTR_TO_MAP_KEY:
6805                 if (meta && meta->raw_mode) {
6806                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
6807                                 reg_type_str(env, reg->type));
6808                         return -EACCES;
6809                 }
6810                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off, access_size,
6811                                                reg->map_ptr->key_size, false);
6812         case PTR_TO_MAP_VALUE:
6813                 if (check_map_access_type(env, regno, reg->off, access_size,
6814                                           meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE :
6815                                           BPF_READ))
6816                         return -EACCES;
6817                 return check_map_access(env, regno, reg->off, access_size,
6818                                         zero_size_allowed, ACCESS_HELPER);
6819         case PTR_TO_MEM:
6820                 if (type_is_rdonly_mem(reg->type)) {
6821                         if (meta && meta->raw_mode) {
6822                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
6823                                         reg_type_str(env, reg->type));
6824                                 return -EACCES;
6825                         }
6826                 }
6827                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off,
6828                                                access_size, reg->mem_size,
6829                                                zero_size_allowed);
6830         case PTR_TO_BUF:
6831                 if (type_is_rdonly_mem(reg->type)) {
6832                         if (meta && meta->raw_mode) {
6833                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
6834                                         reg_type_str(env, reg->type));
6835                                 return -EACCES;
6836                         }
6837
6838                         max_access = &env->prog->aux->max_rdonly_access;
6839                 } else {
6840                         max_access = &env->prog->aux->max_rdwr_access;
6841                 }
6842                 return check_buffer_access(env, reg, regno, reg->off,
6843                                            access_size, zero_size_allowed,
6844                                            max_access);
6845         case PTR_TO_STACK:
6846                 return check_stack_range_initialized(
6847                                 env,
6848                                 regno, reg->off, access_size,
6849                                 zero_size_allowed, ACCESS_HELPER, meta);
6850         case PTR_TO_BTF_ID:
6851                 return check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, reg->off,
6852                                                access_size, BPF_READ, -1);
6853         case PTR_TO_CTX:
6854                 /* in case the function doesn't know how to access the context,
6855                  * (because we are in a program of type SYSCALL for example), we
6856                  * can not statically check its size.
6857                  * Dynamically check it now.
6858                  */
6859                 if (!env->ops->convert_ctx_access) {
6860                         enum bpf_access_type atype = meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE : BPF_READ;
6861                         int offset = access_size - 1;
6862
6863                         /* Allow zero-byte read from PTR_TO_CTX */
6864                         if (access_size == 0)
6865                                 return zero_size_allowed ? 0 : -EACCES;
6866
6867                         return check_mem_access(env, env->insn_idx, regno, offset, BPF_B,
6868                                                 atype, -1, false);
6869                 }
6870
6871                 fallthrough;
6872         default: /* scalar_value or invalid ptr */
6873                 /* Allow zero-byte read from NULL, regardless of pointer type */
6874                 if (zero_size_allowed && access_size == 0 &&
6875                     register_is_null(reg))
6876                         return 0;
6877
6878                 verbose(env, "R%d type=%s ", regno,
6879                         reg_type_str(env, reg->type));
6880                 verbose(env, "expected=%s\n", reg_type_str(env, PTR_TO_STACK));
6881                 return -EACCES;
6882         }
6883 }
6884
6885 static int check_mem_size_reg(struct bpf_verifier_env *env,
6886                               struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
6887                               bool zero_size_allowed,
6888                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
6889 {
6890         int err;
6891
6892         /* This is used to refine r0 return value bounds for helpers
6893          * that enforce this value as an upper bound on return values.
6894          * See do_refine_retval_range() for helpers that can refine
6895          * the return value. C type of helper is u32 so we pull register
6896          * bound from umax_value however, if negative verifier errors
6897          * out. Only upper bounds can be learned because retval is an
6898          * int type and negative retvals are allowed.
6899          */
6900         meta->msize_max_value = reg->umax_value;
6901
6902         /* The register is SCALAR_VALUE; the access check
6903          * happens using its boundaries.
6904          */
6905         if (!tnum_is_const(reg->var_off))
6906                 /* For unprivileged variable accesses, disable raw
6907                  * mode so that the program is required to
6908                  * initialize all the memory that the helper could
6909                  * just partially fill up.
6910                  */
6911                 meta = NULL;
6912
6913         if (reg->smin_value < 0) {
6914                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned or 'var &= const'\n",
6915                         regno);
6916                 return -EACCES;
6917         }
6918
6919         if (reg->umin_value == 0) {
6920                 err = check_helper_mem_access(env, regno - 1, 0,
6921                                               zero_size_allowed,
6922                                               meta);
6923                 if (err)
6924                         return err;
6925         }
6926
6927         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_SIZ) {
6928                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, use 'var &= const' or 'if (var < const)'\n",
6929                         regno);
6930                 return -EACCES;
6931         }
6932         err = check_helper_mem_access(env, regno - 1,
6933                                       reg->umax_value,
6934                                       zero_size_allowed, meta);
6935         if (!err)
6936                 err = mark_chain_precision(env, regno);
6937         return err;
6938 }
6939
6940 int check_mem_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
6941                    u32 regno, u32 mem_size)
6942 {
6943         bool may_be_null = type_may_be_null(reg->type);
6944         struct bpf_reg_state saved_reg;
6945         struct bpf_call_arg_meta meta;
6946         int err;
6947
6948         if (register_is_null(reg))
6949                 return 0;
6950
6951         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
6952         /* Assuming that the register contains a value check if the memory
6953          * access is safe. Temporarily save and restore the register's state as
6954          * the conversion shouldn't be visible to a caller.
6955          */
6956         if (may_be_null) {
6957                 saved_reg = *reg;
6958                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
6959         }
6960
6961         err = check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, &meta);
6962         /* Check access for BPF_WRITE */
6963         meta.raw_mode = true;
6964         err = err ?: check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, &meta);
6965
6966         if (may_be_null)
6967                 *reg = saved_reg;
6968
6969         return err;
6970 }
6971
6972 static int check_kfunc_mem_size_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
6973                                     u32 regno)
6974 {
6975         struct bpf_reg_state *mem_reg = &cur_regs(env)[regno - 1];
6976         bool may_be_null = type_may_be_null(mem_reg->type);
6977         struct bpf_reg_state saved_reg;
6978         struct bpf_call_arg_meta meta;
6979         int err;
6980
6981         WARN_ON_ONCE(regno < BPF_REG_2 || regno > BPF_REG_5);
6982
6983         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
6984
6985         if (may_be_null) {
6986                 saved_reg = *mem_reg;
6987                 mark_ptr_not_null_reg(mem_reg);
6988         }
6989
6990         err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, &meta);
6991         /* Check access for BPF_WRITE */
6992         meta.raw_mode = true;
6993         err = err ?: check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, &meta);
6994
6995         if (may_be_null)
6996                 *mem_reg = saved_reg;
6997         return err;
6998 }
6999
7000 /* Implementation details:
7001  * bpf_map_lookup returns PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL.
7002  * bpf_obj_new returns PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | PTR_MAYBE_NULL.
7003  * Two bpf_map_lookups (even with the same key) will have different reg->id.
7004  * Two separate bpf_obj_new will also have different reg->id.
7005  * For traditional PTR_TO_MAP_VALUE or PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC, the verifier
7006  * clears reg->id after value_or_null->value transition, since the verifier only
7007  * cares about the range of access to valid map value pointer and doesn't care
7008  * about actual address of the map element.
7009  * For maps with 'struct bpf_spin_lock' inside map value the verifier keeps
7010  * reg->id > 0 after value_or_null->value transition. By doing so
7011  * two bpf_map_lookups will be considered two different pointers that
7012  * point to different bpf_spin_locks. Likewise for pointers to allocated objects
7013  * returned from bpf_obj_new.
7014  * The verifier allows taking only one bpf_spin_lock at a time to avoid
7015  * dead-locks.
7016  * Since only one bpf_spin_lock is allowed the checks are simpler than
7017  * reg_is_refcounted() logic. The verifier needs to remember only
7018  * one spin_lock instead of array of acquired_refs.
7019  * cur_state->active_lock remembers which map value element or allocated
7020  * object got locked and clears it after bpf_spin_unlock.
7021  */
7022 static int process_spin_lock(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7023                              bool is_lock)
7024 {
7025         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7026         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
7027         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
7028         u64 val = reg->var_off.value;
7029         struct bpf_map *map = NULL;
7030         struct btf *btf = NULL;
7031         struct btf_record *rec;
7032
7033         if (!is_const) {
7034                 verbose(env,
7035                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_spin_lock has to be at the constant offset\n",
7036                         regno);
7037                 return -EINVAL;
7038         }
7039         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
7040                 map = reg->map_ptr;
7041                 if (!map->btf) {
7042                         verbose(env,
7043                                 "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_spin_lock\n",
7044                                 map->name);
7045                         return -EINVAL;
7046                 }
7047         } else {
7048                 btf = reg->btf;
7049         }
7050
7051         rec = reg_btf_record(reg);
7052         if (!btf_record_has_field(rec, BPF_SPIN_LOCK)) {
7053                 verbose(env, "%s '%s' has no valid bpf_spin_lock\n", map ? "map" : "local",
7054                         map ? map->name : "kptr");
7055                 return -EINVAL;
7056         }
7057         if (rec->spin_lock_off != val + reg->off) {
7058                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_spin_lock' that is at %d\n",
7059                         val + reg->off, rec->spin_lock_off);
7060                 return -EINVAL;
7061         }
7062         if (is_lock) {
7063                 if (cur->active_lock.ptr) {
7064                         verbose(env,
7065                                 "Locking two bpf_spin_locks are not allowed\n");
7066                         return -EINVAL;
7067                 }
7068                 if (map)
7069                         cur->active_lock.ptr = map;
7070                 else
7071                         cur->active_lock.ptr = btf;
7072                 cur->active_lock.id = reg->id;
7073         } else {
7074                 void *ptr;
7075
7076                 if (map)
7077                         ptr = map;
7078                 else
7079                         ptr = btf;
7080
7081                 if (!cur->active_lock.ptr) {
7082                         verbose(env, "bpf_spin_unlock without taking a lock\n");
7083                         return -EINVAL;
7084                 }
7085                 if (cur->active_lock.ptr != ptr ||
7086                     cur->active_lock.id != reg->id) {
7087                         verbose(env, "bpf_spin_unlock of different lock\n");
7088                         return -EINVAL;
7089                 }
7090
7091                 invalidate_non_owning_refs(env);
7092
7093                 cur->active_lock.ptr = NULL;
7094                 cur->active_lock.id = 0;
7095         }
7096         return 0;
7097 }
7098
7099 static int process_timer_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7100                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
7101 {
7102         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7103         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
7104         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
7105         u64 val = reg->var_off.value;
7106
7107         if (!is_const) {
7108                 verbose(env,
7109                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_timer has to be at the constant offset\n",
7110                         regno);
7111                 return -EINVAL;
7112         }
7113         if (!map->btf) {
7114                 verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_timer\n",
7115                         map->name);
7116                 return -EINVAL;
7117         }
7118         if (!btf_record_has_field(map->record, BPF_TIMER)) {
7119                 verbose(env, "map '%s' has no valid bpf_timer\n", map->name);
7120                 return -EINVAL;
7121         }
7122         if (map->record->timer_off != val + reg->off) {
7123                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_timer' that is at %d\n",
7124                         val + reg->off, map->record->timer_off);
7125                 return -EINVAL;
7126         }
7127         if (meta->map_ptr) {
7128                 verbose(env, "verifier bug. Two map pointers in a timer helper\n");
7129                 return -EFAULT;
7130         }
7131         meta->map_uid = reg->map_uid;
7132         meta->map_ptr = map;
7133         return 0;
7134 }
7135
7136 static int process_kptr_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7137                              struct bpf_call_arg_meta *meta)
7138 {
7139         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7140         struct bpf_map *map_ptr = reg->map_ptr;
7141         struct btf_field *kptr_field;
7142         u32 kptr_off;
7143
7144         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
7145                 verbose(env,
7146                         "R%d doesn't have constant offset. kptr has to be at the constant offset\n",
7147                         regno);
7148                 return -EINVAL;
7149         }
7150         if (!map_ptr->btf) {
7151                 verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_kptr_xchg\n",
7152                         map_ptr->name);
7153                 return -EINVAL;
7154         }
7155         if (!btf_record_has_field(map_ptr->record, BPF_KPTR)) {
7156                 verbose(env, "map '%s' has no valid kptr\n", map_ptr->name);
7157                 return -EINVAL;
7158         }
7159
7160         meta->map_ptr = map_ptr;
7161         kptr_off = reg->off + reg->var_off.value;
7162         kptr_field = btf_record_find(map_ptr->record, kptr_off, BPF_KPTR);
7163         if (!kptr_field) {
7164                 verbose(env, "off=%d doesn't point to kptr\n", kptr_off);
7165                 return -EACCES;
7166         }
7167         if (kptr_field->type != BPF_KPTR_REF) {
7168                 verbose(env, "off=%d kptr isn't referenced kptr\n", kptr_off);
7169                 return -EACCES;
7170         }
7171         meta->kptr_field = kptr_field;
7172         return 0;
7173 }
7174
7175 /* There are two register types representing a bpf_dynptr, one is PTR_TO_STACK
7176  * which points to a stack slot, and the other is CONST_PTR_TO_DYNPTR.
7177  *
7178  * In both cases we deal with the first 8 bytes, but need to mark the next 8
7179  * bytes as STACK_DYNPTR in case of PTR_TO_STACK. In case of
7180  * CONST_PTR_TO_DYNPTR, we are guaranteed to get the beginning of the object.
7181  *
7182  * Mutability of bpf_dynptr is at two levels, one is at the level of struct
7183  * bpf_dynptr itself, i.e. whether the helper is receiving a pointer to struct
7184  * bpf_dynptr or pointer to const struct bpf_dynptr. In the former case, it can
7185  * mutate the view of the dynptr and also possibly destroy it. In the latter
7186  * case, it cannot mutate the bpf_dynptr itself but it can still mutate the
7187  * memory that dynptr points to.
7188  *
7189  * The verifier will keep track both levels of mutation (bpf_dynptr's in
7190  * reg->type and the memory's in reg->dynptr.type), but there is no support for
7191  * readonly dynptr view yet, hence only the first case is tracked and checked.
7192  *
7193  * This is consistent with how C applies the const modifier to a struct object,
7194  * where the pointer itself inside bpf_dynptr becomes const but not what it
7195  * points to.
7196  *
7197  * Helpers which do not mutate the bpf_dynptr set MEM_RDONLY in their argument
7198  * type, and declare it as 'const struct bpf_dynptr *' in their prototype.
7199  */
7200 static int process_dynptr_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno, int insn_idx,
7201                                enum bpf_arg_type arg_type, int clone_ref_obj_id)
7202 {
7203         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7204         int err;
7205
7206         /* MEM_UNINIT and MEM_RDONLY are exclusive, when applied to an
7207          * ARG_PTR_TO_DYNPTR (or ARG_PTR_TO_DYNPTR | DYNPTR_TYPE_*):
7208          */
7209         if ((arg_type & (MEM_UNINIT | MEM_RDONLY)) == (MEM_UNINIT | MEM_RDONLY)) {
7210                 verbose(env, "verifier internal error: misconfigured dynptr helper type flags\n");
7211                 return -EFAULT;
7212         }
7213
7214         /*  MEM_UNINIT - Points to memory that is an appropriate candidate for
7215          *               constructing a mutable bpf_dynptr object.
7216          *
7217          *               Currently, this is only possible with PTR_TO_STACK
7218          *               pointing to a region of at least 16 bytes which doesn't
7219          *               contain an existing bpf_dynptr.
7220          *
7221          *  MEM_RDONLY - Points to a initialized bpf_dynptr that will not be
7222          *               mutated or destroyed. However, the memory it points to
7223          *               may be mutated.
7224          *
7225          *  None       - Points to a initialized dynptr that can be mutated and
7226          *               destroyed, including mutation of the memory it points
7227          *               to.
7228          */
7229         if (arg_type & MEM_UNINIT) {
7230                 int i;
7231
7232                 if (!is_dynptr_reg_valid_uninit(env, reg)) {
7233                         verbose(env, "Dynptr has to be an uninitialized dynptr\n");
7234                         return -EINVAL;
7235                 }
7236
7237                 /* we write BPF_DW bits (8 bytes) at a time */
7238                 for (i = 0; i < BPF_DYNPTR_SIZE; i += 8) {
7239                         err = check_mem_access(env, insn_idx, regno,
7240                                                i, BPF_DW, BPF_WRITE, -1, false);
7241                         if (err)
7242                                 return err;
7243                 }
7244
7245                 err = mark_stack_slots_dynptr(env, reg, arg_type, insn_idx, clone_ref_obj_id);
7246         } else /* MEM_RDONLY and None case from above */ {
7247                 /* For the reg->type == PTR_TO_STACK case, bpf_dynptr is never const */
7248                 if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR && !(arg_type & MEM_RDONLY)) {
7249                         verbose(env, "cannot pass pointer to const bpf_dynptr, the helper mutates it\n");
7250                         return -EINVAL;
7251                 }
7252
7253                 if (!is_dynptr_reg_valid_init(env, reg)) {
7254                         verbose(env,
7255                                 "Expected an initialized dynptr as arg #%d\n",
7256                                 regno);
7257                         return -EINVAL;
7258                 }
7259
7260                 /* Fold modifiers (in this case, MEM_RDONLY) when checking expected type */
7261                 if (!is_dynptr_type_expected(env, reg, arg_type & ~MEM_RDONLY)) {
7262                         verbose(env,
7263                                 "Expected a dynptr of type %s as arg #%d\n",
7264                                 dynptr_type_str(arg_to_dynptr_type(arg_type)), regno);
7265                         return -EINVAL;
7266                 }
7267
7268                 err = mark_dynptr_read(env, reg);
7269         }
7270         return err;
7271 }
7272
7273 static u32 iter_ref_obj_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg, int spi)
7274 {
7275         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
7276
7277         return state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
7278 }
7279
7280 static bool is_iter_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7281 {
7282         return meta->kfunc_flags & (KF_ITER_NEW | KF_ITER_NEXT | KF_ITER_DESTROY);
7283 }
7284
7285 static bool is_iter_new_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7286 {
7287         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_NEW;
7288 }
7289
7290 static bool is_iter_next_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7291 {
7292         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_NEXT;
7293 }
7294
7295 static bool is_iter_destroy_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7296 {
7297         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_DESTROY;
7298 }
7299
7300 static bool is_kfunc_arg_iter(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta, int arg)
7301 {
7302         /* btf_check_iter_kfuncs() guarantees that first argument of any iter
7303          * kfunc is iter state pointer
7304          */
7305         return arg == 0 && is_iter_kfunc(meta);
7306 }
7307
7308 static int process_iter_arg(struct bpf_verifier_env *env, int regno, int insn_idx,
7309                             struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7310 {
7311         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7312         const struct btf_type *t;
7313         const struct btf_param *arg;
7314         int spi, err, i, nr_slots;
7315         u32 btf_id;
7316
7317         /* btf_check_iter_kfuncs() ensures we don't need to validate anything here */
7318         arg = &btf_params(meta->func_proto)[0];
7319         t = btf_type_skip_modifiers(meta->btf, arg->type, NULL);        /* PTR */
7320         t = btf_type_skip_modifiers(meta->btf, t->type, &btf_id);       /* STRUCT */
7321         nr_slots = t->size / BPF_REG_SIZE;
7322
7323         if (is_iter_new_kfunc(meta)) {
7324                 /* bpf_iter_<type>_new() expects pointer to uninit iter state */
7325                 if (!is_iter_reg_valid_uninit(env, reg, nr_slots)) {
7326                         verbose(env, "expected uninitialized iter_%s as arg #%d\n",
7327                                 iter_type_str(meta->btf, btf_id), regno);
7328                         return -EINVAL;
7329                 }
7330
7331                 for (i = 0; i < nr_slots * 8; i += BPF_REG_SIZE) {
7332                         err = check_mem_access(env, insn_idx, regno,
7333                                                i, BPF_DW, BPF_WRITE, -1, false);
7334                         if (err)
7335                                 return err;
7336                 }
7337
7338                 err = mark_stack_slots_iter(env, reg, insn_idx, meta->btf, btf_id, nr_slots);
7339                 if (err)
7340                         return err;
7341         } else {
7342                 /* iter_next() or iter_destroy() expect initialized iter state*/
7343                 if (!is_iter_reg_valid_init(env, reg, meta->btf, btf_id, nr_slots)) {
7344                         verbose(env, "expected an initialized iter_%s as arg #%d\n",
7345                                 iter_type_str(meta->btf, btf_id), regno);
7346                         return -EINVAL;
7347                 }
7348
7349                 spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
7350                 if (spi < 0)
7351                         return spi;
7352
7353                 err = mark_iter_read(env, reg, spi, nr_slots);
7354                 if (err)
7355                         return err;
7356
7357                 /* remember meta->iter info for process_iter_next_call() */
7358                 meta->iter.spi = spi;
7359                 meta->iter.frameno = reg->frameno;
7360                 meta->ref_obj_id = iter_ref_obj_id(env, reg, spi);
7361
7362                 if (is_iter_destroy_kfunc(meta)) {
7363                         err = unmark_stack_slots_iter(env, reg, nr_slots);
7364                         if (err)
7365                                 return err;
7366                 }
7367         }
7368
7369         return 0;
7370 }
7371
7372 /* process_iter_next_call() is called when verifier gets to iterator's next
7373  * "method" (e.g., bpf_iter_num_next() for numbers iterator) call. We'll refer
7374  * to it as just "iter_next()" in comments below.
7375  *
7376  * BPF verifier relies on a crucial contract for any iter_next()
7377  * implementation: it should *eventually* return NULL, and once that happens
7378  * it should keep returning NULL. That is, once iterator exhausts elements to
7379  * iterate, it should never reset or spuriously return new elements.
7380  *
7381  * With the assumption of such contract, process_iter_next_call() simulates
7382  * a fork in the verifier state to validate loop logic correctness and safety
7383  * without having to simulate infinite amount of iterations.
7384  *
7385  * In current state, we first assume that iter_next() returned NULL and
7386  * iterator state is set to DRAINED (BPF_ITER_STATE_DRAINED). In such
7387  * conditions we should not form an infinite loop and should eventually reach
7388  * exit.
7389  *
7390  * Besides that, we also fork current state and enqueue it for later
7391  * verification. In a forked state we keep iterator state as ACTIVE
7392  * (BPF_ITER_STATE_ACTIVE) and assume non-NULL return from iter_next(). We
7393  * also bump iteration depth to prevent erroneous infinite loop detection
7394  * later on (see iter_active_depths_differ() comment for details). In this
7395  * state we assume that we'll eventually loop back to another iter_next()
7396  * calls (it could be in exactly same location or in some other instruction,
7397  * it doesn't matter, we don't make any unnecessary assumptions about this,
7398  * everything revolves around iterator state in a stack slot, not which
7399  * instruction is calling iter_next()). When that happens, we either will come
7400  * to iter_next() with equivalent state and can conclude that next iteration
7401  * will proceed in exactly the same way as we just verified, so it's safe to
7402  * assume that loop converges. If not, we'll go on another iteration
7403  * simulation with a different input state, until all possible starting states
7404  * are validated or we reach maximum number of instructions limit.
7405  *
7406  * This way, we will either exhaustively discover all possible input states
7407  * that iterator loop can start with and eventually will converge, or we'll
7408  * effectively regress into bounded loop simulation logic and either reach
7409  * maximum number of instructions if loop is not provably convergent, or there
7410  * is some statically known limit on number of iterations (e.g., if there is
7411  * an explicit `if n > 100 then break;` statement somewhere in the loop).
7412  *
7413  * One very subtle but very important aspect is that we *always* simulate NULL
7414  * condition first (as the current state) before we simulate non-NULL case.
7415  * This has to do with intricacies of scalar precision tracking. By simulating
7416  * "exit condition" of iter_next() returning NULL first, we make sure all the
7417  * relevant precision marks *that will be set **after** we exit iterator loop*
7418  * are propagated backwards to common parent state of NULL and non-NULL
7419  * branches. Thanks to that, state equivalence checks done later in forked
7420  * state, when reaching iter_next() for ACTIVE iterator, can assume that
7421  * precision marks are finalized and won't change. Because simulating another
7422  * ACTIVE iterator iteration won't change them (because given same input
7423  * states we'll end up with exactly same output states which we are currently
7424  * comparing; and verification after the loop already propagated back what
7425  * needs to be **additionally** tracked as precise). It's subtle, grok
7426  * precision tracking for more intuitive understanding.
7427  */
7428 static int process_iter_next_call(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
7429                                   struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7430 {
7431         struct bpf_verifier_state *cur_st = env->cur_state, *queued_st;
7432         struct bpf_func_state *cur_fr = cur_st->frame[cur_st->curframe], *queued_fr;
7433         struct bpf_reg_state *cur_iter, *queued_iter;
7434         int iter_frameno = meta->iter.frameno;
7435         int iter_spi = meta->iter.spi;
7436
7437         BTF_TYPE_EMIT(struct bpf_iter);
7438
7439         cur_iter = &env->cur_state->frame[iter_frameno]->stack[iter_spi].spilled_ptr;
7440
7441         if (cur_iter->iter.state != BPF_ITER_STATE_ACTIVE &&
7442             cur_iter->iter.state != BPF_ITER_STATE_DRAINED) {
7443                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected iterator state %d (%s)\n",
7444                         cur_iter->iter.state, iter_state_str(cur_iter->iter.state));
7445                 return -EFAULT;
7446         }
7447
7448         if (cur_iter->iter.state == BPF_ITER_STATE_ACTIVE) {
7449                 /* branch out active iter state */
7450                 queued_st = push_stack(env, insn_idx + 1, insn_idx, false);
7451                 if (!queued_st)
7452                         return -ENOMEM;
7453
7454                 queued_iter = &queued_st->frame[iter_frameno]->stack[iter_spi].spilled_ptr;
7455                 queued_iter->iter.state = BPF_ITER_STATE_ACTIVE;
7456                 queued_iter->iter.depth++;
7457
7458                 queued_fr = queued_st->frame[queued_st->curframe];
7459                 mark_ptr_not_null_reg(&queued_fr->regs[BPF_REG_0]);
7460         }
7461
7462         /* switch to DRAINED state, but keep the depth unchanged */
7463         /* mark current iter state as drained and assume returned NULL */
7464         cur_iter->iter.state = BPF_ITER_STATE_DRAINED;
7465         __mark_reg_const_zero(&cur_fr->regs[BPF_REG_0]);
7466
7467         return 0;
7468 }
7469
7470 static bool arg_type_is_mem_size(enum bpf_arg_type type)
7471 {
7472         return type == ARG_CONST_SIZE ||
7473                type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO;
7474 }
7475
7476 static bool arg_type_is_release(enum bpf_arg_type type)
7477 {
7478         return type & OBJ_RELEASE;
7479 }
7480
7481 static bool arg_type_is_dynptr(enum bpf_arg_type type)
7482 {
7483         return base_type(type) == ARG_PTR_TO_DYNPTR;
7484 }
7485
7486 static int int_ptr_type_to_size(enum bpf_arg_type type)
7487 {
7488         if (type == ARG_PTR_TO_INT)
7489                 return sizeof(u32);
7490         else if (type == ARG_PTR_TO_LONG)
7491                 return sizeof(u64);
7492
7493         return -EINVAL;
7494 }
7495
7496 static int resolve_map_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
7497                                  const struct bpf_call_arg_meta *meta,
7498                                  enum bpf_arg_type *arg_type)
7499 {
7500         if (!meta->map_ptr) {
7501                 /* kernel subsystem misconfigured verifier */
7502                 verbose(env, "invalid map_ptr to access map->type\n");
7503                 return -EACCES;
7504         }
7505
7506         switch (meta->map_ptr->map_type) {
7507         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
7508         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
7509                 if (*arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
7510                         *arg_type = ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON;
7511                 } else {
7512                         verbose(env, "invalid arg_type for sockmap/sockhash\n");
7513                         return -EINVAL;
7514                 }
7515                 break;
7516         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
7517                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_map_peek_elem)
7518                         *arg_type = ARG_PTR_TO_MAP_VALUE;
7519                 break;
7520         default:
7521                 break;
7522         }
7523         return 0;
7524 }
7525
7526 struct bpf_reg_types {
7527         const enum bpf_reg_type types[10];
7528         u32 *btf_id;
7529 };
7530
7531 static const struct bpf_reg_types sock_types = {
7532         .types = {
7533                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
7534                 PTR_TO_SOCKET,
7535                 PTR_TO_TCP_SOCK,
7536                 PTR_TO_XDP_SOCK,
7537         },
7538 };
7539
7540 #ifdef CONFIG_NET
7541 static const struct bpf_reg_types btf_id_sock_common_types = {
7542         .types = {
7543                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
7544                 PTR_TO_SOCKET,
7545                 PTR_TO_TCP_SOCK,
7546                 PTR_TO_XDP_SOCK,
7547                 PTR_TO_BTF_ID,
7548                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
7549         },
7550         .btf_id = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
7551 };
7552 #endif
7553
7554 static const struct bpf_reg_types mem_types = {
7555         .types = {
7556                 PTR_TO_STACK,
7557                 PTR_TO_PACKET,
7558                 PTR_TO_PACKET_META,
7559                 PTR_TO_MAP_KEY,
7560                 PTR_TO_MAP_VALUE,
7561                 PTR_TO_MEM,
7562                 PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF,
7563                 PTR_TO_BUF,
7564                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
7565         },
7566 };
7567
7568 static const struct bpf_reg_types int_ptr_types = {
7569         .types = {
7570                 PTR_TO_STACK,
7571                 PTR_TO_PACKET,
7572                 PTR_TO_PACKET_META,
7573                 PTR_TO_MAP_KEY,
7574                 PTR_TO_MAP_VALUE,
7575         },
7576 };
7577
7578 static const struct bpf_reg_types spin_lock_types = {
7579         .types = {
7580                 PTR_TO_MAP_VALUE,
7581                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC,
7582         }
7583 };
7584
7585 static const struct bpf_reg_types fullsock_types = { .types = { PTR_TO_SOCKET } };
7586 static const struct bpf_reg_types scalar_types = { .types = { SCALAR_VALUE } };
7587 static const struct bpf_reg_types context_types = { .types = { PTR_TO_CTX } };
7588 static const struct bpf_reg_types ringbuf_mem_types = { .types = { PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF } };
7589 static const struct bpf_reg_types const_map_ptr_types = { .types = { CONST_PTR_TO_MAP } };
7590 static const struct bpf_reg_types btf_ptr_types = {
7591         .types = {
7592                 PTR_TO_BTF_ID,
7593                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
7594                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU,
7595         },
7596 };
7597 static const struct bpf_reg_types percpu_btf_ptr_types = {
7598         .types = {
7599                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU,
7600                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | PTR_TRUSTED,
7601         }
7602 };
7603 static const struct bpf_reg_types func_ptr_types = { .types = { PTR_TO_FUNC } };
7604 static const struct bpf_reg_types stack_ptr_types = { .types = { PTR_TO_STACK } };
7605 static const struct bpf_reg_types const_str_ptr_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
7606 static const struct bpf_reg_types timer_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
7607 static const struct bpf_reg_types kptr_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
7608 static const struct bpf_reg_types dynptr_types = {
7609         .types = {
7610                 PTR_TO_STACK,
7611                 CONST_PTR_TO_DYNPTR,
7612         }
7613 };
7614
7615 static const struct bpf_reg_types *compatible_reg_types[__BPF_ARG_TYPE_MAX] = {
7616         [ARG_PTR_TO_MAP_KEY]            = &mem_types,
7617         [ARG_PTR_TO_MAP_VALUE]          = &mem_types,
7618         [ARG_CONST_SIZE]                = &scalar_types,
7619         [ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO]        = &scalar_types,
7620         [ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO]  = &scalar_types,
7621         [ARG_CONST_MAP_PTR]             = &const_map_ptr_types,
7622         [ARG_PTR_TO_CTX]                = &context_types,
7623         [ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON]        = &sock_types,
7624 #ifdef CONFIG_NET
7625         [ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON] = &btf_id_sock_common_types,
7626 #endif
7627         [ARG_PTR_TO_SOCKET]             = &fullsock_types,
7628         [ARG_PTR_TO_BTF_ID]             = &btf_ptr_types,
7629         [ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK]          = &spin_lock_types,
7630         [ARG_PTR_TO_MEM]                = &mem_types,
7631         [ARG_PTR_TO_RINGBUF_MEM]        = &ringbuf_mem_types,
7632         [ARG_PTR_TO_INT]                = &int_ptr_types,
7633         [ARG_PTR_TO_LONG]               = &int_ptr_types,
7634         [ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID]      = &percpu_btf_ptr_types,
7635         [ARG_PTR_TO_FUNC]               = &func_ptr_types,
7636         [ARG_PTR_TO_STACK]              = &stack_ptr_types,
7637         [ARG_PTR_TO_CONST_STR]          = &const_str_ptr_types,
7638         [ARG_PTR_TO_TIMER]              = &timer_types,
7639         [ARG_PTR_TO_KPTR]               = &kptr_types,
7640         [ARG_PTR_TO_DYNPTR]             = &dynptr_types,
7641 };
7642
7643 static int check_reg_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
7644                           enum bpf_arg_type arg_type,
7645                           const u32 *arg_btf_id,
7646                           struct bpf_call_arg_meta *meta)
7647 {
7648         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7649         enum bpf_reg_type expected, type = reg->type;
7650         const struct bpf_reg_types *compatible;
7651         int i, j;
7652
7653         compatible = compatible_reg_types[base_type(arg_type)];
7654         if (!compatible) {
7655                 verbose(env, "verifier internal error: unsupported arg type %d\n", arg_type);
7656                 return -EFAULT;
7657         }
7658
7659         /* ARG_PTR_TO_MEM + RDONLY is compatible with PTR_TO_MEM and PTR_TO_MEM + RDONLY,
7660          * but ARG_PTR_TO_MEM is compatible only with PTR_TO_MEM and NOT with PTR_TO_MEM + RDONLY
7661          *
7662          * Same for MAYBE_NULL:
7663          *
7664          * ARG_PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL is compatible with PTR_TO_MEM and PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL,
7665          * but ARG_PTR_TO_MEM is compatible only with PTR_TO_MEM but NOT with PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL
7666          *
7667          * ARG_PTR_TO_MEM is compatible with PTR_TO_MEM that is tagged with a dynptr type.
7668          *
7669          * Therefore we fold these flags depending on the arg_type before comparison.
7670          */
7671         if (arg_type & MEM_RDONLY)
7672                 type &= ~MEM_RDONLY;
7673         if (arg_type & PTR_MAYBE_NULL)
7674                 type &= ~PTR_MAYBE_NULL;
7675         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_MEM)
7676                 type &= ~DYNPTR_TYPE_FLAG_MASK;
7677
7678         if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg && type_is_alloc(type))
7679                 type &= ~MEM_ALLOC;
7680
7681         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(compatible->types); i++) {
7682                 expected = compatible->types[i];
7683                 if (expected == NOT_INIT)
7684                         break;
7685
7686                 if (type == expected)
7687                         goto found;
7688         }
7689
7690         verbose(env, "R%d type=%s expected=", regno, reg_type_str(env, reg->type));
7691         for (j = 0; j + 1 < i; j++)
7692                 verbose(env, "%s, ", reg_type_str(env, compatible->types[j]));
7693         verbose(env, "%s\n", reg_type_str(env, compatible->types[j]));
7694         return -EACCES;
7695
7696 found:
7697         if (base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID)
7698                 return 0;
7699
7700         if (compatible == &mem_types) {
7701                 if (!(arg_type & MEM_RDONLY)) {
7702                         verbose(env,
7703                                 "%s() may write into memory pointed by R%d type=%s\n",
7704                                 func_id_name(meta->func_id),
7705                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
7706                         return -EACCES;
7707                 }
7708                 return 0;
7709         }
7710
7711         switch ((int)reg->type) {
7712         case PTR_TO_BTF_ID:
7713         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED:
7714         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU:
7715         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_MAYBE_NULL:
7716         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_MAYBE_NULL | MEM_RCU:
7717         {
7718                 /* For bpf_sk_release, it needs to match against first member
7719                  * 'struct sock_common', hence make an exception for it. This
7720                  * allows bpf_sk_release to work for multiple socket types.
7721                  */
7722                 bool strict_type_match = arg_type_is_release(arg_type) &&
7723                                          meta->func_id != BPF_FUNC_sk_release;
7724
7725                 if (type_may_be_null(reg->type) &&
7726                     (!type_may_be_null(arg_type) || arg_type_is_release(arg_type))) {
7727                         verbose(env, "Possibly NULL pointer passed to helper arg%d\n", regno);
7728                         return -EACCES;
7729                 }
7730
7731                 if (!arg_btf_id) {
7732                         if (!compatible->btf_id) {
7733                                 verbose(env, "verifier internal error: missing arg compatible BTF ID\n");
7734                                 return -EFAULT;
7735                         }
7736                         arg_btf_id = compatible->btf_id;
7737                 }
7738
7739                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
7740                         if (map_kptr_match_type(env, meta->kptr_field, reg, regno))
7741                                 return -EACCES;
7742                 } else {
7743                         if (arg_btf_id == BPF_PTR_POISON) {
7744                                 verbose(env, "verifier internal error:");
7745                                 verbose(env, "R%d has non-overwritten BPF_PTR_POISON type\n",
7746                                         regno);
7747                                 return -EACCES;
7748                         }
7749
7750                         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
7751                                                   btf_vmlinux, *arg_btf_id,
7752                                                   strict_type_match)) {
7753                                 verbose(env, "R%d is of type %s but %s is expected\n",
7754                                         regno, btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id),
7755                                         btf_type_name(btf_vmlinux, *arg_btf_id));
7756                                 return -EACCES;
7757                         }
7758                 }
7759                 break;
7760         }
7761         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
7762                 if (meta->func_id != BPF_FUNC_spin_lock && meta->func_id != BPF_FUNC_spin_unlock &&
7763                     meta->func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg) {
7764                         verbose(env, "verifier internal error: unimplemented handling of MEM_ALLOC\n");
7765                         return -EFAULT;
7766                 }
7767                 /* Handled by helper specific checks */
7768                 break;
7769         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU:
7770         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | PTR_TRUSTED:
7771                 /* Handled by helper specific checks */
7772                 break;
7773         default:
7774                 verbose(env, "verifier internal error: invalid PTR_TO_BTF_ID register for type match\n");
7775                 return -EFAULT;
7776         }
7777         return 0;
7778 }
7779
7780 static struct btf_field *
7781 reg_find_field_offset(const struct bpf_reg_state *reg, s32 off, u32 fields)
7782 {
7783         struct btf_field *field;
7784         struct btf_record *rec;
7785
7786         rec = reg_btf_record(reg);
7787         if (!rec)
7788                 return NULL;
7789
7790         field = btf_record_find(rec, off, fields);
7791         if (!field)
7792                 return NULL;
7793
7794         return field;
7795 }
7796
7797 int check_func_arg_reg_off(struct bpf_verifier_env *env,
7798                            const struct bpf_reg_state *reg, int regno,
7799                            enum bpf_arg_type arg_type)
7800 {
7801         u32 type = reg->type;
7802
7803         /* When referenced register is passed to release function, its fixed
7804          * offset must be 0.
7805          *
7806          * We will check arg_type_is_release reg has ref_obj_id when storing
7807          * meta->release_regno.
7808          */
7809         if (arg_type_is_release(arg_type)) {
7810                 /* ARG_PTR_TO_DYNPTR with OBJ_RELEASE is a bit special, as it
7811                  * may not directly point to the object being released, but to
7812                  * dynptr pointing to such object, which might be at some offset
7813                  * on the stack. In that case, we simply to fallback to the
7814                  * default handling.
7815                  */
7816                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type) && type == PTR_TO_STACK)
7817                         return 0;
7818
7819                 if ((type_is_ptr_alloc_obj(type) || type_is_non_owning_ref(type)) && reg->off) {
7820                         if (reg_find_field_offset(reg, reg->off, BPF_GRAPH_NODE_OR_ROOT))
7821                                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true);
7822
7823                         verbose(env, "R%d must have zero offset when passed to release func\n",
7824                                 regno);
7825                         verbose(env, "No graph node or root found at R%d type:%s off:%d\n", regno,
7826                                 btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id), reg->off);
7827                         return -EINVAL;
7828                 }
7829
7830                 /* Doing check_ptr_off_reg check for the offset will catch this
7831                  * because fixed_off_ok is false, but checking here allows us
7832                  * to give the user a better error message.
7833                  */
7834                 if (reg->off) {
7835                         verbose(env, "R%d must have zero offset when passed to release func or trusted arg to kfunc\n",
7836                                 regno);
7837                         return -EINVAL;
7838                 }
7839                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
7840         }
7841
7842         switch (type) {
7843         /* Pointer types where both fixed and variable offset is explicitly allowed: */
7844         case PTR_TO_STACK:
7845         case PTR_TO_PACKET:
7846         case PTR_TO_PACKET_META:
7847         case PTR_TO_MAP_KEY:
7848         case PTR_TO_MAP_VALUE:
7849         case PTR_TO_MEM:
7850         case PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY:
7851         case PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF:
7852         case PTR_TO_BUF:
7853         case PTR_TO_BUF | MEM_RDONLY:
7854         case SCALAR_VALUE:
7855                 return 0;
7856         /* All the rest must be rejected, except PTR_TO_BTF_ID which allows
7857          * fixed offset.
7858          */
7859         case PTR_TO_BTF_ID:
7860         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
7861         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED:
7862         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU:
7863         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | NON_OWN_REF:
7864                 /* When referenced PTR_TO_BTF_ID is passed to release function,
7865                  * its fixed offset must be 0. In the other cases, fixed offset
7866                  * can be non-zero. This was already checked above. So pass
7867                  * fixed_off_ok as true to allow fixed offset for all other
7868                  * cases. var_off always must be 0 for PTR_TO_BTF_ID, hence we
7869                  * still need to do checks instead of returning.
7870                  */
7871                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true);
7872         default:
7873                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
7874         }
7875 }
7876
7877 static struct bpf_reg_state *get_dynptr_arg_reg(struct bpf_verifier_env *env,
7878                                                 const struct bpf_func_proto *fn,
7879                                                 struct bpf_reg_state *regs)
7880 {
7881         struct bpf_reg_state *state = NULL;
7882         int i;
7883
7884         for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++)
7885                 if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[i])) {
7886                         if (state) {
7887                                 verbose(env, "verifier internal error: multiple dynptr args\n");
7888                                 return NULL;
7889                         }
7890                         state = &regs[BPF_REG_1 + i];
7891                 }
7892
7893         if (!state)
7894                 verbose(env, "verifier internal error: no dynptr arg found\n");
7895
7896         return state;
7897 }
7898
7899 static int dynptr_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
7900 {
7901         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
7902         int spi;
7903
7904         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
7905                 return reg->id;
7906         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
7907         if (spi < 0)
7908                 return spi;
7909         return state->stack[spi].spilled_ptr.id;
7910 }
7911
7912 static int dynptr_ref_obj_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
7913 {
7914         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
7915         int spi;
7916
7917         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
7918                 return reg->ref_obj_id;
7919         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
7920         if (spi < 0)
7921                 return spi;
7922         return state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
7923 }
7924
7925 static enum bpf_dynptr_type dynptr_get_type(struct bpf_verifier_env *env,
7926                                             struct bpf_reg_state *reg)
7927 {
7928         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
7929         int spi;
7930
7931         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
7932                 return reg->dynptr.type;
7933
7934         spi = __get_spi(reg->off);
7935         if (spi < 0) {
7936                 verbose(env, "verifier internal error: invalid spi when querying dynptr type\n");
7937                 return BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID;
7938         }
7939
7940         return state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type;
7941 }
7942
7943 static int check_func_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 arg,
7944                           struct bpf_call_arg_meta *meta,
7945                           const struct bpf_func_proto *fn,
7946                           int insn_idx)
7947 {
7948         u32 regno = BPF_REG_1 + arg;
7949         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7950         enum bpf_arg_type arg_type = fn->arg_type[arg];
7951         enum bpf_reg_type type = reg->type;
7952         u32 *arg_btf_id = NULL;
7953         int err = 0;
7954
7955         if (arg_type == ARG_DONTCARE)
7956                 return 0;
7957
7958         err = check_reg_arg(env, regno, SRC_OP);
7959         if (err)
7960                 return err;
7961
7962         if (arg_type == ARG_ANYTHING) {
7963                 if (is_pointer_value(env, regno)) {
7964                         verbose(env, "R%d leaks addr into helper function\n",
7965                                 regno);
7966                         return -EACCES;
7967                 }
7968                 return 0;
7969         }
7970
7971         if (type_is_pkt_pointer(type) &&
7972             !may_access_direct_pkt_data(env, meta, BPF_READ)) {
7973                 verbose(env, "helper access to the packet is not allowed\n");
7974                 return -EACCES;
7975         }
7976
7977         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
7978                 err = resolve_map_arg_type(env, meta, &arg_type);
7979                 if (err)
7980                         return err;
7981         }
7982
7983         if (register_is_null(reg) && type_may_be_null(arg_type))
7984                 /* A NULL register has a SCALAR_VALUE type, so skip
7985                  * type checking.
7986                  */
7987                 goto skip_type_check;
7988
7989         /* arg_btf_id and arg_size are in a union. */
7990         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_BTF_ID ||
7991             base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK)
7992                 arg_btf_id = fn->arg_btf_id[arg];
7993
7994         err = check_reg_type(env, regno, arg_type, arg_btf_id, meta);
7995         if (err)
7996                 return err;
7997
7998         err = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, arg_type);
7999         if (err)
8000                 return err;
8001
8002 skip_type_check:
8003         if (arg_type_is_release(arg_type)) {
8004                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type)) {
8005                         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
8006                         int spi;
8007
8008                         /* Only dynptr created on stack can be released, thus
8009                          * the get_spi and stack state checks for spilled_ptr
8010                          * should only be done before process_dynptr_func for
8011                          * PTR_TO_STACK.
8012                          */
8013                         if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
8014                                 spi = dynptr_get_spi(env, reg);
8015                                 if (spi < 0 || !state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id) {
8016                                         verbose(env, "arg %d is an unacquired reference\n", regno);
8017                                         return -EINVAL;
8018                                 }
8019                         } else {
8020                                 verbose(env, "cannot release unowned const bpf_dynptr\n");
8021                                 return -EINVAL;
8022                         }
8023                 } else if (!reg->ref_obj_id && !register_is_null(reg)) {
8024                         verbose(env, "R%d must be referenced when passed to release function\n",
8025                                 regno);
8026                         return -EINVAL;
8027                 }
8028                 if (meta->release_regno) {
8029                         verbose(env, "verifier internal error: more than one release argument\n");
8030                         return -EFAULT;
8031                 }
8032                 meta->release_regno = regno;
8033         }
8034
8035         if (reg->ref_obj_id) {
8036                 if (meta->ref_obj_id) {
8037                         verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
8038                                 regno, reg->ref_obj_id,
8039                                 meta->ref_obj_id);
8040                         return -EFAULT;
8041                 }
8042                 meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
8043         }
8044
8045         switch (base_type(arg_type)) {
8046         case ARG_CONST_MAP_PTR:
8047                 /* bpf_map_xxx(map_ptr) call: remember that map_ptr */
8048                 if (meta->map_ptr) {
8049                         /* Use map_uid (which is unique id of inner map) to reject:
8050                          * inner_map1 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key1)
8051                          * inner_map2 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key2)
8052                          * if (inner_map1 && inner_map2) {
8053                          *     timer = bpf_map_lookup_elem(inner_map1);
8054                          *     if (timer)
8055                          *         // mismatch would have been allowed
8056                          *         bpf_timer_init(timer, inner_map2);
8057                          * }
8058                          *
8059                          * Comparing map_ptr is enough to distinguish normal and outer maps.
8060                          */
8061                         if (meta->map_ptr != reg->map_ptr ||
8062                             meta->map_uid != reg->map_uid) {
8063                                 verbose(env,
8064                                         "timer pointer in R1 map_uid=%d doesn't match map pointer in R2 map_uid=%d\n",
8065                                         meta->map_uid, reg->map_uid);
8066                                 return -EINVAL;
8067                         }
8068                 }
8069                 meta->map_ptr = reg->map_ptr;
8070                 meta->map_uid = reg->map_uid;
8071                 break;
8072         case ARG_PTR_TO_MAP_KEY:
8073                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., key) call:
8074                  * check that [key, key + map->key_size) are within
8075                  * stack limits and initialized
8076                  */
8077                 if (!meta->map_ptr) {
8078                         /* in function declaration map_ptr must come before
8079                          * map_key, so that it's verified and known before
8080                          * we have to check map_key here. Otherwise it means
8081                          * that kernel subsystem misconfigured verifier
8082                          */
8083                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->key\n");
8084                         return -EACCES;
8085                 }
8086                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
8087                                               meta->map_ptr->key_size, false,
8088                                               NULL);
8089                 break;
8090         case ARG_PTR_TO_MAP_VALUE:
8091                 if (type_may_be_null(arg_type) && register_is_null(reg))
8092                         return 0;
8093
8094                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., value) call:
8095                  * check [value, value + map->value_size) validity
8096                  */
8097                 if (!meta->map_ptr) {
8098                         /* kernel subsystem misconfigured verifier */
8099                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->value\n");
8100                         return -EACCES;
8101                 }
8102                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
8103                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
8104                                               meta->map_ptr->value_size, false,
8105                                               meta);
8106                 break;
8107         case ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID:
8108                 if (!reg->btf_id) {
8109                         verbose(env, "Helper has invalid btf_id in R%d\n", regno);
8110                         return -EACCES;
8111                 }
8112                 meta->ret_btf = reg->btf;
8113                 meta->ret_btf_id = reg->btf_id;
8114                 break;
8115         case ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK:
8116                 if (in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
8117                         verbose(env, "can't spin_{lock,unlock} in rbtree cb\n");
8118                         return -EACCES;
8119                 }
8120                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_lock) {
8121                         err = process_spin_lock(env, regno, true);
8122                         if (err)
8123                                 return err;
8124                 } else if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_unlock) {
8125                         err = process_spin_lock(env, regno, false);
8126                         if (err)
8127                                 return err;
8128                 } else {
8129                         verbose(env, "verifier internal error\n");
8130                         return -EFAULT;
8131                 }
8132                 break;
8133         case ARG_PTR_TO_TIMER:
8134                 err = process_timer_func(env, regno, meta);
8135                 if (err)
8136                         return err;
8137                 break;
8138         case ARG_PTR_TO_FUNC:
8139                 meta->subprogno = reg->subprogno;
8140                 break;
8141         case ARG_PTR_TO_MEM:
8142                 /* The access to this pointer is only checked when we hit the
8143                  * next is_mem_size argument below.
8144                  */
8145                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
8146                 if (arg_type & MEM_FIXED_SIZE) {
8147                         err = check_helper_mem_access(env, regno,
8148                                                       fn->arg_size[arg], false,
8149                                                       meta);
8150                 }
8151                 break;
8152         case ARG_CONST_SIZE:
8153                 err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, false, meta);
8154                 break;
8155         case ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO:
8156                 err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, meta);
8157                 break;
8158         case ARG_PTR_TO_DYNPTR:
8159                 err = process_dynptr_func(env, regno, insn_idx, arg_type, 0);
8160                 if (err)
8161                         return err;
8162                 break;
8163         case ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO:
8164                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
8165                         verbose(env, "R%d is not a known constant'\n",
8166                                 regno);
8167                         return -EACCES;
8168                 }
8169                 meta->mem_size = reg->var_off.value;
8170                 err = mark_chain_precision(env, regno);
8171                 if (err)
8172                         return err;
8173                 break;
8174         case ARG_PTR_TO_INT:
8175         case ARG_PTR_TO_LONG:
8176         {
8177                 int size = int_ptr_type_to_size(arg_type);
8178
8179                 err = check_helper_mem_access(env, regno, size, false, meta);
8180                 if (err)
8181                         return err;
8182                 err = check_ptr_alignment(env, reg, 0, size, true);
8183                 break;
8184         }
8185         case ARG_PTR_TO_CONST_STR:
8186         {
8187                 struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
8188                 int map_off;
8189                 u64 map_addr;
8190                 char *str_ptr;
8191
8192                 if (!bpf_map_is_rdonly(map)) {
8193                         verbose(env, "R%d does not point to a readonly map'\n", regno);
8194                         return -EACCES;
8195                 }
8196
8197                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
8198                         verbose(env, "R%d is not a constant address'\n", regno);
8199                         return -EACCES;
8200                 }
8201
8202                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
8203                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
8204                         return -EACCES;
8205                 }
8206
8207                 err = check_map_access(env, regno, reg->off,
8208                                        map->value_size - reg->off, false,
8209                                        ACCESS_HELPER);
8210                 if (err)
8211                         return err;
8212
8213                 map_off = reg->off + reg->var_off.value;
8214                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &map_addr, map_off);
8215                 if (err) {
8216                         verbose(env, "direct value access on string failed\n");
8217                         return err;
8218                 }
8219
8220                 str_ptr = (char *)(long)(map_addr);
8221                 if (!strnchr(str_ptr + map_off, map->value_size - map_off, 0)) {
8222                         verbose(env, "string is not zero-terminated\n");
8223                         return -EINVAL;
8224                 }
8225                 break;
8226         }
8227         case ARG_PTR_TO_KPTR:
8228                 err = process_kptr_func(env, regno, meta);
8229                 if (err)
8230                         return err;
8231                 break;
8232         }
8233
8234         return err;
8235 }
8236
8237 static bool may_update_sockmap(struct bpf_verifier_env *env, int func_id)
8238 {
8239         enum bpf_attach_type eatype = env->prog->expected_attach_type;
8240         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
8241
8242         if (func_id != BPF_FUNC_map_update_elem)
8243                 return false;
8244
8245         /* It's not possible to get access to a locked struct sock in these
8246          * contexts, so updating is safe.
8247          */
8248         switch (type) {
8249         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
8250                 if (eatype == BPF_TRACE_ITER)
8251                         return true;
8252                 break;
8253         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
8254         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
8255         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
8256         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
8257         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
8258         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
8259         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
8260                 return true;
8261         default:
8262                 break;
8263         }
8264
8265         verbose(env, "cannot update sockmap in this context\n");
8266         return false;
8267 }
8268
8269 static bool allow_tail_call_in_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
8270 {
8271         return env->prog->jit_requested &&
8272                bpf_jit_supports_subprog_tailcalls();
8273 }
8274
8275 static int check_map_func_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
8276                                         struct bpf_map *map, int func_id)
8277 {
8278         if (!map)
8279                 return 0;
8280
8281         /* We need a two way check, first is from map perspective ... */
8282         switch (map->map_type) {
8283         case BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY:
8284                 if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
8285                         goto error;
8286                 break;
8287         case BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY:
8288                 if (func_id != BPF_FUNC_perf_event_read &&
8289                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_output &&
8290                     func_id != BPF_FUNC_skb_output &&
8291                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_read_value &&
8292                     func_id != BPF_FUNC_xdp_output)
8293                         goto error;
8294                 break;
8295         case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
8296                 if (func_id != BPF_FUNC_ringbuf_output &&
8297                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve &&
8298                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_query &&
8299                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr &&
8300                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr &&
8301                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr)
8302                         goto error;
8303                 break;
8304         case BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF:
8305                 if (func_id != BPF_FUNC_user_ringbuf_drain)
8306                         goto error;
8307                 break;
8308         case BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE:
8309                 if (func_id != BPF_FUNC_get_stackid)
8310                         goto error;
8311                 break;
8312         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY:
8313                 if (func_id != BPF_FUNC_skb_under_cgroup &&
8314                     func_id != BPF_FUNC_current_task_under_cgroup)
8315                         goto error;
8316                 break;
8317         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE:
8318         case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE:
8319                 if (func_id != BPF_FUNC_get_local_storage)
8320                         goto error;
8321                 break;
8322         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP:
8323         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH:
8324                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
8325                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
8326                         goto error;
8327                 break;
8328         /* Restrict bpf side of cpumap and xskmap, open when use-cases
8329          * appear.
8330          */
8331         case BPF_MAP_TYPE_CPUMAP:
8332                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map)
8333                         goto error;
8334                 break;
8335         case BPF_MAP_TYPE_XSKMAP:
8336                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
8337                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
8338                         goto error;
8339                 break;
8340         case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
8341         case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
8342                 if (func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
8343                         goto error;
8344                 break;
8345         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
8346                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_map &&
8347                     func_id != BPF_FUNC_sock_map_update &&
8348                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
8349                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_map &&
8350                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
8351                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
8352                     !may_update_sockmap(env, func_id))
8353                         goto error;
8354                 break;
8355         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
8356                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_hash &&
8357                     func_id != BPF_FUNC_sock_hash_update &&
8358                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
8359                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_hash &&
8360                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
8361                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
8362                     !may_update_sockmap(env, func_id))
8363                         goto error;
8364                 break;
8365         case BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY:
8366                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport)
8367                         goto error;
8368                 break;
8369         case BPF_MAP_TYPE_QUEUE:
8370         case BPF_MAP_TYPE_STACK:
8371                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
8372                     func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
8373                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
8374                         goto error;
8375                 break;
8376         case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
8377                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_storage_get &&
8378                     func_id != BPF_FUNC_sk_storage_delete &&
8379                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8380                         goto error;
8381                 break;
8382         case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
8383                 if (func_id != BPF_FUNC_inode_storage_get &&
8384                     func_id != BPF_FUNC_inode_storage_delete &&
8385                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8386                         goto error;
8387                 break;
8388         case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
8389                 if (func_id != BPF_FUNC_task_storage_get &&
8390                     func_id != BPF_FUNC_task_storage_delete &&
8391                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8392                         goto error;
8393                 break;
8394         case BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE:
8395                 if (func_id != BPF_FUNC_cgrp_storage_get &&
8396                     func_id != BPF_FUNC_cgrp_storage_delete &&
8397                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8398                         goto error;
8399                 break;
8400         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
8401                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
8402                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
8403                         goto error;
8404                 break;
8405         default:
8406                 break;
8407         }
8408
8409         /* ... and second from the function itself. */
8410         switch (func_id) {
8411         case BPF_FUNC_tail_call:
8412                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY)
8413                         goto error;
8414                 if (env->subprog_cnt > 1 && !allow_tail_call_in_subprogs(env)) {
8415                         verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
8416                         return -EINVAL;
8417                 }
8418                 break;
8419         case BPF_FUNC_perf_event_read:
8420         case BPF_FUNC_perf_event_output:
8421         case BPF_FUNC_perf_event_read_value:
8422         case BPF_FUNC_skb_output:
8423         case BPF_FUNC_xdp_output:
8424                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY)
8425                         goto error;
8426                 break;
8427         case BPF_FUNC_ringbuf_output:
8428         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve:
8429         case BPF_FUNC_ringbuf_query:
8430         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr:
8431         case BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr:
8432         case BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr:
8433                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_RINGBUF)
8434                         goto error;
8435                 break;
8436         case BPF_FUNC_user_ringbuf_drain:
8437                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF)
8438                         goto error;
8439                 break;
8440         case BPF_FUNC_get_stackid:
8441                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE)
8442                         goto error;
8443                 break;
8444         case BPF_FUNC_current_task_under_cgroup:
8445         case BPF_FUNC_skb_under_cgroup:
8446                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY)
8447                         goto error;
8448                 break;
8449         case BPF_FUNC_redirect_map:
8450                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP &&
8451                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH &&
8452                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CPUMAP &&
8453                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_XSKMAP)
8454                         goto error;
8455                 break;
8456         case BPF_FUNC_sk_redirect_map:
8457         case BPF_FUNC_msg_redirect_map:
8458         case BPF_FUNC_sock_map_update:
8459                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP)
8460                         goto error;
8461                 break;
8462         case BPF_FUNC_sk_redirect_hash:
8463         case BPF_FUNC_msg_redirect_hash:
8464         case BPF_FUNC_sock_hash_update:
8465                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
8466                         goto error;
8467                 break;
8468         case BPF_FUNC_get_local_storage:
8469                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE &&
8470                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE)
8471                         goto error;
8472                 break;
8473         case BPF_FUNC_sk_select_reuseport:
8474                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY &&
8475                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP &&
8476                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
8477                         goto error;
8478                 break;
8479         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
8480                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
8481                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK)
8482                         goto error;
8483                 break;
8484         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
8485         case BPF_FUNC_map_push_elem:
8486                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
8487                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK &&
8488                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER)
8489                         goto error;
8490                 break;
8491         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
8492                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY &&
8493                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH &&
8494                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH)
8495                         goto error;
8496                 break;
8497         case BPF_FUNC_sk_storage_get:
8498         case BPF_FUNC_sk_storage_delete:
8499                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE)
8500                         goto error;
8501                 break;
8502         case BPF_FUNC_inode_storage_get:
8503         case BPF_FUNC_inode_storage_delete:
8504                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE)
8505                         goto error;
8506                 break;
8507         case BPF_FUNC_task_storage_get:
8508         case BPF_FUNC_task_storage_delete:
8509                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE)
8510                         goto error;
8511                 break;
8512         case BPF_FUNC_cgrp_storage_get:
8513         case BPF_FUNC_cgrp_storage_delete:
8514                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE)
8515                         goto error;
8516                 break;
8517         default:
8518                 break;
8519         }
8520
8521         return 0;
8522 error:
8523         verbose(env, "cannot pass map_type %d into func %s#%d\n",
8524                 map->map_type, func_id_name(func_id), func_id);
8525         return -EINVAL;
8526 }
8527
8528 static bool check_raw_mode_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
8529 {
8530         int count = 0;
8531
8532         if (fn->arg1_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8533                 count++;
8534         if (fn->arg2_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8535                 count++;
8536         if (fn->arg3_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8537                 count++;
8538         if (fn->arg4_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8539                 count++;
8540         if (fn->arg5_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8541                 count++;
8542
8543         /* We only support one arg being in raw mode at the moment,
8544          * which is sufficient for the helper functions we have
8545          * right now.
8546          */
8547         return count <= 1;
8548 }
8549
8550 static bool check_args_pair_invalid(const struct bpf_func_proto *fn, int arg)
8551 {
8552         bool is_fixed = fn->arg_type[arg] & MEM_FIXED_SIZE;
8553         bool has_size = fn->arg_size[arg] != 0;
8554         bool is_next_size = false;
8555
8556         if (arg + 1 < ARRAY_SIZE(fn->arg_type))
8557                 is_next_size = arg_type_is_mem_size(fn->arg_type[arg + 1]);
8558
8559         if (base_type(fn->arg_type[arg]) != ARG_PTR_TO_MEM)
8560                 return is_next_size;
8561
8562         return has_size == is_next_size || is_next_size == is_fixed;
8563 }
8564
8565 static bool check_arg_pair_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
8566 {
8567         /* bpf_xxx(..., buf, len) call will access 'len'
8568          * bytes from memory 'buf'. Both arg types need
8569          * to be paired, so make sure there's no buggy
8570          * helper function specification.
8571          */
8572         if (arg_type_is_mem_size(fn->arg1_type) ||
8573             check_args_pair_invalid(fn, 0) ||
8574             check_args_pair_invalid(fn, 1) ||
8575             check_args_pair_invalid(fn, 2) ||
8576             check_args_pair_invalid(fn, 3) ||
8577             check_args_pair_invalid(fn, 4))
8578                 return false;
8579
8580         return true;
8581 }
8582
8583 static bool check_btf_id_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
8584 {
8585         int i;
8586
8587         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(fn->arg_type); i++) {
8588                 if (base_type(fn->arg_type[i]) == ARG_PTR_TO_BTF_ID)
8589                         return !!fn->arg_btf_id[i];
8590                 if (base_type(fn->arg_type[i]) == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK)
8591                         return fn->arg_btf_id[i] == BPF_PTR_POISON;
8592                 if (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_BTF_ID && fn->arg_btf_id[i] &&
8593                     /* arg_btf_id and arg_size are in a union. */
8594                     (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_MEM ||
8595                      !(fn->arg_type[i] & MEM_FIXED_SIZE)))
8596                         return false;
8597         }
8598
8599         return true;
8600 }
8601
8602 static int check_func_proto(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id)
8603 {
8604         return check_raw_mode_ok(fn) &&
8605                check_arg_pair_ok(fn) &&
8606                check_btf_id_ok(fn) ? 0 : -EINVAL;
8607 }
8608
8609 /* Packet data might have moved, any old PTR_TO_PACKET[_META,_END]
8610  * are now invalid, so turn them into unknown SCALAR_VALUE.
8611  *
8612  * This also applies to dynptr slices belonging to skb and xdp dynptrs,
8613  * since these slices point to packet data.
8614  */
8615 static void clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env)
8616 {
8617         struct bpf_func_state *state;
8618         struct bpf_reg_state *reg;
8619
8620         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
8621                 if (reg_is_pkt_pointer_any(reg) || reg_is_dynptr_slice_pkt(reg))
8622                         mark_reg_invalid(env, reg);
8623         }));
8624 }
8625
8626 enum {
8627         AT_PKT_END = -1,
8628         BEYOND_PKT_END = -2,
8629 };
8630
8631 static void mark_pkt_end(struct bpf_verifier_state *vstate, int regn, bool range_open)
8632 {
8633         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
8634         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regn];
8635
8636         if (reg->type != PTR_TO_PACKET)
8637                 /* PTR_TO_PACKET_META is not supported yet */
8638                 return;
8639
8640         /* The 'reg' is pkt > pkt_end or pkt >= pkt_end.
8641          * How far beyond pkt_end it goes is unknown.
8642          * if (!range_open) it's the case of pkt >= pkt_end
8643          * if (range_open) it's the case of pkt > pkt_end
8644          * hence this pointer is at least 1 byte bigger than pkt_end
8645          */
8646         if (range_open)
8647                 reg->range = BEYOND_PKT_END;
8648         else
8649                 reg->range = AT_PKT_END;
8650 }
8651
8652 /* The pointer with the specified id has released its reference to kernel
8653  * resources. Identify all copies of the same pointer and clear the reference.
8654  */
8655 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env,
8656                              int ref_obj_id)
8657 {
8658         struct bpf_func_state *state;
8659         struct bpf_reg_state *reg;
8660         int err;
8661
8662         err = release_reference_state(cur_func(env), ref_obj_id);
8663         if (err)
8664                 return err;
8665
8666         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
8667                 if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id)
8668                         mark_reg_invalid(env, reg);
8669         }));
8670
8671         return 0;
8672 }
8673
8674 static void invalidate_non_owning_refs(struct bpf_verifier_env *env)
8675 {
8676         struct bpf_func_state *unused;
8677         struct bpf_reg_state *reg;
8678
8679         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, unused, reg, ({
8680                 if (type_is_non_owning_ref(reg->type))
8681                         mark_reg_invalid(env, reg);
8682         }));
8683 }
8684
8685 static void clear_caller_saved_regs(struct bpf_verifier_env *env,
8686                                     struct bpf_reg_state *regs)
8687 {
8688         int i;
8689
8690         /* after the call registers r0 - r5 were scratched */
8691         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
8692                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
8693                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
8694         }
8695 }
8696
8697 typedef int (*set_callee_state_fn)(struct bpf_verifier_env *env,
8698                                    struct bpf_func_state *caller,
8699                                    struct bpf_func_state *callee,
8700                                    int insn_idx);
8701
8702 static int set_callee_state(struct bpf_verifier_env *env,
8703                             struct bpf_func_state *caller,
8704                             struct bpf_func_state *callee, int insn_idx);
8705
8706 static int __check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
8707                              int *insn_idx, int subprog,
8708                              set_callee_state_fn set_callee_state_cb)
8709 {
8710         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
8711         struct bpf_func_state *caller, *callee;
8712         int err;
8713
8714         if (state->curframe + 1 >= MAX_CALL_FRAMES) {
8715                 verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep\n",
8716                         state->curframe + 2);
8717                 return -E2BIG;
8718         }
8719
8720         caller = state->frame[state->curframe];
8721         if (state->frame[state->curframe + 1]) {
8722                 verbose(env, "verifier bug. Frame %d already allocated\n",
8723                         state->curframe + 1);
8724                 return -EFAULT;
8725         }
8726
8727         err = btf_check_subprog_call(env, subprog, caller->regs);
8728         if (err == -EFAULT)
8729                 return err;
8730         if (subprog_is_global(env, subprog)) {
8731                 if (err) {
8732                         verbose(env, "Caller passes invalid args into func#%d\n",
8733                                 subprog);
8734                         return err;
8735                 } else {
8736                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
8737                                 verbose(env,
8738                                         "Func#%d is global and valid. Skipping.\n",
8739                                         subprog);
8740                         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
8741
8742                         /* All global functions return a 64-bit SCALAR_VALUE */
8743                         mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
8744                         caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
8745
8746                         /* continue with next insn after call */
8747                         return 0;
8748                 }
8749         }
8750
8751         /* set_callee_state is used for direct subprog calls, but we are
8752          * interested in validating only BPF helpers that can call subprogs as
8753          * callbacks
8754          */
8755         if (set_callee_state_cb != set_callee_state) {
8756                 if (bpf_pseudo_kfunc_call(insn) &&
8757                     !is_callback_calling_kfunc(insn->imm)) {
8758                         verbose(env, "verifier bug: kfunc %s#%d not marked as callback-calling\n",
8759                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
8760                         return -EFAULT;
8761                 } else if (!bpf_pseudo_kfunc_call(insn) &&
8762                            !is_callback_calling_function(insn->imm)) { /* helper */
8763                         verbose(env, "verifier bug: helper %s#%d not marked as callback-calling\n",
8764                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
8765                         return -EFAULT;
8766                 }
8767         }
8768
8769         if (insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
8770             insn->src_reg == 0 &&
8771             insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
8772                 struct bpf_verifier_state *async_cb;
8773
8774                 /* there is no real recursion here. timer callbacks are async */
8775                 env->subprog_info[subprog].is_async_cb = true;
8776                 async_cb = push_async_cb(env, env->subprog_info[subprog].start,
8777                                          *insn_idx, subprog);
8778                 if (!async_cb)
8779                         return -EFAULT;
8780                 callee = async_cb->frame[0];
8781                 callee->async_entry_cnt = caller->async_entry_cnt + 1;
8782
8783                 /* Convert bpf_timer_set_callback() args into timer callback args */
8784                 err = set_callee_state_cb(env, caller, callee, *insn_idx);
8785                 if (err)
8786                         return err;
8787
8788                 clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
8789                 mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
8790                 caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
8791                 /* continue with next insn after call */
8792                 return 0;
8793         }
8794
8795         callee = kzalloc(sizeof(*callee), GFP_KERNEL);
8796         if (!callee)
8797                 return -ENOMEM;
8798         state->frame[state->curframe + 1] = callee;
8799
8800         /* callee cannot access r0, r6 - r9 for reading and has to write
8801          * into its own stack before reading from it.
8802          * callee can read/write into caller's stack
8803          */
8804         init_func_state(env, callee,
8805                         /* remember the callsite, it will be used by bpf_exit */
8806                         *insn_idx /* callsite */,
8807                         state->curframe + 1 /* frameno within this callchain */,
8808                         subprog /* subprog number within this prog */);
8809
8810         /* Transfer references to the callee */
8811         err = copy_reference_state(callee, caller);
8812         if (err)
8813                 goto err_out;
8814
8815         err = set_callee_state_cb(env, caller, callee, *insn_idx);
8816         if (err)
8817                 goto err_out;
8818
8819         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
8820
8821         /* only increment it after check_reg_arg() finished */
8822         state->curframe++;
8823
8824         /* and go analyze first insn of the callee */
8825         *insn_idx = env->subprog_info[subprog].start - 1;
8826
8827         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
8828                 verbose(env, "caller:\n");
8829                 print_verifier_state(env, caller, true);
8830                 verbose(env, "callee:\n");
8831                 print_verifier_state(env, callee, true);
8832         }
8833         return 0;
8834
8835 err_out:
8836         free_func_state(callee);
8837         state->frame[state->curframe + 1] = NULL;
8838         return err;
8839 }
8840
8841 int map_set_for_each_callback_args(struct bpf_verifier_env *env,
8842                                    struct bpf_func_state *caller,
8843                                    struct bpf_func_state *callee)
8844 {
8845         /* bpf_for_each_map_elem(struct bpf_map *map, void *callback_fn,
8846          *      void *callback_ctx, u64 flags);
8847          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
8848          *      void *callback_ctx);
8849          */
8850         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
8851
8852         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
8853         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
8854         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
8855
8856         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
8857         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
8858         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
8859
8860         /* pointer to stack or null */
8861         callee->regs[BPF_REG_4] = caller->regs[BPF_REG_3];
8862
8863         /* unused */
8864         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
8865         return 0;
8866 }
8867
8868 static int set_callee_state(struct bpf_verifier_env *env,
8869                             struct bpf_func_state *caller,
8870                             struct bpf_func_state *callee, int insn_idx)
8871 {
8872         int i;
8873
8874         /* copy r1 - r5 args that callee can access.  The copy includes parent
8875          * pointers, which connects us up to the liveness chain
8876          */
8877         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
8878                 callee->regs[i] = caller->regs[i];
8879         return 0;
8880 }
8881
8882 static int check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
8883                            int *insn_idx)
8884 {
8885         int subprog, target_insn;
8886
8887         target_insn = *insn_idx + insn->imm + 1;
8888         subprog = find_subprog(env, target_insn);
8889         if (subprog < 0) {
8890                 verbose(env, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
8891                         target_insn);
8892                 return -EFAULT;
8893         }
8894
8895         return __check_func_call(env, insn, insn_idx, subprog, set_callee_state);
8896 }
8897
8898 static int set_map_elem_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
8899                                        struct bpf_func_state *caller,
8900                                        struct bpf_func_state *callee,
8901                                        int insn_idx)
8902 {
8903         struct bpf_insn_aux_data *insn_aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
8904         struct bpf_map *map;
8905         int err;
8906
8907         if (bpf_map_ptr_poisoned(insn_aux)) {
8908                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
8909                 return -EINVAL;
8910         }
8911
8912         map = BPF_MAP_PTR(insn_aux->map_ptr_state);
8913         if (!map->ops->map_set_for_each_callback_args ||
8914             !map->ops->map_for_each_callback) {
8915                 verbose(env, "callback function not allowed for map\n");
8916                 return -ENOTSUPP;
8917         }
8918
8919         err = map->ops->map_set_for_each_callback_args(env, caller, callee);
8920         if (err)
8921                 return err;
8922
8923         callee->in_callback_fn = true;
8924         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
8925         return 0;
8926 }
8927
8928 static int set_loop_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
8929                                    struct bpf_func_state *caller,
8930                                    struct bpf_func_state *callee,
8931                                    int insn_idx)
8932 {
8933         /* bpf_loop(u32 nr_loops, void *callback_fn, void *callback_ctx,
8934          *          u64 flags);
8935          * callback_fn(u32 index, void *callback_ctx);
8936          */
8937         callee->regs[BPF_REG_1].type = SCALAR_VALUE;
8938         callee->regs[BPF_REG_2] = caller->regs[BPF_REG_3];
8939
8940         /* unused */
8941         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
8942         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
8943         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
8944
8945         callee->in_callback_fn = true;
8946         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
8947         return 0;
8948 }
8949
8950 static int set_timer_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
8951                                     struct bpf_func_state *caller,
8952                                     struct bpf_func_state *callee,
8953                                     int insn_idx)
8954 {
8955         struct bpf_map *map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
8956
8957         /* bpf_timer_set_callback(struct bpf_timer *timer, void *callback_fn);
8958          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value);
8959          */
8960         callee->regs[BPF_REG_1].type = CONST_PTR_TO_MAP;
8961         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_1]);
8962         callee->regs[BPF_REG_1].map_ptr = map_ptr;
8963
8964         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
8965         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
8966         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = map_ptr;
8967
8968         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
8969         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
8970         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = map_ptr;
8971
8972         /* unused */
8973         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
8974         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
8975         callee->in_async_callback_fn = true;
8976         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
8977         return 0;
8978 }
8979
8980 static int set_find_vma_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
8981                                        struct bpf_func_state *caller,
8982                                        struct bpf_func_state *callee,
8983                                        int insn_idx)
8984 {
8985         /* bpf_find_vma(struct task_struct *task, u64 addr,
8986          *               void *callback_fn, void *callback_ctx, u64 flags)
8987          * (callback_fn)(struct task_struct *task,
8988          *               struct vm_area_struct *vma, void *callback_ctx);
8989          */
8990         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
8991
8992         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_BTF_ID;
8993         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
8994         callee->regs[BPF_REG_2].btf =  btf_vmlinux;
8995         callee->regs[BPF_REG_2].btf_id = btf_tracing_ids[BTF_TRACING_TYPE_VMA],
8996
8997         /* pointer to stack or null */
8998         callee->regs[BPF_REG_3] = caller->regs[BPF_REG_4];
8999
9000         /* unused */
9001         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9002         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9003         callee->in_callback_fn = true;
9004         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
9005         return 0;
9006 }
9007
9008 static int set_user_ringbuf_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9009                                            struct bpf_func_state *caller,
9010                                            struct bpf_func_state *callee,
9011                                            int insn_idx)
9012 {
9013         /* bpf_user_ringbuf_drain(struct bpf_map *map, void *callback_fn, void
9014          *                        callback_ctx, u64 flags);
9015          * callback_fn(const struct bpf_dynptr_t* dynptr, void *callback_ctx);
9016          */
9017         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_0]);
9018         mark_dynptr_cb_reg(env, &callee->regs[BPF_REG_1], BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL);
9019         callee->regs[BPF_REG_2] = caller->regs[BPF_REG_3];
9020
9021         /* unused */
9022         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
9023         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9024         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9025
9026         callee->in_callback_fn = true;
9027         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
9028         return 0;
9029 }
9030
9031 static int set_rbtree_add_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9032                                          struct bpf_func_state *caller,
9033                                          struct bpf_func_state *callee,
9034                                          int insn_idx)
9035 {
9036         /* void bpf_rbtree_add_impl(struct bpf_rb_root *root, struct bpf_rb_node *node,
9037          *                     bool (less)(struct bpf_rb_node *a, const struct bpf_rb_node *b));
9038          *
9039          * 'struct bpf_rb_node *node' arg to bpf_rbtree_add_impl is the same PTR_TO_BTF_ID w/ offset
9040          * that 'less' callback args will be receiving. However, 'node' arg was release_reference'd
9041          * by this point, so look at 'root'
9042          */
9043         struct btf_field *field;
9044
9045         field = reg_find_field_offset(&caller->regs[BPF_REG_1], caller->regs[BPF_REG_1].off,
9046                                       BPF_RB_ROOT);
9047         if (!field || !field->graph_root.value_btf_id)
9048                 return -EFAULT;
9049
9050         mark_reg_graph_node(callee->regs, BPF_REG_1, &field->graph_root);
9051         ref_set_non_owning(env, &callee->regs[BPF_REG_1]);
9052         mark_reg_graph_node(callee->regs, BPF_REG_2, &field->graph_root);
9053         ref_set_non_owning(env, &callee->regs[BPF_REG_2]);
9054
9055         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
9056         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9057         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9058         callee->in_callback_fn = true;
9059         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
9060         return 0;
9061 }
9062
9063 static bool is_rbtree_lock_required_kfunc(u32 btf_id);
9064
9065 /* Are we currently verifying the callback for a rbtree helper that must
9066  * be called with lock held? If so, no need to complain about unreleased
9067  * lock
9068  */
9069 static bool in_rbtree_lock_required_cb(struct bpf_verifier_env *env)
9070 {
9071         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
9072         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
9073         struct bpf_func_state *callee;
9074         int kfunc_btf_id;
9075
9076         if (!state->curframe)
9077                 return false;
9078
9079         callee = state->frame[state->curframe];
9080
9081         if (!callee->in_callback_fn)
9082                 return false;
9083
9084         kfunc_btf_id = insn[callee->callsite].imm;
9085         return is_rbtree_lock_required_kfunc(kfunc_btf_id);
9086 }
9087
9088 static int prepare_func_exit(struct bpf_verifier_env *env, int *insn_idx)
9089 {
9090         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
9091         struct bpf_func_state *caller, *callee;
9092         struct bpf_reg_state *r0;
9093         int err;
9094
9095         callee = state->frame[state->curframe];
9096         r0 = &callee->regs[BPF_REG_0];
9097         if (r0->type == PTR_TO_STACK) {
9098                 /* technically it's ok to return caller's stack pointer
9099                  * (or caller's caller's pointer) back to the caller,
9100                  * since these pointers are valid. Only current stack
9101                  * pointer will be invalid as soon as function exits,
9102                  * but let's be conservative
9103                  */
9104                 verbose(env, "cannot return stack pointer to the caller\n");
9105                 return -EINVAL;
9106         }
9107
9108         caller = state->frame[state->curframe - 1];
9109         if (callee->in_callback_fn) {
9110                 /* enforce R0 return value range [0, 1]. */
9111                 struct tnum range = callee->callback_ret_range;
9112
9113                 if (r0->type != SCALAR_VALUE) {
9114                         verbose(env, "R0 not a scalar value\n");
9115                         return -EACCES;
9116                 }
9117                 if (!tnum_in(range, r0->var_off)) {
9118                         verbose_invalid_scalar(env, r0, &range, "callback return", "R0");
9119                         return -EINVAL;
9120                 }
9121         } else {
9122                 /* return to the caller whatever r0 had in the callee */
9123                 caller->regs[BPF_REG_0] = *r0;
9124         }
9125
9126         /* callback_fn frame should have released its own additions to parent's
9127          * reference state at this point, or check_reference_leak would
9128          * complain, hence it must be the same as the caller. There is no need
9129          * to copy it back.
9130          */
9131         if (!callee->in_callback_fn) {
9132                 /* Transfer references to the caller */
9133                 err = copy_reference_state(caller, callee);
9134                 if (err)
9135                         return err;
9136         }
9137
9138         *insn_idx = callee->callsite + 1;
9139         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
9140                 verbose(env, "returning from callee:\n");
9141                 print_verifier_state(env, callee, true);
9142                 verbose(env, "to caller at %d:\n", *insn_idx);
9143                 print_verifier_state(env, caller, true);
9144         }
9145         /* clear everything in the callee */
9146         free_func_state(callee);
9147         state->frame[state->curframe--] = NULL;
9148         return 0;
9149 }
9150
9151 static void do_refine_retval_range(struct bpf_reg_state *regs, int ret_type,
9152                                    int func_id,
9153                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
9154 {
9155         struct bpf_reg_state *ret_reg = &regs[BPF_REG_0];
9156
9157         if (ret_type != RET_INTEGER)
9158                 return;
9159
9160         switch (func_id) {
9161         case BPF_FUNC_get_stack:
9162         case BPF_FUNC_get_task_stack:
9163         case BPF_FUNC_probe_read_str:
9164         case BPF_FUNC_probe_read_kernel_str:
9165         case BPF_FUNC_probe_read_user_str:
9166                 ret_reg->smax_value = meta->msize_max_value;
9167                 ret_reg->s32_max_value = meta->msize_max_value;
9168                 ret_reg->smin_value = -MAX_ERRNO;
9169                 ret_reg->s32_min_value = -MAX_ERRNO;
9170                 reg_bounds_sync(ret_reg);
9171                 break;
9172         case BPF_FUNC_get_smp_processor_id:
9173                 ret_reg->umax_value = nr_cpu_ids - 1;
9174                 ret_reg->u32_max_value = nr_cpu_ids - 1;
9175                 ret_reg->smax_value = nr_cpu_ids - 1;
9176                 ret_reg->s32_max_value = nr_cpu_ids - 1;
9177                 ret_reg->umin_value = 0;
9178                 ret_reg->u32_min_value = 0;
9179                 ret_reg->smin_value = 0;
9180                 ret_reg->s32_min_value = 0;
9181                 reg_bounds_sync(ret_reg);
9182                 break;
9183         }
9184 }
9185
9186 static int
9187 record_func_map(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
9188                 int func_id, int insn_idx)
9189 {
9190         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
9191         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
9192
9193         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call &&
9194             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
9195             func_id != BPF_FUNC_map_update_elem &&
9196             func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
9197             func_id != BPF_FUNC_map_push_elem &&
9198             func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
9199             func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
9200             func_id != BPF_FUNC_for_each_map_elem &&
9201             func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
9202             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)
9203                 return 0;
9204
9205         if (map == NULL) {
9206                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
9207                 return -EINVAL;
9208         }
9209
9210         /* In case of read-only, some additional restrictions
9211          * need to be applied in order to prevent altering the
9212          * state of the map from program side.
9213          */
9214         if ((map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
9215             (func_id == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
9216              func_id == BPF_FUNC_map_update_elem ||
9217              func_id == BPF_FUNC_map_push_elem ||
9218              func_id == BPF_FUNC_map_pop_elem)) {
9219                 verbose(env, "write into map forbidden\n");
9220                 return -EACCES;
9221         }
9222
9223         if (!BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state))
9224                 bpf_map_ptr_store(aux, meta->map_ptr,
9225                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
9226         else if (BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) != meta->map_ptr)
9227                 bpf_map_ptr_store(aux, BPF_MAP_PTR_POISON,
9228                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
9229         return 0;
9230 }
9231
9232 static int
9233 record_func_key(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
9234                 int func_id, int insn_idx)
9235 {
9236         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
9237         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg;
9238         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
9239         u64 val, max;
9240         int err;
9241
9242         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
9243                 return 0;
9244         if (!map || map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY) {
9245                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
9246                 return -EINVAL;
9247         }
9248
9249         reg = &regs[BPF_REG_3];
9250         val = reg->var_off.value;
9251         max = map->max_entries;
9252
9253         if (!(register_is_const(reg) && val < max)) {
9254                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
9255                 return 0;
9256         }
9257
9258         err = mark_chain_precision(env, BPF_REG_3);
9259         if (err)
9260                 return err;
9261         if (bpf_map_key_unseen(aux))
9262                 bpf_map_key_store(aux, val);
9263         else if (!bpf_map_key_poisoned(aux) &&
9264                   bpf_map_key_immediate(aux) != val)
9265                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
9266         return 0;
9267 }
9268
9269 static int check_reference_leak(struct bpf_verifier_env *env)
9270 {
9271         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
9272         bool refs_lingering = false;
9273         int i;
9274
9275         if (state->frameno && !state->in_callback_fn)
9276                 return 0;
9277
9278         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
9279                 if (state->in_callback_fn && state->refs[i].callback_ref != state->frameno)
9280                         continue;
9281                 verbose(env, "Unreleased reference id=%d alloc_insn=%d\n",
9282                         state->refs[i].id, state->refs[i].insn_idx);
9283                 refs_lingering = true;
9284         }
9285         return refs_lingering ? -EINVAL : 0;
9286 }
9287
9288 static int check_bpf_snprintf_call(struct bpf_verifier_env *env,
9289                                    struct bpf_reg_state *regs)
9290 {
9291         struct bpf_reg_state *fmt_reg = &regs[BPF_REG_3];
9292         struct bpf_reg_state *data_len_reg = &regs[BPF_REG_5];
9293         struct bpf_map *fmt_map = fmt_reg->map_ptr;
9294         struct bpf_bprintf_data data = {};
9295         int err, fmt_map_off, num_args;
9296         u64 fmt_addr;
9297         char *fmt;
9298
9299         /* data must be an array of u64 */
9300         if (data_len_reg->var_off.value % 8)
9301                 return -EINVAL;
9302         num_args = data_len_reg->var_off.value / 8;
9303
9304         /* fmt being ARG_PTR_TO_CONST_STR guarantees that var_off is const
9305          * and map_direct_value_addr is set.
9306          */
9307         fmt_map_off = fmt_reg->off + fmt_reg->var_off.value;
9308         err = fmt_map->ops->map_direct_value_addr(fmt_map, &fmt_addr,
9309                                                   fmt_map_off);
9310         if (err) {
9311                 verbose(env, "verifier bug\n");
9312                 return -EFAULT;
9313         }
9314         fmt = (char *)(long)fmt_addr + fmt_map_off;
9315
9316         /* We are also guaranteed that fmt+fmt_map_off is NULL terminated, we
9317          * can focus on validating the format specifiers.
9318          */
9319         err = bpf_bprintf_prepare(fmt, UINT_MAX, NULL, num_args, &data);
9320         if (err < 0)
9321                 verbose(env, "Invalid format string\n");
9322
9323         return err;
9324 }
9325
9326 static int check_get_func_ip(struct bpf_verifier_env *env)
9327 {
9328         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
9329         int func_id = BPF_FUNC_get_func_ip;
9330
9331         if (type == BPF_PROG_TYPE_TRACING) {
9332                 if (!bpf_prog_has_trampoline(env->prog)) {
9333                         verbose(env, "func %s#%d supported only for fentry/fexit/fmod_ret programs\n",
9334                                 func_id_name(func_id), func_id);
9335                         return -ENOTSUPP;
9336                 }
9337                 return 0;
9338         } else if (type == BPF_PROG_TYPE_KPROBE) {
9339                 return 0;
9340         }
9341
9342         verbose(env, "func %s#%d not supported for program type %d\n",
9343                 func_id_name(func_id), func_id, type);
9344         return -ENOTSUPP;
9345 }
9346
9347 static struct bpf_insn_aux_data *cur_aux(struct bpf_verifier_env *env)
9348 {
9349         return &env->insn_aux_data[env->insn_idx];
9350 }
9351
9352 static bool loop_flag_is_zero(struct bpf_verifier_env *env)
9353 {
9354         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
9355         struct bpf_reg_state *reg = &regs[BPF_REG_4];
9356         bool reg_is_null = register_is_null(reg);
9357
9358         if (reg_is_null)
9359                 mark_chain_precision(env, BPF_REG_4);
9360
9361         return reg_is_null;
9362 }
9363
9364 static void update_loop_inline_state(struct bpf_verifier_env *env, u32 subprogno)
9365 {
9366         struct bpf_loop_inline_state *state = &cur_aux(env)->loop_inline_state;
9367
9368         if (!state->initialized) {
9369                 state->initialized = 1;
9370                 state->fit_for_inline = loop_flag_is_zero(env);
9371                 state->callback_subprogno = subprogno;
9372                 return;
9373         }
9374
9375         if (!state->fit_for_inline)
9376                 return;
9377
9378         state->fit_for_inline = (loop_flag_is_zero(env) &&
9379                                  state->callback_subprogno == subprogno);
9380 }
9381
9382 static int check_helper_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
9383                              int *insn_idx_p)
9384 {
9385         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
9386         const struct bpf_func_proto *fn = NULL;
9387         enum bpf_return_type ret_type;
9388         enum bpf_type_flag ret_flag;
9389         struct bpf_reg_state *regs;
9390         struct bpf_call_arg_meta meta;
9391         int insn_idx = *insn_idx_p;
9392         bool changes_data;
9393         int i, err, func_id;
9394
9395         /* find function prototype */
9396         func_id = insn->imm;
9397         if (func_id < 0 || func_id >= __BPF_FUNC_MAX_ID) {
9398                 verbose(env, "invalid func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
9399                         func_id);
9400                 return -EINVAL;
9401         }
9402
9403         if (env->ops->get_func_proto)
9404                 fn = env->ops->get_func_proto(func_id, env->prog);
9405         if (!fn) {
9406                 verbose(env, "unknown func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
9407                         func_id);
9408                 return -EINVAL;
9409         }
9410
9411         /* eBPF programs must be GPL compatible to use GPL-ed functions */
9412         if (!env->prog->gpl_compatible && fn->gpl_only) {
9413                 verbose(env, "cannot call GPL-restricted function from non-GPL compatible program\n");
9414                 return -EINVAL;
9415         }
9416
9417         if (fn->allowed && !fn->allowed(env->prog)) {
9418                 verbose(env, "helper call is not allowed in probe\n");
9419                 return -EINVAL;
9420         }
9421
9422         if (!env->prog->aux->sleepable && fn->might_sleep) {
9423                 verbose(env, "helper call might sleep in a non-sleepable prog\n");
9424                 return -EINVAL;
9425         }
9426
9427         /* With LD_ABS/IND some JITs save/restore skb from r1. */
9428         changes_data = bpf_helper_changes_pkt_data(fn->func);
9429         if (changes_data && fn->arg1_type != ARG_PTR_TO_CTX) {
9430                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d: r1 != ctx\n",
9431                         func_id_name(func_id), func_id);
9432                 return -EINVAL;
9433         }
9434
9435         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
9436         meta.pkt_access = fn->pkt_access;
9437
9438         err = check_func_proto(fn, func_id);
9439         if (err) {
9440                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
9441                         func_id_name(func_id), func_id);
9442                 return err;
9443         }
9444
9445         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
9446                 if (fn->might_sleep) {
9447                         verbose(env, "sleepable helper %s#%d in rcu_read_lock region\n",
9448                                 func_id_name(func_id), func_id);
9449                         return -EINVAL;
9450                 }
9451
9452                 if (env->prog->aux->sleepable && is_storage_get_function(func_id))
9453                         env->insn_aux_data[insn_idx].storage_get_func_atomic = true;
9454         }
9455
9456         meta.func_id = func_id;
9457         /* check args */
9458         for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++) {
9459                 err = check_func_arg(env, i, &meta, fn, insn_idx);
9460                 if (err)
9461                         return err;
9462         }
9463
9464         err = record_func_map(env, &meta, func_id, insn_idx);
9465         if (err)
9466                 return err;
9467
9468         err = record_func_key(env, &meta, func_id, insn_idx);
9469         if (err)
9470                 return err;
9471
9472         /* Mark slots with STACK_MISC in case of raw mode, stack offset
9473          * is inferred from register state.
9474          */
9475         for (i = 0; i < meta.access_size; i++) {
9476                 err = check_mem_access(env, insn_idx, meta.regno, i, BPF_B,
9477                                        BPF_WRITE, -1, false);
9478                 if (err)
9479                         return err;
9480         }
9481
9482         regs = cur_regs(env);
9483
9484         if (meta.release_regno) {
9485                 err = -EINVAL;
9486                 /* This can only be set for PTR_TO_STACK, as CONST_PTR_TO_DYNPTR cannot
9487                  * be released by any dynptr helper. Hence, unmark_stack_slots_dynptr
9488                  * is safe to do directly.
9489                  */
9490                 if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[meta.release_regno - BPF_REG_1])) {
9491                         if (regs[meta.release_regno].type == CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
9492                                 verbose(env, "verifier internal error: CONST_PTR_TO_DYNPTR cannot be released\n");
9493                                 return -EFAULT;
9494                         }
9495                         err = unmark_stack_slots_dynptr(env, &regs[meta.release_regno]);
9496                 } else if (meta.ref_obj_id) {
9497                         err = release_reference(env, meta.ref_obj_id);
9498                 } else if (register_is_null(&regs[meta.release_regno])) {
9499                         /* meta.ref_obj_id can only be 0 if register that is meant to be
9500                          * released is NULL, which must be > R0.
9501                          */
9502                         err = 0;
9503                 }
9504                 if (err) {
9505                         verbose(env, "func %s#%d reference has not been acquired before\n",
9506                                 func_id_name(func_id), func_id);
9507                         return err;
9508                 }
9509         }
9510
9511         switch (func_id) {
9512         case BPF_FUNC_tail_call:
9513                 err = check_reference_leak(env);
9514                 if (err) {
9515                         verbose(env, "tail_call would lead to reference leak\n");
9516                         return err;
9517                 }
9518                 break;
9519         case BPF_FUNC_get_local_storage:
9520                 /* check that flags argument in get_local_storage(map, flags) is 0,
9521                  * this is required because get_local_storage() can't return an error.
9522                  */
9523                 if (!register_is_null(&regs[BPF_REG_2])) {
9524                         verbose(env, "get_local_storage() doesn't support non-zero flags\n");
9525                         return -EINVAL;
9526                 }
9527                 break;
9528         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
9529                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9530                                         set_map_elem_callback_state);
9531                 break;
9532         case BPF_FUNC_timer_set_callback:
9533                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9534                                         set_timer_callback_state);
9535                 break;
9536         case BPF_FUNC_find_vma:
9537                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9538                                         set_find_vma_callback_state);
9539                 break;
9540         case BPF_FUNC_snprintf:
9541                 err = check_bpf_snprintf_call(env, regs);
9542                 break;
9543         case BPF_FUNC_loop:
9544                 update_loop_inline_state(env, meta.subprogno);
9545                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9546                                         set_loop_callback_state);
9547                 break;
9548         case BPF_FUNC_dynptr_from_mem:
9549                 if (regs[BPF_REG_1].type != PTR_TO_MAP_VALUE) {
9550                         verbose(env, "Unsupported reg type %s for bpf_dynptr_from_mem data\n",
9551                                 reg_type_str(env, regs[BPF_REG_1].type));
9552                         return -EACCES;
9553                 }
9554                 break;
9555         case BPF_FUNC_set_retval:
9556                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM &&
9557                     env->prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP) {
9558                         if (!env->prog->aux->attach_func_proto->type) {
9559                                 /* Make sure programs that attach to void
9560                                  * hooks don't try to modify return value.
9561                                  */
9562                                 verbose(env, "BPF_LSM_CGROUP that attach to void LSM hooks can't modify return value!\n");
9563                                 return -EINVAL;
9564                         }
9565                 }
9566                 break;
9567         case BPF_FUNC_dynptr_data:
9568         {
9569                 struct bpf_reg_state *reg;
9570                 int id, ref_obj_id;
9571
9572                 reg = get_dynptr_arg_reg(env, fn, regs);
9573                 if (!reg)
9574                         return -EFAULT;
9575
9576
9577                 if (meta.dynptr_id) {
9578                         verbose(env, "verifier internal error: meta.dynptr_id already set\n");
9579                         return -EFAULT;
9580                 }
9581                 if (meta.ref_obj_id) {
9582                         verbose(env, "verifier internal error: meta.ref_obj_id already set\n");
9583                         return -EFAULT;
9584                 }
9585
9586                 id = dynptr_id(env, reg);
9587                 if (id < 0) {
9588                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr id\n");
9589                         return id;
9590                 }
9591
9592                 ref_obj_id = dynptr_ref_obj_id(env, reg);
9593                 if (ref_obj_id < 0) {
9594                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr ref_obj_id\n");
9595                         return ref_obj_id;
9596                 }
9597
9598                 meta.dynptr_id = id;
9599                 meta.ref_obj_id = ref_obj_id;
9600
9601                 break;
9602         }
9603         case BPF_FUNC_dynptr_write:
9604         {
9605                 enum bpf_dynptr_type dynptr_type;
9606                 struct bpf_reg_state *reg;
9607
9608                 reg = get_dynptr_arg_reg(env, fn, regs);
9609                 if (!reg)
9610                         return -EFAULT;
9611
9612                 dynptr_type = dynptr_get_type(env, reg);
9613                 if (dynptr_type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID)
9614                         return -EFAULT;
9615
9616                 if (dynptr_type == BPF_DYNPTR_TYPE_SKB)
9617                         /* this will trigger clear_all_pkt_pointers(), which will
9618                          * invalidate all dynptr slices associated with the skb
9619                          */
9620                         changes_data = true;
9621
9622                 break;
9623         }
9624         case BPF_FUNC_user_ringbuf_drain:
9625                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9626                                         set_user_ringbuf_callback_state);
9627                 break;
9628         }
9629
9630         if (err)
9631                 return err;
9632
9633         /* reset caller saved regs */
9634         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
9635                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
9636                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
9637         }
9638
9639         /* helper call returns 64-bit value. */
9640         regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
9641
9642         /* update return register (already marked as written above) */
9643         ret_type = fn->ret_type;
9644         ret_flag = type_flag(ret_type);
9645
9646         switch (base_type(ret_type)) {
9647         case RET_INTEGER:
9648                 /* sets type to SCALAR_VALUE */
9649                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
9650                 break;
9651         case RET_VOID:
9652                 regs[BPF_REG_0].type = NOT_INIT;
9653                 break;
9654         case RET_PTR_TO_MAP_VALUE:
9655                 /* There is no offset yet applied, variable or fixed */
9656                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9657                 /* remember map_ptr, so that check_map_access()
9658                  * can check 'value_size' boundary of memory access
9659                  * to map element returned from bpf_map_lookup_elem()
9660                  */
9661                 if (meta.map_ptr == NULL) {
9662                         verbose(env,
9663                                 "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
9664                         return -EINVAL;
9665                 }
9666                 regs[BPF_REG_0].map_ptr = meta.map_ptr;
9667                 regs[BPF_REG_0].map_uid = meta.map_uid;
9668                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE | ret_flag;
9669                 if (!type_may_be_null(ret_type) &&
9670                     btf_record_has_field(meta.map_ptr->record, BPF_SPIN_LOCK)) {
9671                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
9672                 }
9673                 break;
9674         case RET_PTR_TO_SOCKET:
9675                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9676                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCKET | ret_flag;
9677                 break;
9678         case RET_PTR_TO_SOCK_COMMON:
9679                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9680                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCK_COMMON | ret_flag;
9681                 break;
9682         case RET_PTR_TO_TCP_SOCK:
9683                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9684                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_TCP_SOCK | ret_flag;
9685                 break;
9686         case RET_PTR_TO_MEM:
9687                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9688                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
9689                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.mem_size;
9690                 break;
9691         case RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID:
9692         {
9693                 const struct btf_type *t;
9694
9695                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9696                 t = btf_type_skip_modifiers(meta.ret_btf, meta.ret_btf_id, NULL);
9697                 if (!btf_type_is_struct(t)) {
9698                         u32 tsize;
9699                         const struct btf_type *ret;
9700                         const char *tname;
9701
9702                         /* resolve the type size of ksym. */
9703                         ret = btf_resolve_size(meta.ret_btf, t, &tsize);
9704                         if (IS_ERR(ret)) {
9705                                 tname = btf_name_by_offset(meta.ret_btf, t->name_off);
9706                                 verbose(env, "unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
9707                                         tname, PTR_ERR(ret));
9708                                 return -EINVAL;
9709                         }
9710                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
9711                         regs[BPF_REG_0].mem_size = tsize;
9712                 } else {
9713                         /* MEM_RDONLY may be carried from ret_flag, but it
9714                          * doesn't apply on PTR_TO_BTF_ID. Fold it, otherwise
9715                          * it will confuse the check of PTR_TO_BTF_ID in
9716                          * check_mem_access().
9717                          */
9718                         ret_flag &= ~MEM_RDONLY;
9719
9720                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
9721                         regs[BPF_REG_0].btf = meta.ret_btf;
9722                         regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
9723                 }
9724                 break;
9725         }
9726         case RET_PTR_TO_BTF_ID:
9727         {
9728                 struct btf *ret_btf;
9729                 int ret_btf_id;
9730
9731                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9732                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
9733                 if (func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
9734                         ret_btf = meta.kptr_field->kptr.btf;
9735                         ret_btf_id = meta.kptr_field->kptr.btf_id;
9736                         if (!btf_is_kernel(ret_btf))
9737                                 regs[BPF_REG_0].type |= MEM_ALLOC;
9738                 } else {
9739                         if (fn->ret_btf_id == BPF_PTR_POISON) {
9740                                 verbose(env, "verifier internal error:");
9741                                 verbose(env, "func %s has non-overwritten BPF_PTR_POISON return type\n",
9742                                         func_id_name(func_id));
9743                                 return -EINVAL;
9744                         }
9745                         ret_btf = btf_vmlinux;
9746                         ret_btf_id = *fn->ret_btf_id;
9747                 }
9748                 if (ret_btf_id == 0) {
9749                         verbose(env, "invalid return type %u of func %s#%d\n",
9750                                 base_type(ret_type), func_id_name(func_id),
9751                                 func_id);
9752                         return -EINVAL;
9753                 }
9754                 regs[BPF_REG_0].btf = ret_btf;
9755                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
9756                 break;
9757         }
9758         default:
9759                 verbose(env, "unknown return type %u of func %s#%d\n",
9760                         base_type(ret_type), func_id_name(func_id), func_id);
9761                 return -EINVAL;
9762         }
9763
9764         if (type_may_be_null(regs[BPF_REG_0].type))
9765                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
9766
9767         if (helper_multiple_ref_obj_use(func_id, meta.map_ptr)) {
9768                 verbose(env, "verifier internal error: func %s#%d sets ref_obj_id more than once\n",
9769                         func_id_name(func_id), func_id);
9770                 return -EFAULT;
9771         }
9772
9773         if (is_dynptr_ref_function(func_id))
9774                 regs[BPF_REG_0].dynptr_id = meta.dynptr_id;
9775
9776         if (is_ptr_cast_function(func_id) || is_dynptr_ref_function(func_id)) {
9777                 /* For release_reference() */
9778                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
9779         } else if (is_acquire_function(func_id, meta.map_ptr)) {
9780                 int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
9781
9782                 if (id < 0)
9783                         return id;
9784                 /* For mark_ptr_or_null_reg() */
9785                 regs[BPF_REG_0].id = id;
9786                 /* For release_reference() */
9787                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
9788         }
9789
9790         do_refine_retval_range(regs, fn->ret_type, func_id, &meta);
9791
9792         err = check_map_func_compatibility(env, meta.map_ptr, func_id);
9793         if (err)
9794                 return err;
9795
9796         if ((func_id == BPF_FUNC_get_stack ||
9797              func_id == BPF_FUNC_get_task_stack) &&
9798             !env->prog->has_callchain_buf) {
9799                 const char *err_str;
9800
9801 #ifdef CONFIG_PERF_EVENTS
9802                 err = get_callchain_buffers(sysctl_perf_event_max_stack);
9803                 err_str = "cannot get callchain buffer for func %s#%d\n";
9804 #else
9805                 err = -ENOTSUPP;
9806                 err_str = "func %s#%d not supported without CONFIG_PERF_EVENTS\n";
9807 #endif
9808                 if (err) {
9809                         verbose(env, err_str, func_id_name(func_id), func_id);
9810                         return err;
9811                 }
9812
9813                 env->prog->has_callchain_buf = true;
9814         }
9815
9816         if (func_id == BPF_FUNC_get_stackid || func_id == BPF_FUNC_get_stack)
9817                 env->prog->call_get_stack = true;
9818
9819         if (func_id == BPF_FUNC_get_func_ip) {
9820                 if (check_get_func_ip(env))
9821                         return -ENOTSUPP;
9822                 env->prog->call_get_func_ip = true;
9823         }
9824
9825         if (changes_data)
9826                 clear_all_pkt_pointers(env);
9827         return 0;
9828 }
9829
9830 /* mark_btf_func_reg_size() is used when the reg size is determined by
9831  * the BTF func_proto's return value size and argument.
9832  */
9833 static void mark_btf_func_reg_size(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
9834                                    size_t reg_size)
9835 {
9836         struct bpf_reg_state *reg = &cur_regs(env)[regno];
9837
9838         if (regno == BPF_REG_0) {
9839                 /* Function return value */
9840                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
9841                 reg->subreg_def = reg_size == sizeof(u64) ?
9842                         DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
9843         } else {
9844                 /* Function argument */
9845                 if (reg_size == sizeof(u64)) {
9846                         mark_insn_zext(env, reg);
9847                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
9848                 } else {
9849                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ32);
9850                 }
9851         }
9852 }
9853
9854 static bool is_kfunc_acquire(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
9855 {
9856         return meta->kfunc_flags & KF_ACQUIRE;
9857 }
9858
9859 static bool is_kfunc_release(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
9860 {
9861         return meta->kfunc_flags & KF_RELEASE;
9862 }
9863
9864 static bool is_kfunc_trusted_args(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
9865 {
9866         return (meta->kfunc_flags & KF_TRUSTED_ARGS) || is_kfunc_release(meta);
9867 }
9868
9869 static bool is_kfunc_sleepable(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
9870 {
9871         return meta->kfunc_flags & KF_SLEEPABLE;
9872 }
9873
9874 static bool is_kfunc_destructive(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
9875 {
9876         return meta->kfunc_flags & KF_DESTRUCTIVE;
9877 }
9878
9879 static bool is_kfunc_rcu(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
9880 {
9881         return meta->kfunc_flags & KF_RCU;
9882 }
9883
9884 static bool __kfunc_param_match_suffix(const struct btf *btf,
9885                                        const struct btf_param *arg,
9886                                        const char *suffix)
9887 {
9888         int suffix_len = strlen(suffix), len;
9889         const char *param_name;
9890
9891         /* In the future, this can be ported to use BTF tagging */
9892         param_name = btf_name_by_offset(btf, arg->name_off);
9893         if (str_is_empty(param_name))
9894                 return false;
9895         len = strlen(param_name);
9896         if (len < suffix_len)
9897                 return false;
9898         param_name += len - suffix_len;
9899         return !strncmp(param_name, suffix, suffix_len);
9900 }
9901
9902 static bool is_kfunc_arg_mem_size(const struct btf *btf,
9903                                   const struct btf_param *arg,
9904                                   const struct bpf_reg_state *reg)
9905 {
9906         const struct btf_type *t;
9907
9908         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
9909         if (!btf_type_is_scalar(t) || reg->type != SCALAR_VALUE)
9910                 return false;
9911
9912         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__sz");
9913 }
9914
9915 static bool is_kfunc_arg_const_mem_size(const struct btf *btf,
9916                                         const struct btf_param *arg,
9917                                         const struct bpf_reg_state *reg)
9918 {
9919         const struct btf_type *t;
9920
9921         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
9922         if (!btf_type_is_scalar(t) || reg->type != SCALAR_VALUE)
9923                 return false;
9924
9925         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__szk");
9926 }
9927
9928 static bool is_kfunc_arg_optional(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9929 {
9930         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__opt");
9931 }
9932
9933 static bool is_kfunc_arg_constant(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9934 {
9935         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__k");
9936 }
9937
9938 static bool is_kfunc_arg_ignore(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9939 {
9940         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__ign");
9941 }
9942
9943 static bool is_kfunc_arg_alloc_obj(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9944 {
9945         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__alloc");
9946 }
9947
9948 static bool is_kfunc_arg_uninit(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9949 {
9950         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__uninit");
9951 }
9952
9953 static bool is_kfunc_arg_refcounted_kptr(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9954 {
9955         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__refcounted_kptr");
9956 }
9957
9958 static bool is_kfunc_arg_scalar_with_name(const struct btf *btf,
9959                                           const struct btf_param *arg,
9960                                           const char *name)
9961 {
9962         int len, target_len = strlen(name);
9963         const char *param_name;
9964
9965         param_name = btf_name_by_offset(btf, arg->name_off);
9966         if (str_is_empty(param_name))
9967                 return false;
9968         len = strlen(param_name);
9969         if (len != target_len)
9970                 return false;
9971         if (strcmp(param_name, name))
9972                 return false;
9973
9974         return true;
9975 }
9976
9977 enum {
9978         KF_ARG_DYNPTR_ID,
9979         KF_ARG_LIST_HEAD_ID,
9980         KF_ARG_LIST_NODE_ID,
9981         KF_ARG_RB_ROOT_ID,
9982         KF_ARG_RB_NODE_ID,
9983 };
9984
9985 BTF_ID_LIST(kf_arg_btf_ids)
9986 BTF_ID(struct, bpf_dynptr_kern)
9987 BTF_ID(struct, bpf_list_head)
9988 BTF_ID(struct, bpf_list_node)
9989 BTF_ID(struct, bpf_rb_root)
9990 BTF_ID(struct, bpf_rb_node)
9991
9992 static bool __is_kfunc_ptr_arg_type(const struct btf *btf,
9993                                     const struct btf_param *arg, int type)
9994 {
9995         const struct btf_type *t;
9996         u32 res_id;
9997
9998         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
9999         if (!t)
10000                 return false;
10001         if (!btf_type_is_ptr(t))
10002                 return false;
10003         t = btf_type_skip_modifiers(btf, t->type, &res_id);
10004         if (!t)
10005                 return false;
10006         return btf_types_are_same(btf, res_id, btf_vmlinux, kf_arg_btf_ids[type]);
10007 }
10008
10009 static bool is_kfunc_arg_dynptr(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10010 {
10011         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_DYNPTR_ID);
10012 }
10013
10014 static bool is_kfunc_arg_list_head(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10015 {
10016         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_LIST_HEAD_ID);
10017 }
10018
10019 static bool is_kfunc_arg_list_node(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10020 {
10021         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_LIST_NODE_ID);
10022 }
10023
10024 static bool is_kfunc_arg_rbtree_root(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10025 {
10026         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_RB_ROOT_ID);
10027 }
10028
10029 static bool is_kfunc_arg_rbtree_node(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10030 {
10031         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_RB_NODE_ID);
10032 }
10033
10034 static bool is_kfunc_arg_callback(struct bpf_verifier_env *env, const struct btf *btf,
10035                                   const struct btf_param *arg)
10036 {
10037         const struct btf_type *t;
10038
10039         t = btf_type_resolve_func_ptr(btf, arg->type, NULL);
10040         if (!t)
10041                 return false;
10042
10043         return true;
10044 }
10045
10046 /* Returns true if struct is composed of scalars, 4 levels of nesting allowed */
10047 static bool __btf_type_is_scalar_struct(struct bpf_verifier_env *env,
10048                                         const struct btf *btf,
10049                                         const struct btf_type *t, int rec)
10050 {
10051         const struct btf_type *member_type;
10052         const struct btf_member *member;
10053         u32 i;
10054
10055         if (!btf_type_is_struct(t))
10056                 return false;
10057
10058         for_each_member(i, t, member) {
10059                 const struct btf_array *array;
10060
10061                 member_type = btf_type_skip_modifiers(btf, member->type, NULL);
10062                 if (btf_type_is_struct(member_type)) {
10063                         if (rec >= 3) {
10064                                 verbose(env, "max struct nesting depth exceeded\n");
10065                                 return false;
10066                         }
10067                         if (!__btf_type_is_scalar_struct(env, btf, member_type, rec + 1))
10068                                 return false;
10069                         continue;
10070                 }
10071                 if (btf_type_is_array(member_type)) {
10072                         array = btf_array(member_type);
10073                         if (!array->nelems)
10074                                 return false;
10075                         member_type = btf_type_skip_modifiers(btf, array->type, NULL);
10076                         if (!btf_type_is_scalar(member_type))
10077                                 return false;
10078                         continue;
10079                 }
10080                 if (!btf_type_is_scalar(member_type))
10081                         return false;
10082         }
10083         return true;
10084 }
10085
10086 enum kfunc_ptr_arg_type {
10087         KF_ARG_PTR_TO_CTX,
10088         KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID,    /* Allocated object */
10089         KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR, /* Refcounted local kptr */
10090         KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR,
10091         KF_ARG_PTR_TO_ITER,
10092         KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD,
10093         KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE,
10094         KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID,          /* Also covers reg2btf_ids conversions */
10095         KF_ARG_PTR_TO_MEM,
10096         KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE,        /* Size derived from next argument, skip it */
10097         KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK,
10098         KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT,
10099         KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE,
10100 };
10101
10102 enum special_kfunc_type {
10103         KF_bpf_obj_new_impl,
10104         KF_bpf_obj_drop_impl,
10105         KF_bpf_refcount_acquire_impl,
10106         KF_bpf_list_push_front_impl,
10107         KF_bpf_list_push_back_impl,
10108         KF_bpf_list_pop_front,
10109         KF_bpf_list_pop_back,
10110         KF_bpf_cast_to_kern_ctx,
10111         KF_bpf_rdonly_cast,
10112         KF_bpf_rcu_read_lock,
10113         KF_bpf_rcu_read_unlock,
10114         KF_bpf_rbtree_remove,
10115         KF_bpf_rbtree_add_impl,
10116         KF_bpf_rbtree_first,
10117         KF_bpf_dynptr_from_skb,
10118         KF_bpf_dynptr_from_xdp,
10119         KF_bpf_dynptr_slice,
10120         KF_bpf_dynptr_slice_rdwr,
10121         KF_bpf_dynptr_clone,
10122 };
10123
10124 BTF_SET_START(special_kfunc_set)
10125 BTF_ID(func, bpf_obj_new_impl)
10126 BTF_ID(func, bpf_obj_drop_impl)
10127 BTF_ID(func, bpf_refcount_acquire_impl)
10128 BTF_ID(func, bpf_list_push_front_impl)
10129 BTF_ID(func, bpf_list_push_back_impl)
10130 BTF_ID(func, bpf_list_pop_front)
10131 BTF_ID(func, bpf_list_pop_back)
10132 BTF_ID(func, bpf_cast_to_kern_ctx)
10133 BTF_ID(func, bpf_rdonly_cast)
10134 BTF_ID(func, bpf_rbtree_remove)
10135 BTF_ID(func, bpf_rbtree_add_impl)
10136 BTF_ID(func, bpf_rbtree_first)
10137 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_skb)
10138 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_xdp)
10139 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice)
10140 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice_rdwr)
10141 BTF_ID(func, bpf_dynptr_clone)
10142 BTF_SET_END(special_kfunc_set)
10143
10144 BTF_ID_LIST(special_kfunc_list)
10145 BTF_ID(func, bpf_obj_new_impl)
10146 BTF_ID(func, bpf_obj_drop_impl)
10147 BTF_ID(func, bpf_refcount_acquire_impl)
10148 BTF_ID(func, bpf_list_push_front_impl)
10149 BTF_ID(func, bpf_list_push_back_impl)
10150 BTF_ID(func, bpf_list_pop_front)
10151 BTF_ID(func, bpf_list_pop_back)
10152 BTF_ID(func, bpf_cast_to_kern_ctx)
10153 BTF_ID(func, bpf_rdonly_cast)
10154 BTF_ID(func, bpf_rcu_read_lock)
10155 BTF_ID(func, bpf_rcu_read_unlock)
10156 BTF_ID(func, bpf_rbtree_remove)
10157 BTF_ID(func, bpf_rbtree_add_impl)
10158 BTF_ID(func, bpf_rbtree_first)
10159 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_skb)
10160 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_xdp)
10161 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice)
10162 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice_rdwr)
10163 BTF_ID(func, bpf_dynptr_clone)
10164
10165 static bool is_kfunc_ret_null(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10166 {
10167         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl] &&
10168             meta->arg_owning_ref) {
10169                 return false;
10170         }
10171
10172         return meta->kfunc_flags & KF_RET_NULL;
10173 }
10174
10175 static bool is_kfunc_bpf_rcu_read_lock(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10176 {
10177         return meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rcu_read_lock];
10178 }
10179
10180 static bool is_kfunc_bpf_rcu_read_unlock(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10181 {
10182         return meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rcu_read_unlock];
10183 }
10184
10185 static enum kfunc_ptr_arg_type
10186 get_kfunc_ptr_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
10187                        struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10188                        const struct btf_type *t, const struct btf_type *ref_t,
10189                        const char *ref_tname, const struct btf_param *args,
10190                        int argno, int nargs)
10191 {
10192         u32 regno = argno + 1;
10193         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
10194         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
10195         bool arg_mem_size = false;
10196
10197         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx])
10198                 return KF_ARG_PTR_TO_CTX;
10199
10200         /* In this function, we verify the kfunc's BTF as per the argument type,
10201          * leaving the rest of the verification with respect to the register
10202          * type to our caller. When a set of conditions hold in the BTF type of
10203          * arguments, we resolve it to a known kfunc_ptr_arg_type.
10204          */
10205         if (btf_get_prog_ctx_type(&env->log, meta->btf, t, resolve_prog_type(env->prog), argno))
10206                 return KF_ARG_PTR_TO_CTX;
10207
10208         if (is_kfunc_arg_alloc_obj(meta->btf, &args[argno]))
10209                 return KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID;
10210
10211         if (is_kfunc_arg_refcounted_kptr(meta->btf, &args[argno]))
10212                 return KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR;
10213
10214         if (is_kfunc_arg_dynptr(meta->btf, &args[argno]))
10215                 return KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR;
10216
10217         if (is_kfunc_arg_iter(meta, argno))
10218                 return KF_ARG_PTR_TO_ITER;
10219
10220         if (is_kfunc_arg_list_head(meta->btf, &args[argno]))
10221                 return KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD;
10222
10223         if (is_kfunc_arg_list_node(meta->btf, &args[argno]))
10224                 return KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE;
10225
10226         if (is_kfunc_arg_rbtree_root(meta->btf, &args[argno]))
10227                 return KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT;
10228
10229         if (is_kfunc_arg_rbtree_node(meta->btf, &args[argno]))
10230                 return KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE;
10231
10232         if ((base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID || reg2btf_ids[base_type(reg->type)])) {
10233                 if (!btf_type_is_struct(ref_t)) {
10234                         verbose(env, "kernel function %s args#%d pointer type %s %s is not supported\n",
10235                                 meta->func_name, argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname);
10236                         return -EINVAL;
10237                 }
10238                 return KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID;
10239         }
10240
10241         if (is_kfunc_arg_callback(env, meta->btf, &args[argno]))
10242                 return KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK;
10243
10244
10245         if (argno + 1 < nargs &&
10246             (is_kfunc_arg_mem_size(meta->btf, &args[argno + 1], &regs[regno + 1]) ||
10247              is_kfunc_arg_const_mem_size(meta->btf, &args[argno + 1], &regs[regno + 1])))
10248                 arg_mem_size = true;
10249
10250         /* This is the catch all argument type of register types supported by
10251          * check_helper_mem_access. However, we only allow when argument type is
10252          * pointer to scalar, or struct composed (recursively) of scalars. When
10253          * arg_mem_size is true, the pointer can be void *.
10254          */
10255         if (!btf_type_is_scalar(ref_t) && !__btf_type_is_scalar_struct(env, meta->btf, ref_t, 0) &&
10256             (arg_mem_size ? !btf_type_is_void(ref_t) : 1)) {
10257                 verbose(env, "arg#%d pointer type %s %s must point to %sscalar, or struct with scalar\n",
10258                         argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname, arg_mem_size ? "void, " : "");
10259                 return -EINVAL;
10260         }
10261         return arg_mem_size ? KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE : KF_ARG_PTR_TO_MEM;
10262 }
10263
10264 static int process_kf_arg_ptr_to_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
10265                                         struct bpf_reg_state *reg,
10266                                         const struct btf_type *ref_t,
10267                                         const char *ref_tname, u32 ref_id,
10268                                         struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10269                                         int argno)
10270 {
10271         const struct btf_type *reg_ref_t;
10272         bool strict_type_match = false;
10273         const struct btf *reg_btf;
10274         const char *reg_ref_tname;
10275         u32 reg_ref_id;
10276
10277         if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID) {
10278                 reg_btf = reg->btf;
10279                 reg_ref_id = reg->btf_id;
10280         } else {
10281                 reg_btf = btf_vmlinux;
10282                 reg_ref_id = *reg2btf_ids[base_type(reg->type)];
10283         }
10284
10285         /* Enforce strict type matching for calls to kfuncs that are acquiring
10286          * or releasing a reference, or are no-cast aliases. We do _not_
10287          * enforce strict matching for plain KF_TRUSTED_ARGS kfuncs by default,
10288          * as we want to enable BPF programs to pass types that are bitwise
10289          * equivalent without forcing them to explicitly cast with something
10290          * like bpf_cast_to_kern_ctx().
10291          *
10292          * For example, say we had a type like the following:
10293          *
10294          * struct bpf_cpumask {
10295          *      cpumask_t cpumask;
10296          *      refcount_t usage;
10297          * };
10298          *
10299          * Note that as specified in <linux/cpumask.h>, cpumask_t is typedef'ed
10300          * to a struct cpumask, so it would be safe to pass a struct
10301          * bpf_cpumask * to a kfunc expecting a struct cpumask *.
10302          *
10303          * The philosophy here is similar to how we allow scalars of different
10304          * types to be passed to kfuncs as long as the size is the same. The
10305          * only difference here is that we're simply allowing
10306          * btf_struct_ids_match() to walk the struct at the 0th offset, and
10307          * resolve types.
10308          */
10309         if (is_kfunc_acquire(meta) ||
10310             (is_kfunc_release(meta) && reg->ref_obj_id) ||
10311             btf_type_ids_nocast_alias(&env->log, reg_btf, reg_ref_id, meta->btf, ref_id))
10312                 strict_type_match = true;
10313
10314         WARN_ON_ONCE(is_kfunc_trusted_args(meta) && reg->off);
10315
10316         reg_ref_t = btf_type_skip_modifiers(reg_btf, reg_ref_id, &reg_ref_id);
10317         reg_ref_tname = btf_name_by_offset(reg_btf, reg_ref_t->name_off);
10318         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg_btf, reg_ref_id, reg->off, meta->btf, ref_id, strict_type_match)) {
10319                 verbose(env, "kernel function %s args#%d expected pointer to %s %s but R%d has a pointer to %s %s\n",
10320                         meta->func_name, argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname, argno + 1,
10321                         btf_type_str(reg_ref_t), reg_ref_tname);
10322                 return -EINVAL;
10323         }
10324         return 0;
10325 }
10326
10327 static int ref_set_non_owning(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
10328 {
10329         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
10330
10331         if (!state->active_lock.ptr) {
10332                 verbose(env, "verifier internal error: ref_set_non_owning w/o active lock\n");
10333                 return -EFAULT;
10334         }
10335
10336         if (type_flag(reg->type) & NON_OWN_REF) {
10337                 verbose(env, "verifier internal error: NON_OWN_REF already set\n");
10338                 return -EFAULT;
10339         }
10340
10341         reg->type |= NON_OWN_REF;
10342         return 0;
10343 }
10344
10345 static int ref_convert_owning_non_owning(struct bpf_verifier_env *env, u32 ref_obj_id)
10346 {
10347         struct bpf_func_state *state, *unused;
10348         struct bpf_reg_state *reg;
10349         int i;
10350
10351         state = cur_func(env);
10352
10353         if (!ref_obj_id) {
10354                 verbose(env, "verifier internal error: ref_obj_id is zero for "
10355                              "owning -> non-owning conversion\n");
10356                 return -EFAULT;
10357         }
10358
10359         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
10360                 if (state->refs[i].id != ref_obj_id)
10361                         continue;
10362
10363                 /* Clear ref_obj_id here so release_reference doesn't clobber
10364                  * the whole reg
10365                  */
10366                 bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, unused, reg, ({
10367                         if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id) {
10368                                 reg->ref_obj_id = 0;
10369                                 ref_set_non_owning(env, reg);
10370                         }
10371                 }));
10372                 return 0;
10373         }
10374
10375         verbose(env, "verifier internal error: ref state missing for ref_obj_id\n");
10376         return -EFAULT;
10377 }
10378
10379 /* Implementation details:
10380  *
10381  * Each register points to some region of memory, which we define as an
10382  * allocation. Each allocation may embed a bpf_spin_lock which protects any
10383  * special BPF objects (bpf_list_head, bpf_rb_root, etc.) part of the same
10384  * allocation. The lock and the data it protects are colocated in the same
10385  * memory region.
10386  *
10387  * Hence, everytime a register holds a pointer value pointing to such
10388  * allocation, the verifier preserves a unique reg->id for it.
10389  *
10390  * The verifier remembers the lock 'ptr' and the lock 'id' whenever
10391  * bpf_spin_lock is called.
10392  *
10393  * To enable this, lock state in the verifier captures two values:
10394  *      active_lock.ptr = Register's type specific pointer
10395  *      active_lock.id  = A unique ID for each register pointer value
10396  *
10397  * Currently, PTR_TO_MAP_VALUE and PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC are the two
10398  * supported register types.
10399  *
10400  * The active_lock.ptr in case of map values is the reg->map_ptr, and in case of
10401  * allocated objects is the reg->btf pointer.
10402  *
10403  * The active_lock.id is non-unique for maps supporting direct_value_addr, as we
10404  * can establish the provenance of the map value statically for each distinct
10405  * lookup into such maps. They always contain a single map value hence unique
10406  * IDs for each pseudo load pessimizes the algorithm and rejects valid programs.
10407  *
10408  * So, in case of global variables, they use array maps with max_entries = 1,
10409  * hence their active_lock.ptr becomes map_ptr and id = 0 (since they all point
10410  * into the same map value as max_entries is 1, as described above).
10411  *
10412  * In case of inner map lookups, the inner map pointer has same map_ptr as the
10413  * outer map pointer (in verifier context), but each lookup into an inner map
10414  * assigns a fresh reg->id to the lookup, so while lookups into distinct inner
10415  * maps from the same outer map share the same map_ptr as active_lock.ptr, they
10416  * will get different reg->id assigned to each lookup, hence different
10417  * active_lock.id.
10418  *
10419  * In case of allocated objects, active_lock.ptr is the reg->btf, and the
10420  * reg->id is a unique ID preserved after the NULL pointer check on the pointer
10421  * returned from bpf_obj_new. Each allocation receives a new reg->id.
10422  */
10423 static int check_reg_allocation_locked(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
10424 {
10425         void *ptr;
10426         u32 id;
10427
10428         switch ((int)reg->type) {
10429         case PTR_TO_MAP_VALUE:
10430                 ptr = reg->map_ptr;
10431                 break;
10432         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
10433                 ptr = reg->btf;
10434                 break;
10435         default:
10436                 verbose(env, "verifier internal error: unknown reg type for lock check\n");
10437                 return -EFAULT;
10438         }
10439         id = reg->id;
10440
10441         if (!env->cur_state->active_lock.ptr)
10442                 return -EINVAL;
10443         if (env->cur_state->active_lock.ptr != ptr ||
10444             env->cur_state->active_lock.id != id) {
10445                 verbose(env, "held lock and object are not in the same allocation\n");
10446                 return -EINVAL;
10447         }
10448         return 0;
10449 }
10450
10451 static bool is_bpf_list_api_kfunc(u32 btf_id)
10452 {
10453         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
10454                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl] ||
10455                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_front] ||
10456                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_back];
10457 }
10458
10459 static bool is_bpf_rbtree_api_kfunc(u32 btf_id)
10460 {
10461         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl] ||
10462                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
10463                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first];
10464 }
10465
10466 static bool is_bpf_graph_api_kfunc(u32 btf_id)
10467 {
10468         return is_bpf_list_api_kfunc(btf_id) || is_bpf_rbtree_api_kfunc(btf_id) ||
10469                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl];
10470 }
10471
10472 static bool is_callback_calling_kfunc(u32 btf_id)
10473 {
10474         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl];
10475 }
10476
10477 static bool is_rbtree_lock_required_kfunc(u32 btf_id)
10478 {
10479         return is_bpf_rbtree_api_kfunc(btf_id);
10480 }
10481
10482 static bool check_kfunc_is_graph_root_api(struct bpf_verifier_env *env,
10483                                           enum btf_field_type head_field_type,
10484                                           u32 kfunc_btf_id)
10485 {
10486         bool ret;
10487
10488         switch (head_field_type) {
10489         case BPF_LIST_HEAD:
10490                 ret = is_bpf_list_api_kfunc(kfunc_btf_id);
10491                 break;
10492         case BPF_RB_ROOT:
10493                 ret = is_bpf_rbtree_api_kfunc(kfunc_btf_id);
10494                 break;
10495         default:
10496                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected graph root argument type %s\n",
10497                         btf_field_type_name(head_field_type));
10498                 return false;
10499         }
10500
10501         if (!ret)
10502                 verbose(env, "verifier internal error: %s head arg for unknown kfunc\n",
10503                         btf_field_type_name(head_field_type));
10504         return ret;
10505 }
10506
10507 static bool check_kfunc_is_graph_node_api(struct bpf_verifier_env *env,
10508                                           enum btf_field_type node_field_type,
10509                                           u32 kfunc_btf_id)
10510 {
10511         bool ret;
10512
10513         switch (node_field_type) {
10514         case BPF_LIST_NODE:
10515                 ret = (kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
10516                        kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl]);
10517                 break;
10518         case BPF_RB_NODE:
10519                 ret = (kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
10520                        kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]);
10521                 break;
10522         default:
10523                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected graph node argument type %s\n",
10524                         btf_field_type_name(node_field_type));
10525                 return false;
10526         }
10527
10528         if (!ret)
10529                 verbose(env, "verifier internal error: %s node arg for unknown kfunc\n",
10530                         btf_field_type_name(node_field_type));
10531         return ret;
10532 }
10533
10534 static int
10535 __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(struct bpf_verifier_env *env,
10536                                    struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10537                                    struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10538                                    enum btf_field_type head_field_type,
10539                                    struct btf_field **head_field)
10540 {
10541         const char *head_type_name;
10542         struct btf_field *field;
10543         struct btf_record *rec;
10544         u32 head_off;
10545
10546         if (meta->btf != btf_vmlinux) {
10547                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected btf mismatch in kfunc call\n");
10548                 return -EFAULT;
10549         }
10550
10551         if (!check_kfunc_is_graph_root_api(env, head_field_type, meta->func_id))
10552                 return -EFAULT;
10553
10554         head_type_name = btf_field_type_name(head_field_type);
10555         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
10556                 verbose(env,
10557                         "R%d doesn't have constant offset. %s has to be at the constant offset\n",
10558                         regno, head_type_name);
10559                 return -EINVAL;
10560         }
10561
10562         rec = reg_btf_record(reg);
10563         head_off = reg->off + reg->var_off.value;
10564         field = btf_record_find(rec, head_off, head_field_type);
10565         if (!field) {
10566                 verbose(env, "%s not found at offset=%u\n", head_type_name, head_off);
10567                 return -EINVAL;
10568         }
10569
10570         /* All functions require bpf_list_head to be protected using a bpf_spin_lock */
10571         if (check_reg_allocation_locked(env, reg)) {
10572                 verbose(env, "bpf_spin_lock at off=%d must be held for %s\n",
10573                         rec->spin_lock_off, head_type_name);
10574                 return -EINVAL;
10575         }
10576
10577         if (*head_field) {
10578                 verbose(env, "verifier internal error: repeating %s arg\n", head_type_name);
10579                 return -EFAULT;
10580         }
10581         *head_field = field;
10582         return 0;
10583 }
10584
10585 static int process_kf_arg_ptr_to_list_head(struct bpf_verifier_env *env,
10586                                            struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10587                                            struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10588 {
10589         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(env, reg, regno, meta, BPF_LIST_HEAD,
10590                                                           &meta->arg_list_head.field);
10591 }
10592
10593 static int process_kf_arg_ptr_to_rbtree_root(struct bpf_verifier_env *env,
10594                                              struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10595                                              struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10596 {
10597         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(env, reg, regno, meta, BPF_RB_ROOT,
10598                                                           &meta->arg_rbtree_root.field);
10599 }
10600
10601 static int
10602 __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(struct bpf_verifier_env *env,
10603                                    struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10604                                    struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10605                                    enum btf_field_type head_field_type,
10606                                    enum btf_field_type node_field_type,
10607                                    struct btf_field **node_field)
10608 {
10609         const char *node_type_name;
10610         const struct btf_type *et, *t;
10611         struct btf_field *field;
10612         u32 node_off;
10613
10614         if (meta->btf != btf_vmlinux) {
10615                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected btf mismatch in kfunc call\n");
10616                 return -EFAULT;
10617         }
10618
10619         if (!check_kfunc_is_graph_node_api(env, node_field_type, meta->func_id))
10620                 return -EFAULT;
10621
10622         node_type_name = btf_field_type_name(node_field_type);
10623         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
10624                 verbose(env,
10625                         "R%d doesn't have constant offset. %s has to be at the constant offset\n",
10626                         regno, node_type_name);
10627                 return -EINVAL;
10628         }
10629
10630         node_off = reg->off + reg->var_off.value;
10631         field = reg_find_field_offset(reg, node_off, node_field_type);
10632         if (!field || field->offset != node_off) {
10633                 verbose(env, "%s not found at offset=%u\n", node_type_name, node_off);
10634                 return -EINVAL;
10635         }
10636
10637         field = *node_field;
10638
10639         et = btf_type_by_id(field->graph_root.btf, field->graph_root.value_btf_id);
10640         t = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
10641         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, 0, field->graph_root.btf,
10642                                   field->graph_root.value_btf_id, true)) {
10643                 verbose(env, "operation on %s expects arg#1 %s at offset=%d "
10644                         "in struct %s, but arg is at offset=%d in struct %s\n",
10645                         btf_field_type_name(head_field_type),
10646                         btf_field_type_name(node_field_type),
10647                         field->graph_root.node_offset,
10648                         btf_name_by_offset(field->graph_root.btf, et->name_off),
10649                         node_off, btf_name_by_offset(reg->btf, t->name_off));
10650                 return -EINVAL;
10651         }
10652         meta->arg_btf = reg->btf;
10653         meta->arg_btf_id = reg->btf_id;
10654
10655         if (node_off != field->graph_root.node_offset) {
10656                 verbose(env, "arg#1 offset=%d, but expected %s at offset=%d in struct %s\n",
10657                         node_off, btf_field_type_name(node_field_type),
10658                         field->graph_root.node_offset,
10659                         btf_name_by_offset(field->graph_root.btf, et->name_off));
10660                 return -EINVAL;
10661         }
10662
10663         return 0;
10664 }
10665
10666 static int process_kf_arg_ptr_to_list_node(struct bpf_verifier_env *env,
10667                                            struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10668                                            struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10669 {
10670         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(env, reg, regno, meta,
10671                                                   BPF_LIST_HEAD, BPF_LIST_NODE,
10672                                                   &meta->arg_list_head.field);
10673 }
10674
10675 static int process_kf_arg_ptr_to_rbtree_node(struct bpf_verifier_env *env,
10676                                              struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10677                                              struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10678 {
10679         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(env, reg, regno, meta,
10680                                                   BPF_RB_ROOT, BPF_RB_NODE,
10681                                                   &meta->arg_rbtree_root.field);
10682 }
10683
10684 static int check_kfunc_args(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10685                             int insn_idx)
10686 {
10687         const char *func_name = meta->func_name, *ref_tname;
10688         const struct btf *btf = meta->btf;
10689         const struct btf_param *args;
10690         struct btf_record *rec;
10691         u32 i, nargs;
10692         int ret;
10693
10694         args = (const struct btf_param *)(meta->func_proto + 1);
10695         nargs = btf_type_vlen(meta->func_proto);
10696         if (nargs > MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS) {
10697                 verbose(env, "Function %s has %d > %d args\n", func_name, nargs,
10698                         MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS);
10699                 return -EINVAL;
10700         }
10701
10702         /* Check that BTF function arguments match actual types that the
10703          * verifier sees.
10704          */
10705         for (i = 0; i < nargs; i++) {
10706                 struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[i + 1];
10707                 const struct btf_type *t, *ref_t, *resolve_ret;
10708                 enum bpf_arg_type arg_type = ARG_DONTCARE;
10709                 u32 regno = i + 1, ref_id, type_size;
10710                 bool is_ret_buf_sz = false;
10711                 int kf_arg_type;
10712
10713                 t = btf_type_skip_modifiers(btf, args[i].type, NULL);
10714
10715                 if (is_kfunc_arg_ignore(btf, &args[i]))
10716                         continue;
10717
10718                 if (btf_type_is_scalar(t)) {
10719                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
10720                                 verbose(env, "R%d is not a scalar\n", regno);
10721                                 return -EINVAL;
10722                         }
10723
10724                         if (is_kfunc_arg_constant(meta->btf, &args[i])) {
10725                                 if (meta->arg_constant.found) {
10726                                         verbose(env, "verifier internal error: only one constant argument permitted\n");
10727                                         return -EFAULT;
10728                                 }
10729                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
10730                                         verbose(env, "R%d must be a known constant\n", regno);
10731                                         return -EINVAL;
10732                                 }
10733                                 ret = mark_chain_precision(env, regno);
10734                                 if (ret < 0)
10735                                         return ret;
10736                                 meta->arg_constant.found = true;
10737                                 meta->arg_constant.value = reg->var_off.value;
10738                         } else if (is_kfunc_arg_scalar_with_name(btf, &args[i], "rdonly_buf_size")) {
10739                                 meta->r0_rdonly = true;
10740                                 is_ret_buf_sz = true;
10741                         } else if (is_kfunc_arg_scalar_with_name(btf, &args[i], "rdwr_buf_size")) {
10742                                 is_ret_buf_sz = true;
10743                         }
10744
10745                         if (is_ret_buf_sz) {
10746                                 if (meta->r0_size) {
10747                                         verbose(env, "2 or more rdonly/rdwr_buf_size parameters for kfunc");
10748                                         return -EINVAL;
10749                                 }
10750
10751                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
10752                                         verbose(env, "R%d is not a const\n", regno);
10753                                         return -EINVAL;
10754                                 }
10755
10756                                 meta->r0_size = reg->var_off.value;
10757                                 ret = mark_chain_precision(env, regno);
10758                                 if (ret)
10759                                         return ret;
10760                         }
10761                         continue;
10762                 }
10763
10764                 if (!btf_type_is_ptr(t)) {
10765                         verbose(env, "Unrecognized arg#%d type %s\n", i, btf_type_str(t));
10766                         return -EINVAL;
10767                 }
10768
10769                 if ((is_kfunc_trusted_args(meta) || is_kfunc_rcu(meta)) &&
10770                     (register_is_null(reg) || type_may_be_null(reg->type))) {
10771                         verbose(env, "Possibly NULL pointer passed to trusted arg%d\n", i);
10772                         return -EACCES;
10773                 }
10774
10775                 if (reg->ref_obj_id) {
10776                         if (is_kfunc_release(meta) && meta->ref_obj_id) {
10777                                 verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
10778                                         regno, reg->ref_obj_id,
10779                                         meta->ref_obj_id);
10780                                 return -EFAULT;
10781                         }
10782                         meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
10783                         if (is_kfunc_release(meta))
10784                                 meta->release_regno = regno;
10785                 }
10786
10787                 ref_t = btf_type_skip_modifiers(btf, t->type, &ref_id);
10788                 ref_tname = btf_name_by_offset(btf, ref_t->name_off);
10789
10790                 kf_arg_type = get_kfunc_ptr_arg_type(env, meta, t, ref_t, ref_tname, args, i, nargs);
10791                 if (kf_arg_type < 0)
10792                         return kf_arg_type;
10793
10794                 switch (kf_arg_type) {
10795                 case KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID:
10796                 case KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID:
10797                         if (!is_kfunc_trusted_args(meta) && !is_kfunc_rcu(meta))
10798                                 break;
10799
10800                         if (!is_trusted_reg(reg)) {
10801                                 if (!is_kfunc_rcu(meta)) {
10802                                         verbose(env, "R%d must be referenced or trusted\n", regno);
10803                                         return -EINVAL;
10804                                 }
10805                                 if (!is_rcu_reg(reg)) {
10806                                         verbose(env, "R%d must be a rcu pointer\n", regno);
10807                                         return -EINVAL;
10808                                 }
10809                         }
10810
10811                         fallthrough;
10812                 case KF_ARG_PTR_TO_CTX:
10813                         /* Trusted arguments have the same offset checks as release arguments */
10814                         arg_type |= OBJ_RELEASE;
10815                         break;
10816                 case KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR:
10817                 case KF_ARG_PTR_TO_ITER:
10818                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD:
10819                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE:
10820                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT:
10821                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE:
10822                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM:
10823                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE:
10824                 case KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK:
10825                 case KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR:
10826                         /* Trusted by default */
10827                         break;
10828                 default:
10829                         WARN_ON_ONCE(1);
10830                         return -EFAULT;
10831                 }
10832
10833                 if (is_kfunc_release(meta) && reg->ref_obj_id)
10834                         arg_type |= OBJ_RELEASE;
10835                 ret = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, arg_type);
10836                 if (ret < 0)
10837                         return ret;
10838
10839                 switch (kf_arg_type) {
10840                 case KF_ARG_PTR_TO_CTX:
10841                         if (reg->type != PTR_TO_CTX) {
10842                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to ctx, but got %s\n", i, btf_type_str(t));
10843                                 return -EINVAL;
10844                         }
10845
10846                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx]) {
10847                                 ret = get_kern_ctx_btf_id(&env->log, resolve_prog_type(env->prog));
10848                                 if (ret < 0)
10849                                         return -EINVAL;
10850                                 meta->ret_btf_id  = ret;
10851                         }
10852                         break;
10853                 case KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID:
10854                         if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
10855                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
10856                                 return -EINVAL;
10857                         }
10858                         if (!reg->ref_obj_id) {
10859                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
10860                                 return -EINVAL;
10861                         }
10862                         if (meta->btf == btf_vmlinux &&
10863                             meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl]) {
10864                                 meta->arg_btf = reg->btf;
10865                                 meta->arg_btf_id = reg->btf_id;
10866                         }
10867                         break;
10868                 case KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR:
10869                 {
10870                         enum bpf_arg_type dynptr_arg_type = ARG_PTR_TO_DYNPTR;
10871                         int clone_ref_obj_id = 0;
10872
10873                         if (reg->type != PTR_TO_STACK &&
10874                             reg->type != CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
10875                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to stack or dynptr_ptr\n", i);
10876                                 return -EINVAL;
10877                         }
10878
10879                         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
10880                                 dynptr_arg_type |= MEM_RDONLY;
10881
10882                         if (is_kfunc_arg_uninit(btf, &args[i]))
10883                                 dynptr_arg_type |= MEM_UNINIT;
10884
10885                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_skb]) {
10886                                 dynptr_arg_type |= DYNPTR_TYPE_SKB;
10887                         } else if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_xdp]) {
10888                                 dynptr_arg_type |= DYNPTR_TYPE_XDP;
10889                         } else if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_clone] &&
10890                                    (dynptr_arg_type & MEM_UNINIT)) {
10891                                 enum bpf_dynptr_type parent_type = meta->initialized_dynptr.type;
10892
10893                                 if (parent_type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID) {
10894                                         verbose(env, "verifier internal error: no dynptr type for parent of clone\n");
10895                                         return -EFAULT;
10896                                 }
10897
10898                                 dynptr_arg_type |= (unsigned int)get_dynptr_type_flag(parent_type);
10899                                 clone_ref_obj_id = meta->initialized_dynptr.ref_obj_id;
10900                                 if (dynptr_type_refcounted(parent_type) && !clone_ref_obj_id) {
10901                                         verbose(env, "verifier internal error: missing ref obj id for parent of clone\n");
10902                                         return -EFAULT;
10903                                 }
10904                         }
10905
10906                         ret = process_dynptr_func(env, regno, insn_idx, dynptr_arg_type, clone_ref_obj_id);
10907                         if (ret < 0)
10908                                 return ret;
10909
10910                         if (!(dynptr_arg_type & MEM_UNINIT)) {
10911                                 int id = dynptr_id(env, reg);
10912
10913                                 if (id < 0) {
10914                                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr id\n");
10915                                         return id;
10916                                 }
10917                                 meta->initialized_dynptr.id = id;
10918                                 meta->initialized_dynptr.type = dynptr_get_type(env, reg);
10919                                 meta->initialized_dynptr.ref_obj_id = dynptr_ref_obj_id(env, reg);
10920                         }
10921
10922                         break;
10923                 }
10924                 case KF_ARG_PTR_TO_ITER:
10925                         ret = process_iter_arg(env, regno, insn_idx, meta);
10926                         if (ret < 0)
10927                                 return ret;
10928                         break;
10929                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD:
10930                         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
10931                             reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
10932                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to map value or allocated object\n", i);
10933                                 return -EINVAL;
10934                         }
10935                         if (reg->type == (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC) && !reg->ref_obj_id) {
10936                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
10937                                 return -EINVAL;
10938                         }
10939                         ret = process_kf_arg_ptr_to_list_head(env, reg, regno, meta);
10940                         if (ret < 0)
10941                                 return ret;
10942                         break;
10943                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT:
10944                         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
10945                             reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
10946                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to map value or allocated object\n", i);
10947                                 return -EINVAL;
10948                         }
10949                         if (reg->type == (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC) && !reg->ref_obj_id) {
10950                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
10951                                 return -EINVAL;
10952                         }
10953                         ret = process_kf_arg_ptr_to_rbtree_root(env, reg, regno, meta);
10954                         if (ret < 0)
10955                                 return ret;
10956                         break;
10957                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE:
10958                         if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
10959                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
10960                                 return -EINVAL;
10961                         }
10962                         if (!reg->ref_obj_id) {
10963                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
10964                                 return -EINVAL;
10965                         }
10966                         ret = process_kf_arg_ptr_to_list_node(env, reg, regno, meta);
10967                         if (ret < 0)
10968                                 return ret;
10969                         break;
10970                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE:
10971                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove]) {
10972                                 if (!type_is_non_owning_ref(reg->type) || reg->ref_obj_id) {
10973                                         verbose(env, "rbtree_remove node input must be non-owning ref\n");
10974                                         return -EINVAL;
10975                                 }
10976                                 if (in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
10977                                         verbose(env, "rbtree_remove not allowed in rbtree cb\n");
10978                                         return -EINVAL;
10979                                 }
10980                         } else {
10981                                 if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
10982                                         verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
10983                                         return -EINVAL;
10984                                 }
10985                                 if (!reg->ref_obj_id) {
10986                                         verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
10987                                         return -EINVAL;
10988                                 }
10989                         }
10990
10991                         ret = process_kf_arg_ptr_to_rbtree_node(env, reg, regno, meta);
10992                         if (ret < 0)
10993                                 return ret;
10994                         break;
10995                 case KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID:
10996                         /* Only base_type is checked, further checks are done here */
10997                         if ((base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID ||
10998                              (bpf_type_has_unsafe_modifiers(reg->type) && !is_rcu_reg(reg))) &&
10999                             !reg2btf_ids[base_type(reg->type)]) {
11000                                 verbose(env, "arg#%d is %s ", i, reg_type_str(env, reg->type));
11001                                 verbose(env, "expected %s or socket\n",
11002                                         reg_type_str(env, base_type(reg->type) |
11003                                                           (type_flag(reg->type) & BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS)));
11004                                 return -EINVAL;
11005                         }
11006                         ret = process_kf_arg_ptr_to_btf_id(env, reg, ref_t, ref_tname, ref_id, meta, i);
11007                         if (ret < 0)
11008                                 return ret;
11009                         break;
11010                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM:
11011                         resolve_ret = btf_resolve_size(btf, ref_t, &type_size);
11012                         if (IS_ERR(resolve_ret)) {
11013                                 verbose(env, "arg#%d reference type('%s %s') size cannot be determined: %ld\n",
11014                                         i, btf_type_str(ref_t), ref_tname, PTR_ERR(resolve_ret));
11015                                 return -EINVAL;
11016                         }
11017                         ret = check_mem_reg(env, reg, regno, type_size);
11018                         if (ret < 0)
11019                                 return ret;
11020                         break;
11021                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE:
11022                 {
11023                         struct bpf_reg_state *buff_reg = &regs[regno];
11024                         const struct btf_param *buff_arg = &args[i];
11025                         struct bpf_reg_state *size_reg = &regs[regno + 1];
11026                         const struct btf_param *size_arg = &args[i + 1];
11027
11028                         if (!register_is_null(buff_reg) || !is_kfunc_arg_optional(meta->btf, buff_arg)) {
11029                                 ret = check_kfunc_mem_size_reg(env, size_reg, regno + 1);
11030                                 if (ret < 0) {
11031                                         verbose(env, "arg#%d arg#%d memory, len pair leads to invalid memory access\n", i, i + 1);
11032                                         return ret;
11033                                 }
11034                         }
11035
11036                         if (is_kfunc_arg_const_mem_size(meta->btf, size_arg, size_reg)) {
11037                                 if (meta->arg_constant.found) {
11038                                         verbose(env, "verifier internal error: only one constant argument permitted\n");
11039                                         return -EFAULT;
11040                                 }
11041                                 if (!tnum_is_const(size_reg->var_off)) {
11042                                         verbose(env, "R%d must be a known constant\n", regno + 1);
11043                                         return -EINVAL;
11044                                 }
11045                                 meta->arg_constant.found = true;
11046                                 meta->arg_constant.value = size_reg->var_off.value;
11047                         }
11048
11049                         /* Skip next '__sz' or '__szk' argument */
11050                         i++;
11051                         break;
11052                 }
11053                 case KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK:
11054                         meta->subprogno = reg->subprogno;
11055                         break;
11056                 case KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR:
11057                         if (!type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
11058                                 verbose(env, "arg#%d is neither owning or non-owning ref\n", i);
11059                                 return -EINVAL;
11060                         }
11061                         if (!type_is_non_owning_ref(reg->type))
11062                                 meta->arg_owning_ref = true;
11063
11064                         rec = reg_btf_record(reg);
11065                         if (!rec) {
11066                                 verbose(env, "verifier internal error: Couldn't find btf_record\n");
11067                                 return -EFAULT;
11068                         }
11069
11070                         if (rec->refcount_off < 0) {
11071                                 verbose(env, "arg#%d doesn't point to a type with bpf_refcount field\n", i);
11072                                 return -EINVAL;
11073                         }
11074                         if (rec->refcount_off >= 0) {
11075                                 verbose(env, "bpf_refcount_acquire calls are disabled for now\n");
11076                                 return -EINVAL;
11077                         }
11078                         meta->arg_btf = reg->btf;
11079                         meta->arg_btf_id = reg->btf_id;
11080                         break;
11081                 }
11082         }
11083
11084         if (is_kfunc_release(meta) && !meta->release_regno) {
11085                 verbose(env, "release kernel function %s expects refcounted PTR_TO_BTF_ID\n",
11086                         func_name);
11087                 return -EINVAL;
11088         }
11089
11090         return 0;
11091 }
11092
11093 static int fetch_kfunc_meta(struct bpf_verifier_env *env,
11094                             struct bpf_insn *insn,
11095                             struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
11096                             const char **kfunc_name)
11097 {
11098         const struct btf_type *func, *func_proto;
11099         u32 func_id, *kfunc_flags;
11100         const char *func_name;
11101         struct btf *desc_btf;
11102
11103         if (kfunc_name)
11104                 *kfunc_name = NULL;
11105
11106         if (!insn->imm)
11107                 return -EINVAL;
11108
11109         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, insn->off);
11110         if (IS_ERR(desc_btf))
11111                 return PTR_ERR(desc_btf);
11112
11113         func_id = insn->imm;
11114         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
11115         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
11116         if (kfunc_name)
11117                 *kfunc_name = func_name;
11118         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
11119
11120         kfunc_flags = btf_kfunc_id_set_contains(desc_btf, func_id, env->prog);
11121         if (!kfunc_flags) {
11122                 return -EACCES;
11123         }
11124
11125         memset(meta, 0, sizeof(*meta));
11126         meta->btf = desc_btf;
11127         meta->func_id = func_id;
11128         meta->kfunc_flags = *kfunc_flags;
11129         meta->func_proto = func_proto;
11130         meta->func_name = func_name;
11131
11132         return 0;
11133 }
11134
11135 static int check_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
11136                             int *insn_idx_p)
11137 {
11138         const struct btf_type *t, *ptr_type;
11139         u32 i, nargs, ptr_type_id, release_ref_obj_id;
11140         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
11141         const char *func_name, *ptr_type_name;
11142         bool sleepable, rcu_lock, rcu_unlock;
11143         struct bpf_kfunc_call_arg_meta meta;
11144         struct bpf_insn_aux_data *insn_aux;
11145         int err, insn_idx = *insn_idx_p;
11146         const struct btf_param *args;
11147         const struct btf_type *ret_t;
11148         struct btf *desc_btf;
11149
11150         /* skip for now, but return error when we find this in fixup_kfunc_call */
11151         if (!insn->imm)
11152                 return 0;
11153
11154         err = fetch_kfunc_meta(env, insn, &meta, &func_name);
11155         if (err == -EACCES && func_name)
11156                 verbose(env, "calling kernel function %s is not allowed\n", func_name);
11157         if (err)
11158                 return err;
11159         desc_btf = meta.btf;
11160         insn_aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
11161
11162         insn_aux->is_iter_next = is_iter_next_kfunc(&meta);
11163
11164         if (is_kfunc_destructive(&meta) && !capable(CAP_SYS_BOOT)) {
11165                 verbose(env, "destructive kfunc calls require CAP_SYS_BOOT capability\n");
11166                 return -EACCES;
11167         }
11168
11169         sleepable = is_kfunc_sleepable(&meta);
11170         if (sleepable && !env->prog->aux->sleepable) {
11171                 verbose(env, "program must be sleepable to call sleepable kfunc %s\n", func_name);
11172                 return -EACCES;
11173         }
11174
11175         rcu_lock = is_kfunc_bpf_rcu_read_lock(&meta);
11176         rcu_unlock = is_kfunc_bpf_rcu_read_unlock(&meta);
11177
11178         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
11179                 struct bpf_func_state *state;
11180                 struct bpf_reg_state *reg;
11181
11182                 if (rcu_lock) {
11183                         verbose(env, "nested rcu read lock (kernel function %s)\n", func_name);
11184                         return -EINVAL;
11185                 } else if (rcu_unlock) {
11186                         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
11187                                 if (reg->type & MEM_RCU) {
11188                                         reg->type &= ~(MEM_RCU | PTR_MAYBE_NULL);
11189                                         reg->type |= PTR_UNTRUSTED;
11190                                 }
11191                         }));
11192                         env->cur_state->active_rcu_lock = false;
11193                 } else if (sleepable) {
11194                         verbose(env, "kernel func %s is sleepable within rcu_read_lock region\n", func_name);
11195                         return -EACCES;
11196                 }
11197         } else if (rcu_lock) {
11198                 env->cur_state->active_rcu_lock = true;
11199         } else if (rcu_unlock) {
11200                 verbose(env, "unmatched rcu read unlock (kernel function %s)\n", func_name);
11201                 return -EINVAL;
11202         }
11203
11204         /* Check the arguments */
11205         err = check_kfunc_args(env, &meta, insn_idx);
11206         if (err < 0)
11207                 return err;
11208         /* In case of release function, we get register number of refcounted
11209          * PTR_TO_BTF_ID in bpf_kfunc_arg_meta, do the release now.
11210          */
11211         if (meta.release_regno) {
11212                 err = release_reference(env, regs[meta.release_regno].ref_obj_id);
11213                 if (err) {
11214                         verbose(env, "kfunc %s#%d reference has not been acquired before\n",
11215                                 func_name, meta.func_id);
11216                         return err;
11217                 }
11218         }
11219
11220         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
11221             meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl] ||
11222             meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
11223                 release_ref_obj_id = regs[BPF_REG_2].ref_obj_id;
11224                 insn_aux->insert_off = regs[BPF_REG_2].off;
11225                 insn_aux->kptr_struct_meta = btf_find_struct_meta(meta.arg_btf, meta.arg_btf_id);
11226                 err = ref_convert_owning_non_owning(env, release_ref_obj_id);
11227                 if (err) {
11228                         verbose(env, "kfunc %s#%d conversion of owning ref to non-owning failed\n",
11229                                 func_name, meta.func_id);
11230                         return err;
11231                 }
11232
11233                 err = release_reference(env, release_ref_obj_id);
11234                 if (err) {
11235                         verbose(env, "kfunc %s#%d reference has not been acquired before\n",
11236                                 func_name, meta.func_id);
11237                         return err;
11238                 }
11239         }
11240
11241         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
11242                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
11243                                         set_rbtree_add_callback_state);
11244                 if (err) {
11245                         verbose(env, "kfunc %s#%d failed callback verification\n",
11246                                 func_name, meta.func_id);
11247                         return err;
11248                 }
11249         }
11250
11251         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++)
11252                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
11253
11254         /* Check return type */
11255         t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, meta.func_proto->type, NULL);
11256
11257         if (is_kfunc_acquire(&meta) && !btf_type_is_struct_ptr(meta.btf, t)) {
11258                 /* Only exception is bpf_obj_new_impl */
11259                 if (meta.btf != btf_vmlinux ||
11260                     (meta.func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl] &&
11261                      meta.func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl])) {
11262                         verbose(env, "acquire kernel function does not return PTR_TO_BTF_ID\n");
11263                         return -EINVAL;
11264                 }
11265         }
11266
11267         if (btf_type_is_scalar(t)) {
11268                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
11269                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, t->size);
11270         } else if (btf_type_is_ptr(t)) {
11271                 ptr_type = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, t->type, &ptr_type_id);
11272
11273                 if (meta.btf == btf_vmlinux && btf_id_set_contains(&special_kfunc_set, meta.func_id)) {
11274                         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl]) {
11275                                 struct btf *ret_btf;
11276                                 u32 ret_btf_id;
11277
11278                                 if (unlikely(!bpf_global_ma_set))
11279                                         return -ENOMEM;
11280
11281                                 if (((u64)(u32)meta.arg_constant.value) != meta.arg_constant.value) {
11282                                         verbose(env, "local type ID argument must be in range [0, U32_MAX]\n");
11283                                         return -EINVAL;
11284                                 }
11285
11286                                 ret_btf = env->prog->aux->btf;
11287                                 ret_btf_id = meta.arg_constant.value;
11288
11289                                 /* This may be NULL due to user not supplying a BTF */
11290                                 if (!ret_btf) {
11291                                         verbose(env, "bpf_obj_new requires prog BTF\n");
11292                                         return -EINVAL;
11293                                 }
11294
11295                                 ret_t = btf_type_by_id(ret_btf, ret_btf_id);
11296                                 if (!ret_t || !__btf_type_is_struct(ret_t)) {
11297                                         verbose(env, "bpf_obj_new type ID argument must be of a struct\n");
11298                                         return -EINVAL;
11299                                 }
11300
11301                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11302                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
11303                                 regs[BPF_REG_0].btf = ret_btf;
11304                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
11305
11306                                 insn_aux->obj_new_size = ret_t->size;
11307                                 insn_aux->kptr_struct_meta =
11308                                         btf_find_struct_meta(ret_btf, ret_btf_id);
11309                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl]) {
11310                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11311                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
11312                                 regs[BPF_REG_0].btf = meta.arg_btf;
11313                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.arg_btf_id;
11314
11315                                 insn_aux->kptr_struct_meta =
11316                                         btf_find_struct_meta(meta.arg_btf,
11317                                                              meta.arg_btf_id);
11318                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_front] ||
11319                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_back]) {
11320                                 struct btf_field *field = meta.arg_list_head.field;
11321
11322                                 mark_reg_graph_node(regs, BPF_REG_0, &field->graph_root);
11323                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
11324                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first]) {
11325                                 struct btf_field *field = meta.arg_rbtree_root.field;
11326
11327                                 mark_reg_graph_node(regs, BPF_REG_0, &field->graph_root);
11328                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx]) {
11329                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11330                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED;
11331                                 regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
11332                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
11333                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rdonly_cast]) {
11334                                 ret_t = btf_type_by_id(desc_btf, meta.arg_constant.value);
11335                                 if (!ret_t || !btf_type_is_struct(ret_t)) {
11336                                         verbose(env,
11337                                                 "kfunc bpf_rdonly_cast type ID argument must be of a struct\n");
11338                                         return -EINVAL;
11339                                 }
11340
11341                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11342                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED;
11343                                 regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
11344                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.arg_constant.value;
11345                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice] ||
11346                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice_rdwr]) {
11347                                 enum bpf_type_flag type_flag = get_dynptr_type_flag(meta.initialized_dynptr.type);
11348
11349                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11350
11351                                 if (!meta.arg_constant.found) {
11352                                         verbose(env, "verifier internal error: bpf_dynptr_slice(_rdwr) no constant size\n");
11353                                         return -EFAULT;
11354                                 }
11355
11356                                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.arg_constant.value;
11357
11358                                 /* PTR_MAYBE_NULL will be added when is_kfunc_ret_null is checked */
11359                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | type_flag;
11360
11361                                 if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice]) {
11362                                         regs[BPF_REG_0].type |= MEM_RDONLY;
11363                                 } else {
11364                                         /* this will set env->seen_direct_write to true */
11365                                         if (!may_access_direct_pkt_data(env, NULL, BPF_WRITE)) {
11366                                                 verbose(env, "the prog does not allow writes to packet data\n");
11367                                                 return -EINVAL;
11368                                         }
11369                                 }
11370
11371                                 if (!meta.initialized_dynptr.id) {
11372                                         verbose(env, "verifier internal error: no dynptr id\n");
11373                                         return -EFAULT;
11374                                 }
11375                                 regs[BPF_REG_0].dynptr_id = meta.initialized_dynptr.id;
11376
11377                                 /* we don't need to set BPF_REG_0's ref obj id
11378                                  * because packet slices are not refcounted (see
11379                                  * dynptr_type_refcounted)
11380                                  */
11381                         } else {
11382                                 verbose(env, "kernel function %s unhandled dynamic return type\n",
11383                                         meta.func_name);
11384                                 return -EFAULT;
11385                         }
11386                 } else if (!__btf_type_is_struct(ptr_type)) {
11387                         if (!meta.r0_size) {
11388                                 __u32 sz;
11389
11390                                 if (!IS_ERR(btf_resolve_size(desc_btf, ptr_type, &sz))) {
11391                                         meta.r0_size = sz;
11392                                         meta.r0_rdonly = true;
11393                                 }
11394                         }
11395                         if (!meta.r0_size) {
11396                                 ptr_type_name = btf_name_by_offset(desc_btf,
11397                                                                    ptr_type->name_off);
11398                                 verbose(env,
11399                                         "kernel function %s returns pointer type %s %s is not supported\n",
11400                                         func_name,
11401                                         btf_type_str(ptr_type),
11402                                         ptr_type_name);
11403                                 return -EINVAL;
11404                         }
11405
11406                         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11407                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM;
11408                         regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.r0_size;
11409
11410                         if (meta.r0_rdonly)
11411                                 regs[BPF_REG_0].type |= MEM_RDONLY;
11412
11413                         /* Ensures we don't access the memory after a release_reference() */
11414                         if (meta.ref_obj_id)
11415                                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
11416                 } else {
11417                         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11418                         regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
11419                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID;
11420                         regs[BPF_REG_0].btf_id = ptr_type_id;
11421                 }
11422
11423                 if (is_kfunc_ret_null(&meta)) {
11424                         regs[BPF_REG_0].type |= PTR_MAYBE_NULL;
11425                         /* For mark_ptr_or_null_reg, see 93c230e3f5bd6 */
11426                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
11427                 }
11428                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, sizeof(void *));
11429                 if (is_kfunc_acquire(&meta)) {
11430                         int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
11431
11432                         if (id < 0)
11433                                 return id;
11434                         if (is_kfunc_ret_null(&meta))
11435                                 regs[BPF_REG_0].id = id;
11436                         regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
11437                 } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first]) {
11438                         ref_set_non_owning(env, &regs[BPF_REG_0]);
11439                 }
11440
11441                 if (reg_may_point_to_spin_lock(&regs[BPF_REG_0]) && !regs[BPF_REG_0].id)
11442                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
11443         } else if (btf_type_is_void(t)) {
11444                 if (meta.btf == btf_vmlinux && btf_id_set_contains(&special_kfunc_set, meta.func_id)) {
11445                         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl]) {
11446                                 insn_aux->kptr_struct_meta =
11447                                         btf_find_struct_meta(meta.arg_btf,
11448                                                              meta.arg_btf_id);
11449                         }
11450                 }
11451         }
11452
11453         nargs = btf_type_vlen(meta.func_proto);
11454         args = (const struct btf_param *)(meta.func_proto + 1);
11455         for (i = 0; i < nargs; i++) {
11456                 u32 regno = i + 1;
11457
11458                 t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, args[i].type, NULL);
11459                 if (btf_type_is_ptr(t))
11460                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, sizeof(void *));
11461                 else
11462                         /* scalar. ensured by btf_check_kfunc_arg_match() */
11463                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, t->size);
11464         }
11465
11466         if (is_iter_next_kfunc(&meta)) {
11467                 err = process_iter_next_call(env, insn_idx, &meta);
11468                 if (err)
11469                         return err;
11470         }
11471
11472         return 0;
11473 }
11474
11475 static bool signed_add_overflows(s64 a, s64 b)
11476 {
11477         /* Do the add in u64, where overflow is well-defined */
11478         s64 res = (s64)((u64)a + (u64)b);
11479
11480         if (b < 0)
11481                 return res > a;
11482         return res < a;
11483 }
11484
11485 static bool signed_add32_overflows(s32 a, s32 b)
11486 {
11487         /* Do the add in u32, where overflow is well-defined */
11488         s32 res = (s32)((u32)a + (u32)b);
11489
11490         if (b < 0)
11491                 return res > a;
11492         return res < a;
11493 }
11494
11495 static bool signed_sub_overflows(s64 a, s64 b)
11496 {
11497         /* Do the sub in u64, where overflow is well-defined */
11498         s64 res = (s64)((u64)a - (u64)b);
11499
11500         if (b < 0)
11501                 return res < a;
11502         return res > a;
11503 }
11504
11505 static bool signed_sub32_overflows(s32 a, s32 b)
11506 {
11507         /* Do the sub in u32, where overflow is well-defined */
11508         s32 res = (s32)((u32)a - (u32)b);
11509
11510         if (b < 0)
11511                 return res < a;
11512         return res > a;
11513 }
11514
11515 static bool check_reg_sane_offset(struct bpf_verifier_env *env,
11516                                   const struct bpf_reg_state *reg,
11517                                   enum bpf_reg_type type)
11518 {
11519         bool known = tnum_is_const(reg->var_off);
11520         s64 val = reg->var_off.value;
11521         s64 smin = reg->smin_value;
11522
11523         if (known && (val >= BPF_MAX_VAR_OFF || val <= -BPF_MAX_VAR_OFF)) {
11524                 verbose(env, "math between %s pointer and %lld is not allowed\n",
11525                         reg_type_str(env, type), val);
11526                 return false;
11527         }
11528
11529         if (reg->off >= BPF_MAX_VAR_OFF || reg->off <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
11530                 verbose(env, "%s pointer offset %d is not allowed\n",
11531                         reg_type_str(env, type), reg->off);
11532                 return false;
11533         }
11534
11535         if (smin == S64_MIN) {
11536                 verbose(env, "math between %s pointer and register with unbounded min value is not allowed\n",
11537                         reg_type_str(env, type));
11538                 return false;
11539         }
11540
11541         if (smin >= BPF_MAX_VAR_OFF || smin <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
11542                 verbose(env, "value %lld makes %s pointer be out of bounds\n",
11543                         smin, reg_type_str(env, type));
11544                 return false;
11545         }
11546
11547         return true;
11548 }
11549
11550 enum {
11551         REASON_BOUNDS   = -1,
11552         REASON_TYPE     = -2,
11553         REASON_PATHS    = -3,
11554         REASON_LIMIT    = -4,
11555         REASON_STACK    = -5,
11556 };
11557
11558 static int retrieve_ptr_limit(const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
11559                               u32 *alu_limit, bool mask_to_left)
11560 {
11561         u32 max = 0, ptr_limit = 0;
11562
11563         switch (ptr_reg->type) {
11564         case PTR_TO_STACK:
11565                 /* Offset 0 is out-of-bounds, but acceptable start for the
11566                  * left direction, see BPF_REG_FP. Also, unknown scalar
11567                  * offset where we would need to deal with min/max bounds is
11568                  * currently prohibited for unprivileged.
11569                  */
11570                 max = MAX_BPF_STACK + mask_to_left;
11571                 ptr_limit = -(ptr_reg->var_off.value + ptr_reg->off);
11572                 break;
11573         case PTR_TO_MAP_VALUE:
11574                 max = ptr_reg->map_ptr->value_size;
11575                 ptr_limit = (mask_to_left ?
11576                              ptr_reg->smin_value :
11577                              ptr_reg->umax_value) + ptr_reg->off;
11578                 break;
11579         default:
11580                 return REASON_TYPE;
11581         }
11582
11583         if (ptr_limit >= max)
11584                 return REASON_LIMIT;
11585         *alu_limit = ptr_limit;
11586         return 0;
11587 }
11588
11589 static bool can_skip_alu_sanitation(const struct bpf_verifier_env *env,
11590                                     const struct bpf_insn *insn)
11591 {
11592         return env->bypass_spec_v1 || BPF_SRC(insn->code) == BPF_K;
11593 }
11594
11595 static int update_alu_sanitation_state(struct bpf_insn_aux_data *aux,
11596                                        u32 alu_state, u32 alu_limit)
11597 {
11598         /* If we arrived here from different branches with different
11599          * state or limits to sanitize, then this won't work.
11600          */
11601         if (aux->alu_state &&
11602             (aux->alu_state != alu_state ||
11603              aux->alu_limit != alu_limit))
11604                 return REASON_PATHS;
11605
11606         /* Corresponding fixup done in do_misc_fixups(). */
11607         aux->alu_state = alu_state;
11608         aux->alu_limit = alu_limit;
11609         return 0;
11610 }
11611
11612 static int sanitize_val_alu(struct bpf_verifier_env *env,
11613                             struct bpf_insn *insn)
11614 {
11615         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
11616
11617         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
11618                 return 0;
11619
11620         return update_alu_sanitation_state(aux, BPF_ALU_NON_POINTER, 0);
11621 }
11622
11623 static bool sanitize_needed(u8 opcode)
11624 {
11625         return opcode == BPF_ADD || opcode == BPF_SUB;
11626 }
11627
11628 struct bpf_sanitize_info {
11629         struct bpf_insn_aux_data aux;
11630         bool mask_to_left;
11631 };
11632
11633 static struct bpf_verifier_state *
11634 sanitize_speculative_path(struct bpf_verifier_env *env,
11635                           const struct bpf_insn *insn,
11636                           u32 next_idx, u32 curr_idx)
11637 {
11638         struct bpf_verifier_state *branch;
11639         struct bpf_reg_state *regs;
11640
11641         branch = push_stack(env, next_idx, curr_idx, true);
11642         if (branch && insn) {
11643                 regs = branch->frame[branch->curframe]->regs;
11644                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
11645                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
11646                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
11647                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
11648                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->src_reg);
11649                 }
11650         }
11651         return branch;
11652 }
11653
11654 static int sanitize_ptr_alu(struct bpf_verifier_env *env,
11655                             struct bpf_insn *insn,
11656                             const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
11657                             const struct bpf_reg_state *off_reg,
11658                             struct bpf_reg_state *dst_reg,
11659                             struct bpf_sanitize_info *info,
11660                             const bool commit_window)
11661 {
11662         struct bpf_insn_aux_data *aux = commit_window ? cur_aux(env) : &info->aux;
11663         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
11664         bool off_is_imm = tnum_is_const(off_reg->var_off);
11665         bool off_is_neg = off_reg->smin_value < 0;
11666         bool ptr_is_dst_reg = ptr_reg == dst_reg;
11667         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
11668         u32 alu_state, alu_limit;
11669         struct bpf_reg_state tmp;
11670         bool ret;
11671         int err;
11672
11673         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
11674                 return 0;
11675
11676         /* We already marked aux for masking from non-speculative
11677          * paths, thus we got here in the first place. We only care
11678          * to explore bad access from here.
11679          */
11680         if (vstate->speculative)
11681                 goto do_sim;
11682
11683         if (!commit_window) {
11684                 if (!tnum_is_const(off_reg->var_off) &&
11685                     (off_reg->smin_value < 0) != (off_reg->smax_value < 0))
11686                         return REASON_BOUNDS;
11687
11688                 info->mask_to_left = (opcode == BPF_ADD &&  off_is_neg) ||
11689                                      (opcode == BPF_SUB && !off_is_neg);
11690         }
11691
11692         err = retrieve_ptr_limit(ptr_reg, &alu_limit, info->mask_to_left);
11693         if (err < 0)
11694                 return err;
11695
11696         if (commit_window) {
11697                 /* In commit phase we narrow the masking window based on
11698                  * the observed pointer move after the simulated operation.
11699                  */
11700                 alu_state = info->aux.alu_state;
11701                 alu_limit = abs(info->aux.alu_limit - alu_limit);
11702         } else {
11703                 alu_state  = off_is_neg ? BPF_ALU_NEG_VALUE : 0;
11704                 alu_state |= off_is_imm ? BPF_ALU_IMMEDIATE : 0;
11705                 alu_state |= ptr_is_dst_reg ?
11706                              BPF_ALU_SANITIZE_SRC : BPF_ALU_SANITIZE_DST;
11707
11708                 /* Limit pruning on unknown scalars to enable deep search for
11709                  * potential masking differences from other program paths.
11710                  */
11711                 if (!off_is_imm)
11712                         env->explore_alu_limits = true;
11713         }
11714
11715         err = update_alu_sanitation_state(aux, alu_state, alu_limit);
11716         if (err < 0)
11717                 return err;
11718 do_sim:
11719         /* If we're in commit phase, we're done here given we already
11720          * pushed the truncated dst_reg into the speculative verification
11721          * stack.
11722          *
11723          * Also, when register is a known constant, we rewrite register-based
11724          * operation to immediate-based, and thus do not need masking (and as
11725          * a consequence, do not need to simulate the zero-truncation either).
11726          */
11727         if (commit_window || off_is_imm)
11728                 return 0;
11729
11730         /* Simulate and find potential out-of-bounds access under
11731          * speculative execution from truncation as a result of
11732          * masking when off was not within expected range. If off
11733          * sits in dst, then we temporarily need to move ptr there
11734          * to simulate dst (== 0) +/-= ptr. Needed, for example,
11735          * for cases where we use K-based arithmetic in one direction
11736          * and truncated reg-based in the other in order to explore
11737          * bad access.
11738          */
11739         if (!ptr_is_dst_reg) {
11740                 tmp = *dst_reg;
11741                 copy_register_state(dst_reg, ptr_reg);
11742         }
11743         ret = sanitize_speculative_path(env, NULL, env->insn_idx + 1,
11744                                         env->insn_idx);
11745         if (!ptr_is_dst_reg && ret)
11746                 *dst_reg = tmp;
11747         return !ret ? REASON_STACK : 0;
11748 }
11749
11750 static void sanitize_mark_insn_seen(struct bpf_verifier_env *env)
11751 {
11752         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
11753
11754         /* If we simulate paths under speculation, we don't update the
11755          * insn as 'seen' such that when we verify unreachable paths in
11756          * the non-speculative domain, sanitize_dead_code() can still
11757          * rewrite/sanitize them.
11758          */
11759         if (!vstate->speculative)
11760                 env->insn_aux_data[env->insn_idx].seen = env->pass_cnt;
11761 }
11762
11763 static int sanitize_err(struct bpf_verifier_env *env,
11764                         const struct bpf_insn *insn, int reason,
11765                         const struct bpf_reg_state *off_reg,
11766                         const struct bpf_reg_state *dst_reg)
11767 {
11768         static const char *err = "pointer arithmetic with it prohibited for !root";
11769         const char *op = BPF_OP(insn->code) == BPF_ADD ? "add" : "sub";
11770         u32 dst = insn->dst_reg, src = insn->src_reg;
11771
11772         switch (reason) {
11773         case REASON_BOUNDS:
11774                 verbose(env, "R%d has unknown scalar with mixed signed bounds, %s\n",
11775                         off_reg == dst_reg ? dst : src, err);
11776                 break;
11777         case REASON_TYPE:
11778                 verbose(env, "R%d has pointer with unsupported alu operation, %s\n",
11779                         off_reg == dst_reg ? src : dst, err);
11780                 break;
11781         case REASON_PATHS:
11782                 verbose(env, "R%d tried to %s from different maps, paths or scalars, %s\n",
11783                         dst, op, err);
11784                 break;
11785         case REASON_LIMIT:
11786                 verbose(env, "R%d tried to %s beyond pointer bounds, %s\n",
11787                         dst, op, err);
11788                 break;
11789         case REASON_STACK:
11790                 verbose(env, "R%d could not be pushed for speculative verification, %s\n",
11791                         dst, err);
11792                 break;
11793         default:
11794                 verbose(env, "verifier internal error: unknown reason (%d)\n",
11795                         reason);
11796                 break;
11797         }
11798
11799         return -EACCES;
11800 }
11801
11802 /* check that stack access falls within stack limits and that 'reg' doesn't
11803  * have a variable offset.
11804  *
11805  * Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity since it
11806  * requires corresponding support in Spectre masking for stack ALU.  See also
11807  * retrieve_ptr_limit().
11808  *
11809  *
11810  * 'off' includes 'reg->off'.
11811  */
11812 static int check_stack_access_for_ptr_arithmetic(
11813                                 struct bpf_verifier_env *env,
11814                                 int regno,
11815                                 const struct bpf_reg_state *reg,
11816                                 int off)
11817 {
11818         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
11819                 char tn_buf[48];
11820
11821                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
11822                 verbose(env, "R%d variable stack access prohibited for !root, var_off=%s off=%d\n",
11823                         regno, tn_buf, off);
11824                 return -EACCES;
11825         }
11826
11827         if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK) {
11828                 verbose(env, "R%d stack pointer arithmetic goes out of range, "
11829                         "prohibited for !root; off=%d\n", regno, off);
11830                 return -EACCES;
11831         }
11832
11833         return 0;
11834 }
11835
11836 static int sanitize_check_bounds(struct bpf_verifier_env *env,
11837                                  const struct bpf_insn *insn,
11838                                  const struct bpf_reg_state *dst_reg)
11839 {
11840         u32 dst = insn->dst_reg;
11841
11842         /* For unprivileged we require that resulting offset must be in bounds
11843          * in order to be able to sanitize access later on.
11844          */
11845         if (env->bypass_spec_v1)
11846                 return 0;
11847
11848         switch (dst_reg->type) {
11849         case PTR_TO_STACK:
11850                 if (check_stack_access_for_ptr_arithmetic(env, dst, dst_reg,
11851                                         dst_reg->off + dst_reg->var_off.value))
11852                         return -EACCES;
11853                 break;
11854         case PTR_TO_MAP_VALUE:
11855                 if (check_map_access(env, dst, dst_reg->off, 1, false, ACCESS_HELPER)) {
11856                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic of map value goes out of range, "
11857                                 "prohibited for !root\n", dst);
11858                         return -EACCES;
11859                 }
11860                 break;
11861         default:
11862                 break;
11863         }
11864
11865         return 0;
11866 }
11867
11868 /* Handles arithmetic on a pointer and a scalar: computes new min/max and var_off.
11869  * Caller should also handle BPF_MOV case separately.
11870  * If we return -EACCES, caller may want to try again treating pointer as a
11871  * scalar.  So we only emit a diagnostic if !env->allow_ptr_leaks.
11872  */
11873 static int adjust_ptr_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
11874                                    struct bpf_insn *insn,
11875                                    const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
11876                                    const struct bpf_reg_state *off_reg)
11877 {
11878         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
11879         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
11880         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg;
11881         bool known = tnum_is_const(off_reg->var_off);
11882         s64 smin_val = off_reg->smin_value, smax_val = off_reg->smax_value,
11883             smin_ptr = ptr_reg->smin_value, smax_ptr = ptr_reg->smax_value;
11884         u64 umin_val = off_reg->umin_value, umax_val = off_reg->umax_value,
11885             umin_ptr = ptr_reg->umin_value, umax_ptr = ptr_reg->umax_value;
11886         struct bpf_sanitize_info info = {};
11887         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
11888         u32 dst = insn->dst_reg;
11889         int ret;
11890
11891         dst_reg = &regs[dst];
11892
11893         if ((known && (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
11894             smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
11895                 /* Taint dst register if offset had invalid bounds derived from
11896                  * e.g. dead branches.
11897                  */
11898                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
11899                 return 0;
11900         }
11901
11902         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64) {
11903                 /* 32-bit ALU ops on pointers produce (meaningless) scalars */
11904                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
11905                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
11906                         return 0;
11907                 }
11908
11909                 verbose(env,
11910                         "R%d 32-bit pointer arithmetic prohibited\n",
11911                         dst);
11912                 return -EACCES;
11913         }
11914
11915         if (ptr_reg->type & PTR_MAYBE_NULL) {
11916                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited, null-check it first\n",
11917                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
11918                 return -EACCES;
11919         }
11920
11921         switch (base_type(ptr_reg->type)) {
11922         case CONST_PTR_TO_MAP:
11923                 /* smin_val represents the known value */
11924                 if (known && smin_val == 0 && opcode == BPF_ADD)
11925                         break;
11926                 fallthrough;
11927         case PTR_TO_PACKET_END:
11928         case PTR_TO_SOCKET:
11929         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
11930         case PTR_TO_TCP_SOCK:
11931         case PTR_TO_XDP_SOCK:
11932                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited\n",
11933                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
11934                 return -EACCES;
11935         default:
11936                 break;
11937         }
11938
11939         /* In case of 'scalar += pointer', dst_reg inherits pointer type and id.
11940          * The id may be overwritten later if we create a new variable offset.
11941          */
11942         dst_reg->type = ptr_reg->type;
11943         dst_reg->id = ptr_reg->id;
11944
11945         if (!check_reg_sane_offset(env, off_reg, ptr_reg->type) ||
11946             !check_reg_sane_offset(env, ptr_reg, ptr_reg->type))
11947                 return -EINVAL;
11948
11949         /* pointer types do not carry 32-bit bounds at the moment. */
11950         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
11951
11952         if (sanitize_needed(opcode)) {
11953                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, ptr_reg, off_reg, dst_reg,
11954                                        &info, false);
11955                 if (ret < 0)
11956                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
11957         }
11958
11959         switch (opcode) {
11960         case BPF_ADD:
11961                 /* We can take a fixed offset as long as it doesn't overflow
11962                  * the s32 'off' field
11963                  */
11964                 if (known && (ptr_reg->off + smin_val ==
11965                               (s64)(s32)(ptr_reg->off + smin_val))) {
11966                         /* pointer += K.  Accumulate it into fixed offset */
11967                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
11968                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
11969                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
11970                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
11971                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
11972                         dst_reg->off = ptr_reg->off + smin_val;
11973                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
11974                         break;
11975                 }
11976                 /* A new variable offset is created.  Note that off_reg->off
11977                  * == 0, since it's a scalar.
11978                  * dst_reg gets the pointer type and since some positive
11979                  * integer value was added to the pointer, give it a new 'id'
11980                  * if it's a PTR_TO_PACKET.
11981                  * this creates a new 'base' pointer, off_reg (variable) gets
11982                  * added into the variable offset, and we copy the fixed offset
11983                  * from ptr_reg.
11984                  */
11985                 if (signed_add_overflows(smin_ptr, smin_val) ||
11986                     signed_add_overflows(smax_ptr, smax_val)) {
11987                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
11988                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
11989                 } else {
11990                         dst_reg->smin_value = smin_ptr + smin_val;
11991                         dst_reg->smax_value = smax_ptr + smax_val;
11992                 }
11993                 if (umin_ptr + umin_val < umin_ptr ||
11994                     umax_ptr + umax_val < umax_ptr) {
11995                         dst_reg->umin_value = 0;
11996                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
11997                 } else {
11998                         dst_reg->umin_value = umin_ptr + umin_val;
11999                         dst_reg->umax_value = umax_ptr + umax_val;
12000                 }
12001                 dst_reg->var_off = tnum_add(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
12002                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
12003                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
12004                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
12005                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
12006                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
12007                         memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
12008                 }
12009                 break;
12010         case BPF_SUB:
12011                 if (dst_reg == off_reg) {
12012                         /* scalar -= pointer.  Creates an unknown scalar */
12013                         verbose(env, "R%d tried to subtract pointer from scalar\n",
12014                                 dst);
12015                         return -EACCES;
12016                 }
12017                 /* We don't allow subtraction from FP, because (according to
12018                  * test_verifier.c test "invalid fp arithmetic", JITs might not
12019                  * be able to deal with it.
12020                  */
12021                 if (ptr_reg->type == PTR_TO_STACK) {
12022                         verbose(env, "R%d subtraction from stack pointer prohibited\n",
12023                                 dst);
12024                         return -EACCES;
12025                 }
12026                 if (known && (ptr_reg->off - smin_val ==
12027                               (s64)(s32)(ptr_reg->off - smin_val))) {
12028                         /* pointer -= K.  Subtract it from fixed offset */
12029                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
12030                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
12031                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
12032                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
12033                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
12034                         dst_reg->id = ptr_reg->id;
12035                         dst_reg->off = ptr_reg->off - smin_val;
12036                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
12037                         break;
12038                 }
12039                 /* A new variable offset is created.  If the subtrahend is known
12040                  * nonnegative, then any reg->range we had before is still good.
12041                  */
12042                 if (signed_sub_overflows(smin_ptr, smax_val) ||
12043                     signed_sub_overflows(smax_ptr, smin_val)) {
12044                         /* Overflow possible, we know nothing */
12045                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12046                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12047                 } else {
12048                         dst_reg->smin_value = smin_ptr - smax_val;
12049                         dst_reg->smax_value = smax_ptr - smin_val;
12050                 }
12051                 if (umin_ptr < umax_val) {
12052                         /* Overflow possible, we know nothing */
12053                         dst_reg->umin_value = 0;
12054                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12055                 } else {
12056                         /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
12057                         dst_reg->umin_value = umin_ptr - umax_val;
12058                         dst_reg->umax_value = umax_ptr - umin_val;
12059                 }
12060                 dst_reg->var_off = tnum_sub(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
12061                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
12062                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
12063                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
12064                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
12065                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
12066                         if (smin_val < 0)
12067                                 memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
12068                 }
12069                 break;
12070         case BPF_AND:
12071         case BPF_OR:
12072         case BPF_XOR:
12073                 /* bitwise ops on pointers are troublesome, prohibit. */
12074                 verbose(env, "R%d bitwise operator %s on pointer prohibited\n",
12075                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
12076                 return -EACCES;
12077         default:
12078                 /* other operators (e.g. MUL,LSH) produce non-pointer results */
12079                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic with %s operator prohibited\n",
12080                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
12081                 return -EACCES;
12082         }
12083
12084         if (!check_reg_sane_offset(env, dst_reg, ptr_reg->type))
12085                 return -EINVAL;
12086         reg_bounds_sync(dst_reg);
12087         if (sanitize_check_bounds(env, insn, dst_reg) < 0)
12088                 return -EACCES;
12089         if (sanitize_needed(opcode)) {
12090                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, dst_reg, off_reg, dst_reg,
12091                                        &info, true);
12092                 if (ret < 0)
12093                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
12094         }
12095
12096         return 0;
12097 }
12098
12099 static void scalar32_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12100                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12101 {
12102         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12103         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
12104         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12105         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12106
12107         if (signed_add32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smin_val) ||
12108             signed_add32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smax_val)) {
12109                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12110                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12111         } else {
12112                 dst_reg->s32_min_value += smin_val;
12113                 dst_reg->s32_max_value += smax_val;
12114         }
12115         if (dst_reg->u32_min_value + umin_val < umin_val ||
12116             dst_reg->u32_max_value + umax_val < umax_val) {
12117                 dst_reg->u32_min_value = 0;
12118                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
12119         } else {
12120                 dst_reg->u32_min_value += umin_val;
12121                 dst_reg->u32_max_value += umax_val;
12122         }
12123 }
12124
12125 static void scalar_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12126                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12127 {
12128         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12129         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
12130         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12131         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12132
12133         if (signed_add_overflows(dst_reg->smin_value, smin_val) ||
12134             signed_add_overflows(dst_reg->smax_value, smax_val)) {
12135                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12136                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12137         } else {
12138                 dst_reg->smin_value += smin_val;
12139                 dst_reg->smax_value += smax_val;
12140         }
12141         if (dst_reg->umin_value + umin_val < umin_val ||
12142             dst_reg->umax_value + umax_val < umax_val) {
12143                 dst_reg->umin_value = 0;
12144                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12145         } else {
12146                 dst_reg->umin_value += umin_val;
12147                 dst_reg->umax_value += umax_val;
12148         }
12149 }
12150
12151 static void scalar32_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12152                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12153 {
12154         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12155         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
12156         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12157         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12158
12159         if (signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smax_val) ||
12160             signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smin_val)) {
12161                 /* Overflow possible, we know nothing */
12162                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12163                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12164         } else {
12165                 dst_reg->s32_min_value -= smax_val;
12166                 dst_reg->s32_max_value -= smin_val;
12167         }
12168         if (dst_reg->u32_min_value < umax_val) {
12169                 /* Overflow possible, we know nothing */
12170                 dst_reg->u32_min_value = 0;
12171                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
12172         } else {
12173                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
12174                 dst_reg->u32_min_value -= umax_val;
12175                 dst_reg->u32_max_value -= umin_val;
12176         }
12177 }
12178
12179 static void scalar_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12180                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12181 {
12182         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12183         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
12184         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12185         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12186
12187         if (signed_sub_overflows(dst_reg->smin_value, smax_val) ||
12188             signed_sub_overflows(dst_reg->smax_value, smin_val)) {
12189                 /* Overflow possible, we know nothing */
12190                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12191                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12192         } else {
12193                 dst_reg->smin_value -= smax_val;
12194                 dst_reg->smax_value -= smin_val;
12195         }
12196         if (dst_reg->umin_value < umax_val) {
12197                 /* Overflow possible, we know nothing */
12198                 dst_reg->umin_value = 0;
12199                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12200         } else {
12201                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
12202                 dst_reg->umin_value -= umax_val;
12203                 dst_reg->umax_value -= umin_val;
12204         }
12205 }
12206
12207 static void scalar32_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12208                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12209 {
12210         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12211         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12212         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12213
12214         if (smin_val < 0 || dst_reg->s32_min_value < 0) {
12215                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
12216                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12217                 return;
12218         }
12219         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
12220          * copy the result to signed (unless it exceeds S32_MAX).
12221          */
12222         if (umax_val > U16_MAX || dst_reg->u32_max_value > U16_MAX) {
12223                 /* Potential overflow, we know nothing */
12224                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12225                 return;
12226         }
12227         dst_reg->u32_min_value *= umin_val;
12228         dst_reg->u32_max_value *= umax_val;
12229         if (dst_reg->u32_max_value > S32_MAX) {
12230                 /* Overflow possible, we know nothing */
12231                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12232                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12233         } else {
12234                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
12235                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
12236         }
12237 }
12238
12239 static void scalar_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12240                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12241 {
12242         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12243         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12244         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12245
12246         if (smin_val < 0 || dst_reg->smin_value < 0) {
12247                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
12248                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12249                 return;
12250         }
12251         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
12252          * copy the result to signed (unless it exceeds S64_MAX).
12253          */
12254         if (umax_val > U32_MAX || dst_reg->umax_value > U32_MAX) {
12255                 /* Potential overflow, we know nothing */
12256                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12257                 return;
12258         }
12259         dst_reg->umin_value *= umin_val;
12260         dst_reg->umax_value *= umax_val;
12261         if (dst_reg->umax_value > S64_MAX) {
12262                 /* Overflow possible, we know nothing */
12263                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12264                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12265         } else {
12266                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
12267                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
12268         }
12269 }
12270
12271 static void scalar32_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12272                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12273 {
12274         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
12275         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
12276         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12277         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12278         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12279
12280         if (src_known && dst_known) {
12281                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
12282                 return;
12283         }
12284
12285         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
12286          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
12287          */
12288         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
12289         dst_reg->u32_max_value = min(dst_reg->u32_max_value, umax_val);
12290         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
12291                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
12292                  * ain't nobody got time for that.
12293                  */
12294                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12295                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12296         } else {
12297                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
12298                  * cast result into s64.
12299                  */
12300                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
12301                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
12302         }
12303 }
12304
12305 static void scalar_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12306                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12307 {
12308         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
12309         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
12310         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12311         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12312
12313         if (src_known && dst_known) {
12314                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
12315                 return;
12316         }
12317
12318         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
12319          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
12320          */
12321         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
12322         dst_reg->umax_value = min(dst_reg->umax_value, umax_val);
12323         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
12324                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
12325                  * ain't nobody got time for that.
12326                  */
12327                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12328                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12329         } else {
12330                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
12331                  * cast result into s64.
12332                  */
12333                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
12334                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
12335         }
12336         /* We may learn something more from the var_off */
12337         __update_reg_bounds(dst_reg);
12338 }
12339
12340 static void scalar32_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12341                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
12342 {
12343         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
12344         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
12345         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12346         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12347         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12348
12349         if (src_known && dst_known) {
12350                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
12351                 return;
12352         }
12353
12354         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
12355          * maximum of the operands' minima
12356          */
12357         dst_reg->u32_min_value = max(dst_reg->u32_min_value, umin_val);
12358         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
12359         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
12360                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
12361                  * ain't nobody got time for that.
12362                  */
12363                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12364                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12365         } else {
12366                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
12367                  * cast result into s64.
12368                  */
12369                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
12370                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
12371         }
12372 }
12373
12374 static void scalar_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12375                               struct bpf_reg_state *src_reg)
12376 {
12377         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
12378         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
12379         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12380         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12381
12382         if (src_known && dst_known) {
12383                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
12384                 return;
12385         }
12386
12387         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
12388          * maximum of the operands' minima
12389          */
12390         dst_reg->umin_value = max(dst_reg->umin_value, umin_val);
12391         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
12392         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
12393                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
12394                  * ain't nobody got time for that.
12395                  */
12396                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12397                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12398         } else {
12399                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
12400                  * cast result into s64.
12401                  */
12402                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
12403                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
12404         }
12405         /* We may learn something more from the var_off */
12406         __update_reg_bounds(dst_reg);
12407 }
12408
12409 static void scalar32_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12410                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12411 {
12412         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
12413         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
12414         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12415         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12416
12417         if (src_known && dst_known) {
12418                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
12419                 return;
12420         }
12421
12422         /* We get both minimum and maximum from the var32_off. */
12423         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
12424         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
12425
12426         if (dst_reg->s32_min_value >= 0 && smin_val >= 0) {
12427                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
12428                  * so safe to cast u32 result into s32.
12429                  */
12430                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
12431                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
12432         } else {
12433                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12434                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12435         }
12436 }
12437
12438 static void scalar_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12439                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12440 {
12441         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
12442         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
12443         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12444
12445         if (src_known && dst_known) {
12446                 /* dst_reg->var_off.value has been updated earlier */
12447                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
12448                 return;
12449         }
12450
12451         /* We get both minimum and maximum from the var_off. */
12452         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
12453         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
12454
12455         if (dst_reg->smin_value >= 0 && smin_val >= 0) {
12456                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
12457                  * so safe to cast u64 result into s64.
12458                  */
12459                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
12460                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
12461         } else {
12462                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12463                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12464         }
12465
12466         __update_reg_bounds(dst_reg);
12467 }
12468
12469 static void __scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12470                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
12471 {
12472         /* We lose all sign bit information (except what we can pick
12473          * up from var_off)
12474          */
12475         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12476         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12477         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
12478         if (umax_val > 31 || dst_reg->u32_max_value > 1ULL << (31 - umax_val)) {
12479                 dst_reg->u32_min_value = 0;
12480                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
12481         } else {
12482                 dst_reg->u32_min_value <<= umin_val;
12483                 dst_reg->u32_max_value <<= umax_val;
12484         }
12485 }
12486
12487 static void scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12488                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12489 {
12490         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12491         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12492         /* u32 alu operation will zext upper bits */
12493         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12494
12495         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
12496         dst_reg->var_off = tnum_subreg(tnum_lshift(subreg, umin_val));
12497         /* Not required but being careful mark reg64 bounds as unknown so
12498          * that we are forced to pick them up from tnum and zext later and
12499          * if some path skips this step we are still safe.
12500          */
12501         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12502         __update_reg32_bounds(dst_reg);
12503 }
12504
12505 static void __scalar64_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12506                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
12507 {
12508         /* Special case <<32 because it is a common compiler pattern to sign
12509          * extend subreg by doing <<32 s>>32. In this case if 32bit bounds are
12510          * positive we know this shift will also be positive so we can track
12511          * bounds correctly. Otherwise we lose all sign bit information except
12512          * what we can pick up from var_off. Perhaps we can generalize this
12513          * later to shifts of any length.
12514          */
12515         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_max_value >= 0)
12516                 dst_reg->smax_value = (s64)dst_reg->s32_max_value << 32;
12517         else
12518                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12519
12520         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_min_value >= 0)
12521                 dst_reg->smin_value = (s64)dst_reg->s32_min_value << 32;
12522         else
12523                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12524
12525         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
12526         if (dst_reg->umax_value > 1ULL << (63 - umax_val)) {
12527                 dst_reg->umin_value = 0;
12528                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12529         } else {
12530                 dst_reg->umin_value <<= umin_val;
12531                 dst_reg->umax_value <<= umax_val;
12532         }
12533 }
12534
12535 static void scalar_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12536                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12537 {
12538         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12539         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12540
12541         /* scalar64 calc uses 32bit unshifted bounds so must be called first */
12542         __scalar64_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
12543         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
12544
12545         dst_reg->var_off = tnum_lshift(dst_reg->var_off, umin_val);
12546         /* We may learn something more from the var_off */
12547         __update_reg_bounds(dst_reg);
12548 }
12549
12550 static void scalar32_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12551                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12552 {
12553         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12554         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12555         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12556
12557         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
12558          * be negative, then either:
12559          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
12560          *    unknown, so we lose our signed bounds
12561          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
12562          *    signed bounds
12563          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
12564          *    about the result
12565          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
12566          * unsigned bounds capture the signed bounds.
12567          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
12568          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
12569          * var_off of the result.
12570          */
12571         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12572         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12573
12574         dst_reg->var_off = tnum_rshift(subreg, umin_val);
12575         dst_reg->u32_min_value >>= umax_val;
12576         dst_reg->u32_max_value >>= umin_val;
12577
12578         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12579         __update_reg32_bounds(dst_reg);
12580 }
12581
12582 static void scalar_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12583                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12584 {
12585         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12586         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12587
12588         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
12589          * be negative, then either:
12590          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
12591          *    unknown, so we lose our signed bounds
12592          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
12593          *    signed bounds
12594          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
12595          *    about the result
12596          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
12597          * unsigned bounds capture the signed bounds.
12598          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
12599          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
12600          * var_off of the result.
12601          */
12602         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12603         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12604         dst_reg->var_off = tnum_rshift(dst_reg->var_off, umin_val);
12605         dst_reg->umin_value >>= umax_val;
12606         dst_reg->umax_value >>= umin_val;
12607
12608         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
12609          * on bits being shifted in. Take easy way out and mark unbounded
12610          * so we can recalculate later from tnum.
12611          */
12612         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12613         __update_reg_bounds(dst_reg);
12614 }
12615
12616 static void scalar32_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12617                                   struct bpf_reg_state *src_reg)
12618 {
12619         u64 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12620
12621         /* Upon reaching here, src_known is true and
12622          * umax_val is equal to umin_val.
12623          */
12624         dst_reg->s32_min_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_min_value) >> umin_val);
12625         dst_reg->s32_max_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_max_value) >> umin_val);
12626
12627         dst_reg->var_off = tnum_arshift(tnum_subreg(dst_reg->var_off), umin_val, 32);
12628
12629         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
12630          * dst_reg var_off to refine the result.
12631          */
12632         dst_reg->u32_min_value = 0;
12633         dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
12634
12635         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12636         __update_reg32_bounds(dst_reg);
12637 }
12638
12639 static void scalar_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12640                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
12641 {
12642         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12643
12644         /* Upon reaching here, src_known is true and umax_val is equal
12645          * to umin_val.
12646          */
12647         dst_reg->smin_value >>= umin_val;
12648         dst_reg->smax_value >>= umin_val;
12649
12650         dst_reg->var_off = tnum_arshift(dst_reg->var_off, umin_val, 64);
12651
12652         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
12653          * dst_reg var_off to refine the result.
12654          */
12655         dst_reg->umin_value = 0;
12656         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12657
12658         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
12659          * on bits being shifted in from upper 32-bits. Take easy way out
12660          * and mark unbounded so we can recalculate later from tnum.
12661          */
12662         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12663         __update_reg_bounds(dst_reg);
12664 }
12665
12666 /* WARNING: This function does calculations on 64-bit values, but the actual
12667  * execution may occur on 32-bit values. Therefore, things like bitshifts
12668  * need extra checks in the 32-bit case.
12669  */
12670 static int adjust_scalar_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
12671                                       struct bpf_insn *insn,
12672                                       struct bpf_reg_state *dst_reg,
12673                                       struct bpf_reg_state src_reg)
12674 {
12675         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
12676         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
12677         bool src_known;
12678         s64 smin_val, smax_val;
12679         u64 umin_val, umax_val;
12680         s32 s32_min_val, s32_max_val;
12681         u32 u32_min_val, u32_max_val;
12682         u64 insn_bitness = (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) ? 64 : 32;
12683         bool alu32 = (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64);
12684         int ret;
12685
12686         smin_val = src_reg.smin_value;
12687         smax_val = src_reg.smax_value;
12688         umin_val = src_reg.umin_value;
12689         umax_val = src_reg.umax_value;
12690
12691         s32_min_val = src_reg.s32_min_value;
12692         s32_max_val = src_reg.s32_max_value;
12693         u32_min_val = src_reg.u32_min_value;
12694         u32_max_val = src_reg.u32_max_value;
12695
12696         if (alu32) {
12697                 src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg.var_off);
12698                 if ((src_known &&
12699                      (s32_min_val != s32_max_val || u32_min_val != u32_max_val)) ||
12700                     s32_min_val > s32_max_val || u32_min_val > u32_max_val) {
12701                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
12702                          * derived from e.g. dead branches.
12703                          */
12704                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12705                         return 0;
12706                 }
12707         } else {
12708                 src_known = tnum_is_const(src_reg.var_off);
12709                 if ((src_known &&
12710                      (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
12711                     smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
12712                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
12713                          * derived from e.g. dead branches.
12714                          */
12715                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12716                         return 0;
12717                 }
12718         }
12719
12720         if (!src_known &&
12721             opcode != BPF_ADD && opcode != BPF_SUB && opcode != BPF_AND) {
12722                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12723                 return 0;
12724         }
12725
12726         if (sanitize_needed(opcode)) {
12727                 ret = sanitize_val_alu(env, insn);
12728                 if (ret < 0)
12729                         return sanitize_err(env, insn, ret, NULL, NULL);
12730         }
12731
12732         /* Calculate sign/unsigned bounds and tnum for alu32 and alu64 bit ops.
12733          * There are two classes of instructions: The first class we track both
12734          * alu32 and alu64 sign/unsigned bounds independently this provides the
12735          * greatest amount of precision when alu operations are mixed with jmp32
12736          * operations. These operations are BPF_ADD, BPF_SUB, BPF_MUL, BPF_ADD,
12737          * and BPF_OR. This is possible because these ops have fairly easy to
12738          * understand and calculate behavior in both 32-bit and 64-bit alu ops.
12739          * See alu32 verifier tests for examples. The second class of
12740          * operations, BPF_LSH, BPF_RSH, and BPF_ARSH, however are not so easy
12741          * with regards to tracking sign/unsigned bounds because the bits may
12742          * cross subreg boundaries in the alu64 case. When this happens we mark
12743          * the reg unbounded in the subreg bound space and use the resulting
12744          * tnum to calculate an approximation of the sign/unsigned bounds.
12745          */
12746         switch (opcode) {
12747         case BPF_ADD:
12748                 scalar32_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
12749                 scalar_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
12750                 dst_reg->var_off = tnum_add(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12751                 break;
12752         case BPF_SUB:
12753                 scalar32_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
12754                 scalar_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
12755                 dst_reg->var_off = tnum_sub(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12756                 break;
12757         case BPF_MUL:
12758                 dst_reg->var_off = tnum_mul(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12759                 scalar32_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
12760                 scalar_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
12761                 break;
12762         case BPF_AND:
12763                 dst_reg->var_off = tnum_and(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12764                 scalar32_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
12765                 scalar_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
12766                 break;
12767         case BPF_OR:
12768                 dst_reg->var_off = tnum_or(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12769                 scalar32_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
12770                 scalar_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
12771                 break;
12772         case BPF_XOR:
12773                 dst_reg->var_off = tnum_xor(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12774                 scalar32_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
12775                 scalar_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
12776                 break;
12777         case BPF_LSH:
12778                 if (umax_val >= insn_bitness) {
12779                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
12780                          * This includes shifts by a negative number.
12781                          */
12782                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12783                         break;
12784                 }
12785                 if (alu32)
12786                         scalar32_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
12787                 else
12788                         scalar_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
12789                 break;
12790         case BPF_RSH:
12791                 if (umax_val >= insn_bitness) {
12792                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
12793                          * This includes shifts by a negative number.
12794                          */
12795                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12796                         break;
12797                 }
12798                 if (alu32)
12799                         scalar32_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
12800                 else
12801                         scalar_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
12802                 break;
12803         case BPF_ARSH:
12804                 if (umax_val >= insn_bitness) {
12805                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
12806                          * This includes shifts by a negative number.
12807                          */
12808                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12809                         break;
12810                 }
12811                 if (alu32)
12812                         scalar32_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
12813                 else
12814                         scalar_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
12815                 break;
12816         default:
12817                 mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12818                 break;
12819         }
12820
12821         /* ALU32 ops are zero extended into 64bit register */
12822         if (alu32)
12823                 zext_32_to_64(dst_reg);
12824         reg_bounds_sync(dst_reg);
12825         return 0;
12826 }
12827
12828 /* Handles ALU ops other than BPF_END, BPF_NEG and BPF_MOV: computes new min/max
12829  * and var_off.
12830  */
12831 static int adjust_reg_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
12832                                    struct bpf_insn *insn)
12833 {
12834         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
12835         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
12836         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg, *src_reg;
12837         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, off_reg = {0};
12838         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
12839         int err;
12840
12841         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
12842         src_reg = NULL;
12843         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE)
12844                 ptr_reg = dst_reg;
12845         else
12846                 /* Make sure ID is cleared otherwise dst_reg min/max could be
12847                  * incorrectly propagated into other registers by find_equal_scalars()
12848                  */
12849                 dst_reg->id = 0;
12850         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
12851                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
12852                 if (src_reg->type != SCALAR_VALUE) {
12853                         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE) {
12854                                 /* Combining two pointers by any ALU op yields
12855                                  * an arbitrary scalar. Disallow all math except
12856                                  * pointer subtraction
12857                                  */
12858                                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
12859                                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12860                                         return 0;
12861                                 }
12862                                 verbose(env, "R%d pointer %s pointer prohibited\n",
12863                                         insn->dst_reg,
12864                                         bpf_alu_string[opcode >> 4]);
12865                                 return -EACCES;
12866                         } else {
12867                                 /* scalar += pointer
12868                                  * This is legal, but we have to reverse our
12869                                  * src/dest handling in computing the range
12870                                  */
12871                                 err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
12872                                 if (err)
12873                                         return err;
12874                                 return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
12875                                                                src_reg, dst_reg);
12876                         }
12877                 } else if (ptr_reg) {
12878                         /* pointer += scalar */
12879                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
12880                         if (err)
12881                                 return err;
12882                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
12883                                                        dst_reg, src_reg);
12884                 } else if (dst_reg->precise) {
12885                         /* if dst_reg is precise, src_reg should be precise as well */
12886                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
12887                         if (err)
12888                                 return err;
12889                 }
12890         } else {
12891                 /* Pretend the src is a reg with a known value, since we only
12892                  * need to be able to read from this state.
12893                  */
12894                 off_reg.type = SCALAR_VALUE;
12895                 __mark_reg_known(&off_reg, insn->imm);
12896                 src_reg = &off_reg;
12897                 if (ptr_reg) /* pointer += K */
12898                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
12899                                                        ptr_reg, src_reg);
12900         }
12901
12902         /* Got here implies adding two SCALAR_VALUEs */
12903         if (WARN_ON_ONCE(ptr_reg)) {
12904                 print_verifier_state(env, state, true);
12905                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected ptr_reg\n");
12906                 return -EINVAL;
12907         }
12908         if (WARN_ON(!src_reg)) {
12909                 print_verifier_state(env, state, true);
12910                 verbose(env, "verifier internal error: no src_reg\n");
12911                 return -EINVAL;
12912         }
12913         return adjust_scalar_min_max_vals(env, insn, dst_reg, *src_reg);
12914 }
12915
12916 /* check validity of 32-bit and 64-bit arithmetic operations */
12917 static int check_alu_op(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
12918 {
12919         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
12920         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
12921         int err;
12922
12923         if (opcode == BPF_END || opcode == BPF_NEG) {
12924                 if (opcode == BPF_NEG) {
12925                         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
12926                             insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
12927                             insn->off != 0 || insn->imm != 0) {
12928                                 verbose(env, "BPF_NEG uses reserved fields\n");
12929                                 return -EINVAL;
12930                         }
12931                 } else {
12932                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
12933                             (insn->imm != 16 && insn->imm != 32 && insn->imm != 64) ||
12934                             BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
12935                                 verbose(env, "BPF_END uses reserved fields\n");
12936                                 return -EINVAL;
12937                         }
12938                 }
12939
12940                 /* check src operand */
12941                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
12942                 if (err)
12943                         return err;
12944
12945                 if (is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
12946                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic prohibited\n",
12947                                 insn->dst_reg);
12948                         return -EACCES;
12949                 }
12950
12951                 /* check dest operand */
12952                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
12953                 if (err)
12954                         return err;
12955
12956         } else if (opcode == BPF_MOV) {
12957
12958                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
12959                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
12960                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
12961                                 return -EINVAL;
12962                         }
12963
12964                         /* check src operand */
12965                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
12966                         if (err)
12967                                 return err;
12968                 } else {
12969                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
12970                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
12971                                 return -EINVAL;
12972                         }
12973                 }
12974
12975                 /* check dest operand, mark as required later */
12976                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
12977                 if (err)
12978                         return err;
12979
12980                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
12981                         struct bpf_reg_state *src_reg = regs + insn->src_reg;
12982                         struct bpf_reg_state *dst_reg = regs + insn->dst_reg;
12983                         bool need_id = src_reg->type == SCALAR_VALUE && !src_reg->id &&
12984                                        !tnum_is_const(src_reg->var_off);
12985
12986                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
12987                                 /* case: R1 = R2
12988                                  * copy register state to dest reg
12989                                  */
12990                                 if (need_id)
12991                                         /* Assign src and dst registers the same ID
12992                                          * that will be used by find_equal_scalars()
12993                                          * to propagate min/max range.
12994                                          */
12995                                         src_reg->id = ++env->id_gen;
12996                                 copy_register_state(dst_reg, src_reg);
12997                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
12998                                 dst_reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
12999                         } else {
13000                                 /* R1 = (u32) R2 */
13001                                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
13002                                         verbose(env,
13003                                                 "R%d partial copy of pointer\n",
13004                                                 insn->src_reg);
13005                                         return -EACCES;
13006                                 } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
13007                                         bool is_src_reg_u32 = src_reg->umax_value <= U32_MAX;
13008
13009                                         if (is_src_reg_u32 && need_id)
13010                                                 src_reg->id = ++env->id_gen;
13011                                         copy_register_state(dst_reg, src_reg);
13012                                         /* Make sure ID is cleared if src_reg is not in u32 range otherwise
13013                                          * dst_reg min/max could be incorrectly
13014                                          * propagated into src_reg by find_equal_scalars()
13015                                          */
13016                                         if (!is_src_reg_u32)
13017                                                 dst_reg->id = 0;
13018                                         dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
13019                                         dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
13020                                 } else {
13021                                         mark_reg_unknown(env, regs,
13022                                                          insn->dst_reg);
13023                                 }
13024                                 zext_32_to_64(dst_reg);
13025                                 reg_bounds_sync(dst_reg);
13026                         }
13027                 } else {
13028                         /* case: R = imm
13029                          * remember the value we stored into this reg
13030                          */
13031                         /* clear any state __mark_reg_known doesn't set */
13032                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
13033                         regs[insn->dst_reg].type = SCALAR_VALUE;
13034                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
13035                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
13036                                                  insn->imm);
13037                         } else {
13038                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
13039                                                  (u32)insn->imm);
13040                         }
13041                 }
13042
13043         } else if (opcode > BPF_END) {
13044                 verbose(env, "invalid BPF_ALU opcode %x\n", opcode);
13045                 return -EINVAL;
13046
13047         } else {        /* all other ALU ops: and, sub, xor, add, ... */
13048
13049                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
13050                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
13051                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
13052                                 return -EINVAL;
13053                         }
13054                         /* check src1 operand */
13055                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
13056                         if (err)
13057                                 return err;
13058                 } else {
13059                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
13060                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
13061                                 return -EINVAL;
13062                         }
13063                 }
13064
13065                 /* check src2 operand */
13066                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
13067                 if (err)
13068                         return err;
13069
13070                 if ((opcode == BPF_MOD || opcode == BPF_DIV) &&
13071                     BPF_SRC(insn->code) == BPF_K && insn->imm == 0) {
13072                         verbose(env, "div by zero\n");
13073                         return -EINVAL;
13074                 }
13075
13076                 if ((opcode == BPF_LSH || opcode == BPF_RSH ||
13077                      opcode == BPF_ARSH) && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
13078                         int size = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 ? 64 : 32;
13079
13080                         if (insn->imm < 0 || insn->imm >= size) {
13081                                 verbose(env, "invalid shift %d\n", insn->imm);
13082                                 return -EINVAL;
13083                         }
13084                 }
13085
13086                 /* check dest operand */
13087                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
13088                 if (err)
13089                         return err;
13090
13091                 return adjust_reg_min_max_vals(env, insn);
13092         }
13093
13094         return 0;
13095 }
13096
13097 static void find_good_pkt_pointers(struct bpf_verifier_state *vstate,
13098                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
13099                                    enum bpf_reg_type type,
13100                                    bool range_right_open)
13101 {
13102         struct bpf_func_state *state;
13103         struct bpf_reg_state *reg;
13104         int new_range;
13105
13106         if (dst_reg->off < 0 ||
13107             (dst_reg->off == 0 && range_right_open))
13108                 /* This doesn't give us any range */
13109                 return;
13110
13111         if (dst_reg->umax_value > MAX_PACKET_OFF ||
13112             dst_reg->umax_value + dst_reg->off > MAX_PACKET_OFF)
13113                 /* Risk of overflow.  For instance, ptr + (1<<63) may be less
13114                  * than pkt_end, but that's because it's also less than pkt.
13115                  */
13116                 return;
13117
13118         new_range = dst_reg->off;
13119         if (range_right_open)
13120                 new_range++;
13121
13122         /* Examples for register markings:
13123          *
13124          * pkt_data in dst register:
13125          *
13126          *   r2 = r3;
13127          *   r2 += 8;
13128          *   if (r2 > pkt_end) goto <handle exception>
13129          *   <access okay>
13130          *
13131          *   r2 = r3;
13132          *   r2 += 8;
13133          *   if (r2 < pkt_end) goto <access okay>
13134          *   <handle exception>
13135          *
13136          *   Where:
13137          *     r2 == dst_reg, pkt_end == src_reg
13138          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
13139          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
13140          *
13141          * pkt_data in src register:
13142          *
13143          *   r2 = r3;
13144          *   r2 += 8;
13145          *   if (pkt_end >= r2) goto <access okay>
13146          *   <handle exception>
13147          *
13148          *   r2 = r3;
13149          *   r2 += 8;
13150          *   if (pkt_end <= r2) goto <handle exception>
13151          *   <access okay>
13152          *
13153          *   Where:
13154          *     pkt_end == dst_reg, r2 == src_reg
13155          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
13156          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
13157          *
13158          * Find register r3 and mark its range as r3=pkt(id=n,off=0,r=8)
13159          * or r3=pkt(id=n,off=0,r=8-1), so that range of bytes [r3, r3 + 8)
13160          * and [r3, r3 + 8-1) respectively is safe to access depending on
13161          * the check.
13162          */
13163
13164         /* If our ids match, then we must have the same max_value.  And we
13165          * don't care about the other reg's fixed offset, since if it's too big
13166          * the range won't allow anything.
13167          * dst_reg->off is known < MAX_PACKET_OFF, therefore it fits in a u16.
13168          */
13169         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
13170                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
13171                         /* keep the maximum range already checked */
13172                         reg->range = max(reg->range, new_range);
13173         }));
13174 }
13175
13176 static int is_branch32_taken(struct bpf_reg_state *reg, u32 val, u8 opcode)
13177 {
13178         struct tnum subreg = tnum_subreg(reg->var_off);
13179         s32 sval = (s32)val;
13180
13181         switch (opcode) {
13182         case BPF_JEQ:
13183                 if (tnum_is_const(subreg))
13184                         return !!tnum_equals_const(subreg, val);
13185                 else if (val < reg->u32_min_value || val > reg->u32_max_value)
13186                         return 0;
13187                 break;
13188         case BPF_JNE:
13189                 if (tnum_is_const(subreg))
13190                         return !tnum_equals_const(subreg, val);
13191                 else if (val < reg->u32_min_value || val > reg->u32_max_value)
13192                         return 1;
13193                 break;
13194         case BPF_JSET:
13195                 if ((~subreg.mask & subreg.value) & val)
13196                         return 1;
13197                 if (!((subreg.mask | subreg.value) & val))
13198                         return 0;
13199                 break;
13200         case BPF_JGT:
13201                 if (reg->u32_min_value > val)
13202                         return 1;
13203                 else if (reg->u32_max_value <= val)
13204                         return 0;
13205                 break;
13206         case BPF_JSGT:
13207                 if (reg->s32_min_value > sval)
13208                         return 1;
13209                 else if (reg->s32_max_value <= sval)
13210                         return 0;
13211                 break;
13212         case BPF_JLT:
13213                 if (reg->u32_max_value < val)
13214                         return 1;
13215                 else if (reg->u32_min_value >= val)
13216                         return 0;
13217                 break;
13218         case BPF_JSLT:
13219                 if (reg->s32_max_value < sval)
13220                         return 1;
13221                 else if (reg->s32_min_value >= sval)
13222                         return 0;
13223                 break;
13224         case BPF_JGE:
13225                 if (reg->u32_min_value >= val)
13226                         return 1;
13227                 else if (reg->u32_max_value < val)
13228                         return 0;
13229                 break;
13230         case BPF_JSGE:
13231                 if (reg->s32_min_value >= sval)
13232                         return 1;
13233                 else if (reg->s32_max_value < sval)
13234                         return 0;
13235                 break;
13236         case BPF_JLE:
13237                 if (reg->u32_max_value <= val)
13238                         return 1;
13239                 else if (reg->u32_min_value > val)
13240                         return 0;
13241                 break;
13242         case BPF_JSLE:
13243                 if (reg->s32_max_value <= sval)
13244                         return 1;
13245                 else if (reg->s32_min_value > sval)
13246                         return 0;
13247                 break;
13248         }
13249
13250         return -1;
13251 }
13252
13253
13254 static int is_branch64_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode)
13255 {
13256         s64 sval = (s64)val;
13257
13258         switch (opcode) {
13259         case BPF_JEQ:
13260                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
13261                         return !!tnum_equals_const(reg->var_off, val);
13262                 else if (val < reg->umin_value || val > reg->umax_value)
13263                         return 0;
13264                 break;
13265         case BPF_JNE:
13266                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
13267                         return !tnum_equals_const(reg->var_off, val);
13268                 else if (val < reg->umin_value || val > reg->umax_value)
13269                         return 1;
13270                 break;
13271         case BPF_JSET:
13272                 if ((~reg->var_off.mask & reg->var_off.value) & val)
13273                         return 1;
13274                 if (!((reg->var_off.mask | reg->var_off.value) & val))
13275                         return 0;
13276                 break;
13277         case BPF_JGT:
13278                 if (reg->umin_value > val)
13279                         return 1;
13280                 else if (reg->umax_value <= val)
13281                         return 0;
13282                 break;
13283         case BPF_JSGT:
13284                 if (reg->smin_value > sval)
13285                         return 1;
13286                 else if (reg->smax_value <= sval)
13287                         return 0;
13288                 break;
13289         case BPF_JLT:
13290                 if (reg->umax_value < val)
13291                         return 1;
13292                 else if (reg->umin_value >= val)
13293                         return 0;
13294                 break;
13295         case BPF_JSLT:
13296                 if (reg->smax_value < sval)
13297                         return 1;
13298                 else if (reg->smin_value >= sval)
13299                         return 0;
13300                 break;
13301         case BPF_JGE:
13302                 if (reg->umin_value >= val)
13303                         return 1;
13304                 else if (reg->umax_value < val)
13305                         return 0;
13306                 break;
13307         case BPF_JSGE:
13308                 if (reg->smin_value >= sval)
13309                         return 1;
13310                 else if (reg->smax_value < sval)
13311                         return 0;
13312                 break;
13313         case BPF_JLE:
13314                 if (reg->umax_value <= val)
13315                         return 1;
13316                 else if (reg->umin_value > val)
13317                         return 0;
13318                 break;
13319         case BPF_JSLE:
13320                 if (reg->smax_value <= sval)
13321                         return 1;
13322                 else if (reg->smin_value > sval)
13323                         return 0;
13324                 break;
13325         }
13326
13327         return -1;
13328 }
13329
13330 /* compute branch direction of the expression "if (reg opcode val) goto target;"
13331  * and return:
13332  *  1 - branch will be taken and "goto target" will be executed
13333  *  0 - branch will not be taken and fall-through to next insn
13334  * -1 - unknown. Example: "if (reg < 5)" is unknown when register value
13335  *      range [0,10]
13336  */
13337 static int is_branch_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode,
13338                            bool is_jmp32)
13339 {
13340         if (__is_pointer_value(false, reg)) {
13341                 if (!reg_not_null(reg))
13342                         return -1;
13343
13344                 /* If pointer is valid tests against zero will fail so we can
13345                  * use this to direct branch taken.
13346                  */
13347                 if (val != 0)
13348                         return -1;
13349
13350                 switch (opcode) {
13351                 case BPF_JEQ:
13352                         return 0;
13353                 case BPF_JNE:
13354                         return 1;
13355                 default:
13356                         return -1;
13357                 }
13358         }
13359
13360         if (is_jmp32)
13361                 return is_branch32_taken(reg, val, opcode);
13362         return is_branch64_taken(reg, val, opcode);
13363 }
13364
13365 static int flip_opcode(u32 opcode)
13366 {
13367         /* How can we transform "a <op> b" into "b <op> a"? */
13368         static const u8 opcode_flip[16] = {
13369                 /* these stay the same */
13370                 [BPF_JEQ  >> 4] = BPF_JEQ,
13371                 [BPF_JNE  >> 4] = BPF_JNE,
13372                 [BPF_JSET >> 4] = BPF_JSET,
13373                 /* these swap "lesser" and "greater" (L and G in the opcodes) */
13374                 [BPF_JGE  >> 4] = BPF_JLE,
13375                 [BPF_JGT  >> 4] = BPF_JLT,
13376                 [BPF_JLE  >> 4] = BPF_JGE,
13377                 [BPF_JLT  >> 4] = BPF_JGT,
13378                 [BPF_JSGE >> 4] = BPF_JSLE,
13379                 [BPF_JSGT >> 4] = BPF_JSLT,
13380                 [BPF_JSLE >> 4] = BPF_JSGE,
13381                 [BPF_JSLT >> 4] = BPF_JSGT
13382         };
13383         return opcode_flip[opcode >> 4];
13384 }
13385
13386 static int is_pkt_ptr_branch_taken(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13387                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
13388                                    u8 opcode)
13389 {
13390         struct bpf_reg_state *pkt;
13391
13392         if (src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
13393                 pkt = dst_reg;
13394         } else if (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
13395                 pkt = src_reg;
13396                 opcode = flip_opcode(opcode);
13397         } else {
13398                 return -1;
13399         }
13400
13401         if (pkt->range >= 0)
13402                 return -1;
13403
13404         switch (opcode) {
13405         case BPF_JLE:
13406                 /* pkt <= pkt_end */
13407                 fallthrough;
13408         case BPF_JGT:
13409                 /* pkt > pkt_end */
13410                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END)
13411                         /* pkt has at last one extra byte beyond pkt_end */
13412                         return opcode == BPF_JGT;
13413                 break;
13414         case BPF_JLT:
13415                 /* pkt < pkt_end */
13416                 fallthrough;
13417         case BPF_JGE:
13418                 /* pkt >= pkt_end */
13419                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END || pkt->range == AT_PKT_END)
13420                         return opcode == BPF_JGE;
13421                 break;
13422         }
13423         return -1;
13424 }
13425
13426 /* Adjusts the register min/max values in the case that the dst_reg is the
13427  * variable register that we are working on, and src_reg is a constant or we're
13428  * simply doing a BPF_K check.
13429  * In JEQ/JNE cases we also adjust the var_off values.
13430  */
13431 static void reg_set_min_max(struct bpf_reg_state *true_reg,
13432                             struct bpf_reg_state *false_reg,
13433                             u64 val, u32 val32,
13434                             u8 opcode, bool is_jmp32)
13435 {
13436         struct tnum false_32off = tnum_subreg(false_reg->var_off);
13437         struct tnum false_64off = false_reg->var_off;
13438         struct tnum true_32off = tnum_subreg(true_reg->var_off);
13439         struct tnum true_64off = true_reg->var_off;
13440         s64 sval = (s64)val;
13441         s32 sval32 = (s32)val32;
13442
13443         /* If the dst_reg is a pointer, we can't learn anything about its
13444          * variable offset from the compare (unless src_reg were a pointer into
13445          * the same object, but we don't bother with that.
13446          * Since false_reg and true_reg have the same type by construction, we
13447          * only need to check one of them for pointerness.
13448          */
13449         if (__is_pointer_value(false, false_reg))
13450                 return;
13451
13452         switch (opcode) {
13453         /* JEQ/JNE comparison doesn't change the register equivalence.
13454          *
13455          * r1 = r2;
13456          * if (r1 == 42) goto label;
13457          * ...
13458          * label: // here both r1 and r2 are known to be 42.
13459          *
13460          * Hence when marking register as known preserve it's ID.
13461          */
13462         case BPF_JEQ:
13463                 if (is_jmp32) {
13464                         __mark_reg32_known(true_reg, val32);
13465                         true_32off = tnum_subreg(true_reg->var_off);
13466                 } else {
13467                         ___mark_reg_known(true_reg, val);
13468                         true_64off = true_reg->var_off;
13469                 }
13470                 break;
13471         case BPF_JNE:
13472                 if (is_jmp32) {
13473                         __mark_reg32_known(false_reg, val32);
13474                         false_32off = tnum_subreg(false_reg->var_off);
13475                 } else {
13476                         ___mark_reg_known(false_reg, val);
13477                         false_64off = false_reg->var_off;
13478                 }
13479                 break;
13480         case BPF_JSET:
13481                 if (is_jmp32) {
13482                         false_32off = tnum_and(false_32off, tnum_const(~val32));
13483                         if (is_power_of_2(val32))
13484                                 true_32off = tnum_or(true_32off,
13485                                                      tnum_const(val32));
13486                 } else {
13487                         false_64off = tnum_and(false_64off, tnum_const(~val));
13488                         if (is_power_of_2(val))
13489                                 true_64off = tnum_or(true_64off,
13490                                                      tnum_const(val));
13491                 }
13492                 break;
13493         case BPF_JGE:
13494         case BPF_JGT:
13495         {
13496                 if (is_jmp32) {
13497                         u32 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val32  : val32 - 1;
13498                         u32 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val32 + 1 : val32;
13499
13500                         false_reg->u32_max_value = min(false_reg->u32_max_value,
13501                                                        false_umax);
13502                         true_reg->u32_min_value = max(true_reg->u32_min_value,
13503                                                       true_umin);
13504                 } else {
13505                         u64 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val    : val - 1;
13506                         u64 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val + 1 : val;
13507
13508                         false_reg->umax_value = min(false_reg->umax_value, false_umax);
13509                         true_reg->umin_value = max(true_reg->umin_value, true_umin);
13510                 }
13511                 break;
13512         }
13513         case BPF_JSGE:
13514         case BPF_JSGT:
13515         {
13516                 if (is_jmp32) {
13517                         s32 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval32    : sval32 - 1;
13518                         s32 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval32 + 1 : sval32;
13519
13520                         false_reg->s32_max_value = min(false_reg->s32_max_value, false_smax);
13521                         true_reg->s32_min_value = max(true_reg->s32_min_value, true_smin);
13522                 } else {
13523                         s64 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval    : sval - 1;
13524                         s64 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval + 1 : sval;
13525
13526                         false_reg->smax_value = min(false_reg->smax_value, false_smax);
13527                         true_reg->smin_value = max(true_reg->smin_value, true_smin);
13528                 }
13529                 break;
13530         }
13531         case BPF_JLE:
13532         case BPF_JLT:
13533         {
13534                 if (is_jmp32) {
13535                         u32 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val32  : val32 + 1;
13536                         u32 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val32 - 1 : val32;
13537
13538                         false_reg->u32_min_value = max(false_reg->u32_min_value,
13539                                                        false_umin);
13540                         true_reg->u32_max_value = min(true_reg->u32_max_value,
13541                                                       true_umax);
13542                 } else {
13543                         u64 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val    : val + 1;
13544                         u64 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val - 1 : val;
13545
13546                         false_reg->umin_value = max(false_reg->umin_value, false_umin);
13547                         true_reg->umax_value = min(true_reg->umax_value, true_umax);
13548                 }
13549                 break;
13550         }
13551         case BPF_JSLE:
13552         case BPF_JSLT:
13553         {
13554                 if (is_jmp32) {
13555                         s32 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval32    : sval32 + 1;
13556                         s32 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval32 - 1 : sval32;
13557
13558                         false_reg->s32_min_value = max(false_reg->s32_min_value, false_smin);
13559                         true_reg->s32_max_value = min(true_reg->s32_max_value, true_smax);
13560                 } else {
13561                         s64 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval    : sval + 1;
13562                         s64 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval - 1 : sval;
13563
13564                         false_reg->smin_value = max(false_reg->smin_value, false_smin);
13565                         true_reg->smax_value = min(true_reg->smax_value, true_smax);
13566                 }
13567                 break;
13568         }
13569         default:
13570                 return;
13571         }
13572
13573         if (is_jmp32) {
13574                 false_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(false_64off),
13575                                              tnum_subreg(false_32off));
13576                 true_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(true_64off),
13577                                             tnum_subreg(true_32off));
13578                 __reg_combine_32_into_64(false_reg);
13579                 __reg_combine_32_into_64(true_reg);
13580         } else {
13581                 false_reg->var_off = false_64off;
13582                 true_reg->var_off = true_64off;
13583                 __reg_combine_64_into_32(false_reg);
13584                 __reg_combine_64_into_32(true_reg);
13585         }
13586 }
13587
13588 /* Same as above, but for the case that dst_reg holds a constant and src_reg is
13589  * the variable reg.
13590  */
13591 static void reg_set_min_max_inv(struct bpf_reg_state *true_reg,
13592                                 struct bpf_reg_state *false_reg,
13593                                 u64 val, u32 val32,
13594                                 u8 opcode, bool is_jmp32)
13595 {
13596         opcode = flip_opcode(opcode);
13597         /* This uses zero as "not present in table"; luckily the zero opcode,
13598          * BPF_JA, can't get here.
13599          */
13600         if (opcode)
13601                 reg_set_min_max(true_reg, false_reg, val, val32, opcode, is_jmp32);
13602 }
13603
13604 /* Regs are known to be equal, so intersect their min/max/var_off */
13605 static void __reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *src_reg,
13606                                   struct bpf_reg_state *dst_reg)
13607 {
13608         src_reg->umin_value = dst_reg->umin_value = max(src_reg->umin_value,
13609                                                         dst_reg->umin_value);
13610         src_reg->umax_value = dst_reg->umax_value = min(src_reg->umax_value,
13611                                                         dst_reg->umax_value);
13612         src_reg->smin_value = dst_reg->smin_value = max(src_reg->smin_value,
13613                                                         dst_reg->smin_value);
13614         src_reg->smax_value = dst_reg->smax_value = min(src_reg->smax_value,
13615                                                         dst_reg->smax_value);
13616         src_reg->var_off = dst_reg->var_off = tnum_intersect(src_reg->var_off,
13617                                                              dst_reg->var_off);
13618         reg_bounds_sync(src_reg);
13619         reg_bounds_sync(dst_reg);
13620 }
13621
13622 static void reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *true_src,
13623                                 struct bpf_reg_state *true_dst,
13624                                 struct bpf_reg_state *false_src,
13625                                 struct bpf_reg_state *false_dst,
13626                                 u8 opcode)
13627 {
13628         switch (opcode) {
13629         case BPF_JEQ:
13630                 __reg_combine_min_max(true_src, true_dst);
13631                 break;
13632         case BPF_JNE:
13633                 __reg_combine_min_max(false_src, false_dst);
13634                 break;
13635         }
13636 }
13637
13638 static void mark_ptr_or_null_reg(struct bpf_func_state *state,
13639                                  struct bpf_reg_state *reg, u32 id,
13640                                  bool is_null)
13641 {
13642         if (type_may_be_null(reg->type) && reg->id == id &&
13643             (is_rcu_reg(reg) || !WARN_ON_ONCE(!reg->id))) {
13644                 /* Old offset (both fixed and variable parts) should have been
13645                  * known-zero, because we don't allow pointer arithmetic on
13646                  * pointers that might be NULL. If we see this happening, don't
13647                  * convert the register.
13648                  *
13649                  * But in some cases, some helpers that return local kptrs
13650                  * advance offset for the returned pointer. In those cases, it
13651                  * is fine to expect to see reg->off.
13652                  */
13653                 if (WARN_ON_ONCE(reg->smin_value || reg->smax_value || !tnum_equals_const(reg->var_off, 0)))
13654                         return;
13655                 if (!(type_is_ptr_alloc_obj(reg->type) || type_is_non_owning_ref(reg->type)) &&
13656                     WARN_ON_ONCE(reg->off))
13657                         return;
13658
13659                 if (is_null) {
13660                         reg->type = SCALAR_VALUE;
13661                         /* We don't need id and ref_obj_id from this point
13662                          * onwards anymore, thus we should better reset it,
13663                          * so that state pruning has chances to take effect.
13664                          */
13665                         reg->id = 0;
13666                         reg->ref_obj_id = 0;
13667
13668                         return;
13669                 }
13670
13671                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
13672
13673                 if (!reg_may_point_to_spin_lock(reg)) {
13674                         /* For not-NULL ptr, reg->ref_obj_id will be reset
13675                          * in release_reference().
13676                          *
13677                          * reg->id is still used by spin_lock ptr. Other
13678                          * than spin_lock ptr type, reg->id can be reset.
13679                          */
13680                         reg->id = 0;
13681                 }
13682         }
13683 }
13684
13685 /* The logic is similar to find_good_pkt_pointers(), both could eventually
13686  * be folded together at some point.
13687  */
13688 static void mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_verifier_state *vstate, u32 regno,
13689                                   bool is_null)
13690 {
13691         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
13692         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
13693         u32 ref_obj_id = regs[regno].ref_obj_id;
13694         u32 id = regs[regno].id;
13695
13696         if (ref_obj_id && ref_obj_id == id && is_null)
13697                 /* regs[regno] is in the " == NULL" branch.
13698                  * No one could have freed the reference state before
13699                  * doing the NULL check.
13700                  */
13701                 WARN_ON_ONCE(release_reference_state(state, id));
13702
13703         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
13704                 mark_ptr_or_null_reg(state, reg, id, is_null);
13705         }));
13706 }
13707
13708 static bool try_match_pkt_pointers(const struct bpf_insn *insn,
13709                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
13710                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
13711                                    struct bpf_verifier_state *this_branch,
13712                                    struct bpf_verifier_state *other_branch)
13713 {
13714         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_X)
13715                 return false;
13716
13717         /* Pointers are always 64-bit. */
13718         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32)
13719                 return false;
13720
13721         switch (BPF_OP(insn->code)) {
13722         case BPF_JGT:
13723                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
13724                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
13725                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
13726                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
13727                         /* pkt_data' > pkt_end, pkt_meta' > pkt_data */
13728                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
13729                                                dst_reg->type, false);
13730                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, true);
13731                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
13732                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
13733                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
13734                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
13735                         /* pkt_end > pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
13736                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
13737                                                src_reg->type, true);
13738                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, false);
13739                 } else {
13740                         return false;
13741                 }
13742                 break;
13743         case BPF_JLT:
13744                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
13745                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
13746                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
13747                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
13748                         /* pkt_data' < pkt_end, pkt_meta' < pkt_data */
13749                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
13750                                                dst_reg->type, true);
13751                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, false);
13752                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
13753                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
13754                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
13755                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
13756                         /* pkt_end < pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
13757                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
13758                                                src_reg->type, false);
13759                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, true);
13760                 } else {
13761                         return false;
13762                 }
13763                 break;
13764         case BPF_JGE:
13765                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
13766                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
13767                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
13768                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
13769                         /* pkt_data' >= pkt_end, pkt_meta' >= pkt_data */
13770                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
13771                                                dst_reg->type, true);
13772                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, false);
13773                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
13774                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
13775                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
13776                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
13777                         /* pkt_end >= pkt_data', pkt_data >= pkt_meta' */
13778                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
13779                                                src_reg->type, false);
13780                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, true);
13781                 } else {
13782                         return false;
13783                 }
13784                 break;
13785         case BPF_JLE:
13786                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
13787                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
13788                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
13789                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
13790                         /* pkt_data' <= pkt_end, pkt_meta' <= pkt_data */
13791                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
13792                                                dst_reg->type, false);
13793                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, true);
13794                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
13795                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
13796                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
13797                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
13798                         /* pkt_end <= pkt_data', pkt_data <= pkt_meta' */
13799                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
13800                                                src_reg->type, true);
13801                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, false);
13802                 } else {
13803                         return false;
13804                 }
13805                 break;
13806         default:
13807                 return false;
13808         }
13809
13810         return true;
13811 }
13812
13813 static void find_equal_scalars(struct bpf_verifier_state *vstate,
13814                                struct bpf_reg_state *known_reg)
13815 {
13816         struct bpf_func_state *state;
13817         struct bpf_reg_state *reg;
13818
13819         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
13820                 if (reg->type == SCALAR_VALUE && reg->id == known_reg->id)
13821                         copy_register_state(reg, known_reg);
13822         }));
13823 }
13824
13825 static int check_cond_jmp_op(struct bpf_verifier_env *env,
13826                              struct bpf_insn *insn, int *insn_idx)
13827 {
13828         struct bpf_verifier_state *this_branch = env->cur_state;
13829         struct bpf_verifier_state *other_branch;
13830         struct bpf_reg_state *regs = this_branch->frame[this_branch->curframe]->regs;
13831         struct bpf_reg_state *dst_reg, *other_branch_regs, *src_reg = NULL;
13832         struct bpf_reg_state *eq_branch_regs;
13833         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
13834         bool is_jmp32;
13835         int pred = -1;
13836         int err;
13837
13838         /* Only conditional jumps are expected to reach here. */
13839         if (opcode == BPF_JA || opcode > BPF_JSLE) {
13840                 verbose(env, "invalid BPF_JMP/JMP32 opcode %x\n", opcode);
13841                 return -EINVAL;
13842         }
13843
13844         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
13845                 if (insn->imm != 0) {
13846                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
13847                         return -EINVAL;
13848                 }
13849
13850                 /* check src1 operand */
13851                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
13852                 if (err)
13853                         return err;
13854
13855                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
13856                         verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
13857                                 insn->src_reg);
13858                         return -EACCES;
13859                 }
13860                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
13861         } else {
13862                 if (insn->src_reg != BPF_REG_0) {
13863                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
13864                         return -EINVAL;
13865                 }
13866         }
13867
13868         /* check src2 operand */
13869         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
13870         if (err)
13871                 return err;
13872
13873         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
13874         is_jmp32 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32;
13875
13876         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
13877                 pred = is_branch_taken(dst_reg, insn->imm, opcode, is_jmp32);
13878         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
13879                    is_jmp32 && tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))) {
13880                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
13881                                        tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
13882                                        opcode,
13883                                        is_jmp32);
13884         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
13885                    !is_jmp32 && tnum_is_const(src_reg->var_off)) {
13886                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
13887                                        src_reg->var_off.value,
13888                                        opcode,
13889                                        is_jmp32);
13890         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
13891                    is_jmp32 && tnum_is_const(tnum_subreg(dst_reg->var_off))) {
13892                 pred = is_branch_taken(src_reg,
13893                                        tnum_subreg(dst_reg->var_off).value,
13894                                        flip_opcode(opcode),
13895                                        is_jmp32);
13896         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
13897                    !is_jmp32 && tnum_is_const(dst_reg->var_off)) {
13898                 pred = is_branch_taken(src_reg,
13899                                        dst_reg->var_off.value,
13900                                        flip_opcode(opcode),
13901                                        is_jmp32);
13902         } else if (reg_is_pkt_pointer_any(dst_reg) &&
13903                    reg_is_pkt_pointer_any(src_reg) &&
13904                    !is_jmp32) {
13905                 pred = is_pkt_ptr_branch_taken(dst_reg, src_reg, opcode);
13906         }
13907
13908         if (pred >= 0) {
13909                 /* If we get here with a dst_reg pointer type it is because
13910                  * above is_branch_taken() special cased the 0 comparison.
13911                  */
13912                 if (!__is_pointer_value(false, dst_reg))
13913                         err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
13914                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X && !err &&
13915                     !__is_pointer_value(false, src_reg))
13916                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
13917                 if (err)
13918                         return err;
13919         }
13920
13921         if (pred == 1) {
13922                 /* Only follow the goto, ignore fall-through. If needed, push
13923                  * the fall-through branch for simulation under speculative
13924                  * execution.
13925                  */
13926                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
13927                     !sanitize_speculative_path(env, insn, *insn_idx + 1,
13928                                                *insn_idx))
13929                         return -EFAULT;
13930                 *insn_idx += insn->off;
13931                 return 0;
13932         } else if (pred == 0) {
13933                 /* Only follow the fall-through branch, since that's where the
13934                  * program will go. If needed, push the goto branch for
13935                  * simulation under speculative execution.
13936                  */
13937                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
13938                     !sanitize_speculative_path(env, insn,
13939                                                *insn_idx + insn->off + 1,
13940                                                *insn_idx))
13941                         return -EFAULT;
13942                 return 0;
13943         }
13944
13945         other_branch = push_stack(env, *insn_idx + insn->off + 1, *insn_idx,
13946                                   false);
13947         if (!other_branch)
13948                 return -EFAULT;
13949         other_branch_regs = other_branch->frame[other_branch->curframe]->regs;
13950
13951         /* detect if we are comparing against a constant value so we can adjust
13952          * our min/max values for our dst register.
13953          * this is only legit if both are scalars (or pointers to the same
13954          * object, I suppose, see the PTR_MAYBE_NULL related if block below),
13955          * because otherwise the different base pointers mean the offsets aren't
13956          * comparable.
13957          */
13958         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
13959                 struct bpf_reg_state *src_reg = &regs[insn->src_reg];
13960
13961                 if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
13962                     src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
13963                         if (tnum_is_const(src_reg->var_off) ||
13964                             (is_jmp32 &&
13965                              tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))))
13966                                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
13967                                                 dst_reg,
13968                                                 src_reg->var_off.value,
13969                                                 tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
13970                                                 opcode, is_jmp32);
13971                         else if (tnum_is_const(dst_reg->var_off) ||
13972                                  (is_jmp32 &&
13973                                   tnum_is_const(tnum_subreg(dst_reg->var_off))))
13974                                 reg_set_min_max_inv(&other_branch_regs[insn->src_reg],
13975                                                     src_reg,
13976                                                     dst_reg->var_off.value,
13977                                                     tnum_subreg(dst_reg->var_off).value,
13978                                                     opcode, is_jmp32);
13979                         else if (!is_jmp32 &&
13980                                  (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE))
13981                                 /* Comparing for equality, we can combine knowledge */
13982                                 reg_combine_min_max(&other_branch_regs[insn->src_reg],
13983                                                     &other_branch_regs[insn->dst_reg],
13984                                                     src_reg, dst_reg, opcode);
13985                         if (src_reg->id &&
13986                             !WARN_ON_ONCE(src_reg->id != other_branch_regs[insn->src_reg].id)) {
13987                                 find_equal_scalars(this_branch, src_reg);
13988                                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->src_reg]);
13989                         }
13990
13991                 }
13992         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE) {
13993                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
13994                                         dst_reg, insn->imm, (u32)insn->imm,
13995                                         opcode, is_jmp32);
13996         }
13997
13998         if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE && dst_reg->id &&
13999             !WARN_ON_ONCE(dst_reg->id != other_branch_regs[insn->dst_reg].id)) {
14000                 find_equal_scalars(this_branch, dst_reg);
14001                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->dst_reg]);
14002         }
14003
14004         /* if one pointer register is compared to another pointer
14005          * register check if PTR_MAYBE_NULL could be lifted.
14006          * E.g. register A - maybe null
14007          *      register B - not null
14008          * for JNE A, B, ... - A is not null in the false branch;
14009          * for JEQ A, B, ... - A is not null in the true branch.
14010          *
14011          * Since PTR_TO_BTF_ID points to a kernel struct that does
14012          * not need to be null checked by the BPF program, i.e.,
14013          * could be null even without PTR_MAYBE_NULL marking, so
14014          * only propagate nullness when neither reg is that type.
14015          */
14016         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_X &&
14017             __is_pointer_value(false, src_reg) && __is_pointer_value(false, dst_reg) &&
14018             type_may_be_null(src_reg->type) != type_may_be_null(dst_reg->type) &&
14019             base_type(src_reg->type) != PTR_TO_BTF_ID &&
14020             base_type(dst_reg->type) != PTR_TO_BTF_ID) {
14021                 eq_branch_regs = NULL;
14022                 switch (opcode) {
14023                 case BPF_JEQ:
14024                         eq_branch_regs = other_branch_regs;
14025                         break;
14026                 case BPF_JNE:
14027                         eq_branch_regs = regs;
14028                         break;
14029                 default:
14030                         /* do nothing */
14031                         break;
14032                 }
14033                 if (eq_branch_regs) {
14034                         if (type_may_be_null(src_reg->type))
14035                                 mark_ptr_not_null_reg(&eq_branch_regs[insn->src_reg]);
14036                         else
14037                                 mark_ptr_not_null_reg(&eq_branch_regs[insn->dst_reg]);
14038                 }
14039         }
14040
14041         /* detect if R == 0 where R is returned from bpf_map_lookup_elem().
14042          * NOTE: these optimizations below are related with pointer comparison
14043          *       which will never be JMP32.
14044          */
14045         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K &&
14046             insn->imm == 0 && (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE) &&
14047             type_may_be_null(dst_reg->type)) {
14048                 /* Mark all identical registers in each branch as either
14049                  * safe or unknown depending R == 0 or R != 0 conditional.
14050                  */
14051                 mark_ptr_or_null_regs(this_branch, insn->dst_reg,
14052                                       opcode == BPF_JNE);
14053                 mark_ptr_or_null_regs(other_branch, insn->dst_reg,
14054                                       opcode == BPF_JEQ);
14055         } else if (!try_match_pkt_pointers(insn, dst_reg, &regs[insn->src_reg],
14056                                            this_branch, other_branch) &&
14057                    is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
14058                 verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
14059                         insn->dst_reg);
14060                 return -EACCES;
14061         }
14062         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
14063                 print_insn_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
14064         return 0;
14065 }
14066
14067 /* verify BPF_LD_IMM64 instruction */
14068 static int check_ld_imm(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
14069 {
14070         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
14071         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
14072         struct bpf_reg_state *dst_reg;
14073         struct bpf_map *map;
14074         int err;
14075
14076         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
14077                 verbose(env, "invalid BPF_LD_IMM insn\n");
14078                 return -EINVAL;
14079         }
14080         if (insn->off != 0) {
14081                 verbose(env, "BPF_LD_IMM64 uses reserved fields\n");
14082                 return -EINVAL;
14083         }
14084
14085         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
14086         if (err)
14087                 return err;
14088
14089         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
14090         if (insn->src_reg == 0) {
14091                 u64 imm = ((u64)(insn + 1)->imm << 32) | (u32)insn->imm;
14092
14093                 dst_reg->type = SCALAR_VALUE;
14094                 __mark_reg_known(&regs[insn->dst_reg], imm);
14095                 return 0;
14096         }
14097
14098         /* All special src_reg cases are listed below. From this point onwards
14099          * we either succeed and assign a corresponding dst_reg->type after
14100          * zeroing the offset, or fail and reject the program.
14101          */
14102         mark_reg_known_zero(env, regs, insn->dst_reg);
14103
14104         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
14105                 dst_reg->type = aux->btf_var.reg_type;
14106                 switch (base_type(dst_reg->type)) {
14107                 case PTR_TO_MEM:
14108                         dst_reg->mem_size = aux->btf_var.mem_size;
14109                         break;
14110                 case PTR_TO_BTF_ID:
14111                         dst_reg->btf = aux->btf_var.btf;
14112                         dst_reg->btf_id = aux->btf_var.btf_id;
14113                         break;
14114                 default:
14115                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
14116                         return -EFAULT;
14117                 }
14118                 return 0;
14119         }
14120
14121         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
14122                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
14123                 u32 subprogno = find_subprog(env,
14124                                              env->insn_idx + insn->imm + 1);
14125
14126                 if (!aux->func_info) {
14127                         verbose(env, "missing btf func_info\n");
14128                         return -EINVAL;
14129                 }
14130                 if (aux->func_info_aux[subprogno].linkage != BTF_FUNC_STATIC) {
14131                         verbose(env, "callback function not static\n");
14132                         return -EINVAL;
14133                 }
14134
14135                 dst_reg->type = PTR_TO_FUNC;
14136                 dst_reg->subprogno = subprogno;
14137                 return 0;
14138         }
14139
14140         map = env->used_maps[aux->map_index];
14141         dst_reg->map_ptr = map;
14142
14143         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_VALUE ||
14144             insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE) {
14145                 dst_reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
14146                 dst_reg->off = aux->map_off;
14147                 WARN_ON_ONCE(map->max_entries != 1);
14148                 /* We want reg->id to be same (0) as map_value is not distinct */
14149         } else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
14150                    insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
14151                 dst_reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
14152         } else {
14153                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
14154                 return -EINVAL;
14155         }
14156
14157         return 0;
14158 }
14159
14160 static bool may_access_skb(enum bpf_prog_type type)
14161 {
14162         switch (type) {
14163         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
14164         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
14165         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
14166                 return true;
14167         default:
14168                 return false;
14169         }
14170 }
14171
14172 /* verify safety of LD_ABS|LD_IND instructions:
14173  * - they can only appear in the programs where ctx == skb
14174  * - since they are wrappers of function calls, they scratch R1-R5 registers,
14175  *   preserve R6-R9, and store return value into R0
14176  *
14177  * Implicit input:
14178  *   ctx == skb == R6 == CTX
14179  *
14180  * Explicit input:
14181  *   SRC == any register
14182  *   IMM == 32-bit immediate
14183  *
14184  * Output:
14185  *   R0 - 8/16/32-bit skb data converted to cpu endianness
14186  */
14187 static int check_ld_abs(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
14188 {
14189         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
14190         static const int ctx_reg = BPF_REG_6;
14191         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
14192         int i, err;
14193
14194         if (!may_access_skb(resolve_prog_type(env->prog))) {
14195                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] instructions not allowed for this program type\n");
14196                 return -EINVAL;
14197         }
14198
14199         if (!env->ops->gen_ld_abs) {
14200                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
14201                 return -EINVAL;
14202         }
14203
14204         if (insn->dst_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
14205             BPF_SIZE(insn->code) == BPF_DW ||
14206             (mode == BPF_ABS && insn->src_reg != BPF_REG_0)) {
14207                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] uses reserved fields\n");
14208                 return -EINVAL;
14209         }
14210
14211         /* check whether implicit source operand (register R6) is readable */
14212         err = check_reg_arg(env, ctx_reg, SRC_OP);
14213         if (err)
14214                 return err;
14215
14216         /* Disallow usage of BPF_LD_[ABS|IND] with reference tracking, as
14217          * gen_ld_abs() may terminate the program at runtime, leading to
14218          * reference leak.
14219          */
14220         err = check_reference_leak(env);
14221         if (err) {
14222                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be mixed with socket references\n");
14223                 return err;
14224         }
14225
14226         if (env->cur_state->active_lock.ptr) {
14227                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_spin_lock-ed region\n");
14228                 return -EINVAL;
14229         }
14230
14231         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
14232                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_rcu_read_lock-ed region\n");
14233                 return -EINVAL;
14234         }
14235
14236         if (regs[ctx_reg].type != PTR_TO_CTX) {
14237                 verbose(env,
14238                         "at the time of BPF_LD_ABS|IND R6 != pointer to skb\n");
14239                 return -EINVAL;
14240         }
14241
14242         if (mode == BPF_IND) {
14243                 /* check explicit source operand */
14244                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
14245                 if (err)
14246                         return err;
14247         }
14248
14249         err = check_ptr_off_reg(env, &regs[ctx_reg], ctx_reg);
14250         if (err < 0)
14251                 return err;
14252
14253         /* reset caller saved regs to unreadable */
14254         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
14255                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
14256                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
14257         }
14258
14259         /* mark destination R0 register as readable, since it contains
14260          * the value fetched from the packet.
14261          * Already marked as written above.
14262          */
14263         mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
14264         /* ld_abs load up to 32-bit skb data. */
14265         regs[BPF_REG_0].subreg_def = env->insn_idx + 1;
14266         return 0;
14267 }
14268
14269 static int check_return_code(struct bpf_verifier_env *env)
14270 {
14271         struct tnum enforce_attach_type_range = tnum_unknown;
14272         const struct bpf_prog *prog = env->prog;
14273         struct bpf_reg_state *reg;
14274         struct tnum range = tnum_range(0, 1);
14275         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
14276         int err;
14277         struct bpf_func_state *frame = env->cur_state->frame[0];
14278         const bool is_subprog = frame->subprogno;
14279
14280         /* LSM and struct_ops func-ptr's return type could be "void" */
14281         if (!is_subprog) {
14282                 switch (prog_type) {
14283                 case BPF_PROG_TYPE_LSM:
14284                         if (prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP)
14285                                 /* See below, can be 0 or 0-1 depending on hook. */
14286                                 break;
14287                         fallthrough;
14288                 case BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS:
14289                         if (!prog->aux->attach_func_proto->type)
14290                                 return 0;
14291                         break;
14292                 default:
14293                         break;
14294                 }
14295         }
14296
14297         /* eBPF calling convention is such that R0 is used
14298          * to return the value from eBPF program.
14299          * Make sure that it's readable at this time
14300          * of bpf_exit, which means that program wrote
14301          * something into it earlier
14302          */
14303         err = check_reg_arg(env, BPF_REG_0, SRC_OP);
14304         if (err)
14305                 return err;
14306
14307         if (is_pointer_value(env, BPF_REG_0)) {
14308                 verbose(env, "R0 leaks addr as return value\n");
14309                 return -EACCES;
14310         }
14311
14312         reg = cur_regs(env) + BPF_REG_0;
14313
14314         if (frame->in_async_callback_fn) {
14315                 /* enforce return zero from async callbacks like timer */
14316                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
14317                         verbose(env, "In async callback the register R0 is not a known value (%s)\n",
14318                                 reg_type_str(env, reg->type));
14319                         return -EINVAL;
14320                 }
14321
14322                 if (!tnum_in(tnum_const(0), reg->var_off)) {
14323                         verbose_invalid_scalar(env, reg, &range, "async callback", "R0");
14324                         return -EINVAL;
14325                 }
14326                 return 0;
14327         }
14328
14329         if (is_subprog) {
14330                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
14331                         verbose(env, "At subprogram exit the register R0 is not a scalar value (%s)\n",
14332                                 reg_type_str(env, reg->type));
14333                         return -EINVAL;
14334                 }
14335                 return 0;
14336         }
14337
14338         switch (prog_type) {
14339         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK_ADDR:
14340                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP4_RECVMSG ||
14341                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP6_RECVMSG ||
14342                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETPEERNAME ||
14343                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETPEERNAME ||
14344                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETSOCKNAME ||
14345                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETSOCKNAME)
14346                         range = tnum_range(1, 1);
14347                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_BIND ||
14348                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_BIND)
14349                         range = tnum_range(0, 3);
14350                 break;
14351         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
14352                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET_EGRESS) {
14353                         range = tnum_range(0, 3);
14354                         enforce_attach_type_range = tnum_range(2, 3);
14355                 }
14356                 break;
14357         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK:
14358         case BPF_PROG_TYPE_SOCK_OPS:
14359         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_DEVICE:
14360         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SYSCTL:
14361         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
14362                 break;
14363         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
14364                 if (!env->prog->aux->attach_btf_id)
14365                         return 0;
14366                 range = tnum_const(0);
14367                 break;
14368         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
14369                 switch (env->prog->expected_attach_type) {
14370                 case BPF_TRACE_FENTRY:
14371                 case BPF_TRACE_FEXIT:
14372                         range = tnum_const(0);
14373                         break;
14374                 case BPF_TRACE_RAW_TP:
14375                 case BPF_MODIFY_RETURN:
14376                         return 0;
14377                 case BPF_TRACE_ITER:
14378                         break;
14379                 default:
14380                         return -ENOTSUPP;
14381                 }
14382                 break;
14383         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
14384                 range = tnum_range(SK_DROP, SK_PASS);
14385                 break;
14386
14387         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
14388                 if (env->prog->expected_attach_type != BPF_LSM_CGROUP) {
14389                         /* Regular BPF_PROG_TYPE_LSM programs can return
14390                          * any value.
14391                          */
14392                         return 0;
14393                 }
14394                 if (!env->prog->aux->attach_func_proto->type) {
14395                         /* Make sure programs that attach to void
14396                          * hooks don't try to modify return value.
14397                          */
14398                         range = tnum_range(1, 1);
14399                 }
14400                 break;
14401
14402         case BPF_PROG_TYPE_NETFILTER:
14403                 range = tnum_range(NF_DROP, NF_ACCEPT);
14404                 break;
14405         case BPF_PROG_TYPE_EXT:
14406                 /* freplace program can return anything as its return value
14407                  * depends on the to-be-replaced kernel func or bpf program.
14408                  */
14409         default:
14410                 return 0;
14411         }
14412
14413         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
14414                 verbose(env, "At program exit the register R0 is not a known value (%s)\n",
14415                         reg_type_str(env, reg->type));
14416                 return -EINVAL;
14417         }
14418
14419         if (!tnum_in(range, reg->var_off)) {
14420                 verbose_invalid_scalar(env, reg, &range, "program exit", "R0");
14421                 if (prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP &&
14422                     prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM &&
14423                     !prog->aux->attach_func_proto->type)
14424                         verbose(env, "Note, BPF_LSM_CGROUP that attach to void LSM hooks can't modify return value!\n");
14425                 return -EINVAL;
14426         }
14427
14428         if (!tnum_is_unknown(enforce_attach_type_range) &&
14429             tnum_in(enforce_attach_type_range, reg->var_off))
14430                 env->prog->enforce_expected_attach_type = 1;
14431         return 0;
14432 }
14433
14434 /* non-recursive DFS pseudo code
14435  * 1  procedure DFS-iterative(G,v):
14436  * 2      label v as discovered
14437  * 3      let S be a stack
14438  * 4      S.push(v)
14439  * 5      while S is not empty
14440  * 6            t <- S.peek()
14441  * 7            if t is what we're looking for:
14442  * 8                return t
14443  * 9            for all edges e in G.adjacentEdges(t) do
14444  * 10               if edge e is already labelled
14445  * 11                   continue with the next edge
14446  * 12               w <- G.adjacentVertex(t,e)
14447  * 13               if vertex w is not discovered and not explored
14448  * 14                   label e as tree-edge
14449  * 15                   label w as discovered
14450  * 16                   S.push(w)
14451  * 17                   continue at 5
14452  * 18               else if vertex w is discovered
14453  * 19                   label e as back-edge
14454  * 20               else
14455  * 21                   // vertex w is explored
14456  * 22                   label e as forward- or cross-edge
14457  * 23           label t as explored
14458  * 24           S.pop()
14459  *
14460  * convention:
14461  * 0x10 - discovered
14462  * 0x11 - discovered and fall-through edge labelled
14463  * 0x12 - discovered and fall-through and branch edges labelled
14464  * 0x20 - explored
14465  */
14466
14467 enum {
14468         DISCOVERED = 0x10,
14469         EXPLORED = 0x20,
14470         FALLTHROUGH = 1,
14471         BRANCH = 2,
14472 };
14473
14474 static u32 state_htab_size(struct bpf_verifier_env *env)
14475 {
14476         return env->prog->len;
14477 }
14478
14479 static struct bpf_verifier_state_list **explored_state(
14480                                         struct bpf_verifier_env *env,
14481                                         int idx)
14482 {
14483         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
14484         struct bpf_func_state *state = cur->frame[cur->curframe];
14485
14486         return &env->explored_states[(idx ^ state->callsite) % state_htab_size(env)];
14487 }
14488
14489 static void mark_prune_point(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
14490 {
14491         env->insn_aux_data[idx].prune_point = true;
14492 }
14493
14494 static bool is_prune_point(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
14495 {
14496         return env->insn_aux_data[insn_idx].prune_point;
14497 }
14498
14499 static void mark_force_checkpoint(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
14500 {
14501         env->insn_aux_data[idx].force_checkpoint = true;
14502 }
14503
14504 static bool is_force_checkpoint(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
14505 {
14506         return env->insn_aux_data[insn_idx].force_checkpoint;
14507 }
14508
14509
14510 enum {
14511         DONE_EXPLORING = 0,
14512         KEEP_EXPLORING = 1,
14513 };
14514
14515 /* t, w, e - match pseudo-code above:
14516  * t - index of current instruction
14517  * w - next instruction
14518  * e - edge
14519  */
14520 static int push_insn(int t, int w, int e, struct bpf_verifier_env *env,
14521                      bool loop_ok)
14522 {
14523         int *insn_stack = env->cfg.insn_stack;
14524         int *insn_state = env->cfg.insn_state;
14525
14526         if (e == FALLTHROUGH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | FALLTHROUGH))
14527                 return DONE_EXPLORING;
14528
14529         if (e == BRANCH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | BRANCH))
14530                 return DONE_EXPLORING;
14531
14532         if (w < 0 || w >= env->prog->len) {
14533                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
14534                 verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", t, w);
14535                 return -EINVAL;
14536         }
14537
14538         if (e == BRANCH) {
14539                 /* mark branch target for state pruning */
14540                 mark_prune_point(env, w);
14541                 mark_jmp_point(env, w);
14542         }
14543
14544         if (insn_state[w] == 0) {
14545                 /* tree-edge */
14546                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
14547                 insn_state[w] = DISCOVERED;
14548                 if (env->cfg.cur_stack >= env->prog->len)
14549                         return -E2BIG;
14550                 insn_stack[env->cfg.cur_stack++] = w;
14551                 return KEEP_EXPLORING;
14552         } else if ((insn_state[w] & 0xF0) == DISCOVERED) {
14553                 if (loop_ok && env->bpf_capable)
14554                         return DONE_EXPLORING;
14555                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
14556                 verbose_linfo(env, w, "%d: ", w);
14557                 verbose(env, "back-edge from insn %d to %d\n", t, w);
14558                 return -EINVAL;
14559         } else if (insn_state[w] == EXPLORED) {
14560                 /* forward- or cross-edge */
14561                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
14562         } else {
14563                 verbose(env, "insn state internal bug\n");
14564                 return -EFAULT;
14565         }
14566         return DONE_EXPLORING;
14567 }
14568
14569 static int visit_func_call_insn(int t, struct bpf_insn *insns,
14570                                 struct bpf_verifier_env *env,
14571                                 bool visit_callee)
14572 {
14573         int ret;
14574
14575         ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
14576         if (ret)
14577                 return ret;
14578
14579         mark_prune_point(env, t + 1);
14580         /* when we exit from subprog, we need to record non-linear history */
14581         mark_jmp_point(env, t + 1);
14582
14583         if (visit_callee) {
14584                 mark_prune_point(env, t);
14585                 ret = push_insn(t, t + insns[t].imm + 1, BRANCH, env,
14586                                 /* It's ok to allow recursion from CFG point of
14587                                  * view. __check_func_call() will do the actual
14588                                  * check.
14589                                  */
14590                                 bpf_pseudo_func(insns + t));
14591         }
14592         return ret;
14593 }
14594
14595 /* Visits the instruction at index t and returns one of the following:
14596  *  < 0 - an error occurred
14597  *  DONE_EXPLORING - the instruction was fully explored
14598  *  KEEP_EXPLORING - there is still work to be done before it is fully explored
14599  */
14600 static int visit_insn(int t, struct bpf_verifier_env *env)
14601 {
14602         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi, *insn = &insns[t];
14603         int ret;
14604
14605         if (bpf_pseudo_func(insn))
14606                 return visit_func_call_insn(t, insns, env, true);
14607
14608         /* All non-branch instructions have a single fall-through edge. */
14609         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_JMP &&
14610             BPF_CLASS(insn->code) != BPF_JMP32)
14611                 return push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
14612
14613         switch (BPF_OP(insn->code)) {
14614         case BPF_EXIT:
14615                 return DONE_EXPLORING;
14616
14617         case BPF_CALL:
14618                 if (insn->src_reg == 0 && insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback)
14619                         /* Mark this call insn as a prune point to trigger
14620                          * is_state_visited() check before call itself is
14621                          * processed by __check_func_call(). Otherwise new
14622                          * async state will be pushed for further exploration.
14623                          */
14624                         mark_prune_point(env, t);
14625                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) {
14626                         struct bpf_kfunc_call_arg_meta meta;
14627
14628                         ret = fetch_kfunc_meta(env, insn, &meta, NULL);
14629                         if (ret == 0 && is_iter_next_kfunc(&meta)) {
14630                                 mark_prune_point(env, t);
14631                                 /* Checking and saving state checkpoints at iter_next() call
14632                                  * is crucial for fast convergence of open-coded iterator loop
14633                                  * logic, so we need to force it. If we don't do that,
14634                                  * is_state_visited() might skip saving a checkpoint, causing
14635                                  * unnecessarily long sequence of not checkpointed
14636                                  * instructions and jumps, leading to exhaustion of jump
14637                                  * history buffer, and potentially other undesired outcomes.
14638                                  * It is expected that with correct open-coded iterators
14639                                  * convergence will happen quickly, so we don't run a risk of
14640                                  * exhausting memory.
14641                                  */
14642                                 mark_force_checkpoint(env, t);
14643                         }
14644                 }
14645                 return visit_func_call_insn(t, insns, env, insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL);
14646
14647         case BPF_JA:
14648                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K)
14649                         return -EINVAL;
14650
14651                 /* unconditional jump with single edge */
14652                 ret = push_insn(t, t + insn->off + 1, FALLTHROUGH, env,
14653                                 true);
14654                 if (ret)
14655                         return ret;
14656
14657                 mark_prune_point(env, t + insn->off + 1);
14658                 mark_jmp_point(env, t + insn->off + 1);
14659
14660                 return ret;
14661
14662         default:
14663                 /* conditional jump with two edges */
14664                 mark_prune_point(env, t);
14665
14666                 ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, true);
14667                 if (ret)
14668                         return ret;
14669
14670                 return push_insn(t, t + insn->off + 1, BRANCH, env, true);
14671         }
14672 }
14673
14674 /* non-recursive depth-first-search to detect loops in BPF program
14675  * loop == back-edge in directed graph
14676  */
14677 static int check_cfg(struct bpf_verifier_env *env)
14678 {
14679         int insn_cnt = env->prog->len;
14680         int *insn_stack, *insn_state;
14681         int ret = 0;
14682         int i;
14683
14684         insn_state = env->cfg.insn_state = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
14685         if (!insn_state)
14686                 return -ENOMEM;
14687
14688         insn_stack = env->cfg.insn_stack = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
14689         if (!insn_stack) {
14690                 kvfree(insn_state);
14691                 return -ENOMEM;
14692         }
14693
14694         insn_state[0] = DISCOVERED; /* mark 1st insn as discovered */
14695         insn_stack[0] = 0; /* 0 is the first instruction */
14696         env->cfg.cur_stack = 1;
14697
14698         while (env->cfg.cur_stack > 0) {
14699                 int t = insn_stack[env->cfg.cur_stack - 1];
14700
14701                 ret = visit_insn(t, env);
14702                 switch (ret) {
14703                 case DONE_EXPLORING:
14704                         insn_state[t] = EXPLORED;
14705                         env->cfg.cur_stack--;
14706                         break;
14707                 case KEEP_EXPLORING:
14708                         break;
14709                 default:
14710                         if (ret > 0) {
14711                                 verbose(env, "visit_insn internal bug\n");
14712                                 ret = -EFAULT;
14713                         }
14714                         goto err_free;
14715                 }
14716         }
14717
14718         if (env->cfg.cur_stack < 0) {
14719                 verbose(env, "pop stack internal bug\n");
14720                 ret = -EFAULT;
14721                 goto err_free;
14722         }
14723
14724         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
14725                 if (insn_state[i] != EXPLORED) {
14726                         verbose(env, "unreachable insn %d\n", i);
14727                         ret = -EINVAL;
14728                         goto err_free;
14729                 }
14730         }
14731         ret = 0; /* cfg looks good */
14732
14733 err_free:
14734         kvfree(insn_state);
14735         kvfree(insn_stack);
14736         env->cfg.insn_state = env->cfg.insn_stack = NULL;
14737         return ret;
14738 }
14739
14740 static int check_abnormal_return(struct bpf_verifier_env *env)
14741 {
14742         int i;
14743
14744         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
14745                 if (env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
14746                         verbose(env, "LD_ABS is not allowed in subprogs without BTF\n");
14747                         return -EINVAL;
14748                 }
14749                 if (env->subprog_info[i].has_tail_call) {
14750                         verbose(env, "tail_call is not allowed in subprogs without BTF\n");
14751                         return -EINVAL;
14752                 }
14753         }
14754         return 0;
14755 }
14756
14757 /* The minimum supported BTF func info size */
14758 #define MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE   8
14759 #define MAX_FUNCINFO_REC_SIZE   252
14760
14761 static int check_btf_func(struct bpf_verifier_env *env,
14762                           const union bpf_attr *attr,
14763                           bpfptr_t uattr)
14764 {
14765         const struct btf_type *type, *func_proto, *ret_type;
14766         u32 i, nfuncs, urec_size, min_size;
14767         u32 krec_size = sizeof(struct bpf_func_info);
14768         struct bpf_func_info *krecord;
14769         struct bpf_func_info_aux *info_aux = NULL;
14770         struct bpf_prog *prog;
14771         const struct btf *btf;
14772         bpfptr_t urecord;
14773         u32 prev_offset = 0;
14774         bool scalar_return;
14775         int ret = -ENOMEM;
14776
14777         nfuncs = attr->func_info_cnt;
14778         if (!nfuncs) {
14779                 if (check_abnormal_return(env))
14780                         return -EINVAL;
14781                 return 0;
14782         }
14783
14784         if (nfuncs != env->subprog_cnt) {
14785                 verbose(env, "number of funcs in func_info doesn't match number of subprogs\n");
14786                 return -EINVAL;
14787         }
14788
14789         urec_size = attr->func_info_rec_size;
14790         if (urec_size < MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE ||
14791             urec_size > MAX_FUNCINFO_REC_SIZE ||
14792             urec_size % sizeof(u32)) {
14793                 verbose(env, "invalid func info rec size %u\n", urec_size);
14794                 return -EINVAL;
14795         }
14796
14797         prog = env->prog;
14798         btf = prog->aux->btf;
14799
14800         urecord = make_bpfptr(attr->func_info, uattr.is_kernel);
14801         min_size = min_t(u32, krec_size, urec_size);
14802
14803         krecord = kvcalloc(nfuncs, krec_size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
14804         if (!krecord)
14805                 return -ENOMEM;
14806         info_aux = kcalloc(nfuncs, sizeof(*info_aux), GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
14807         if (!info_aux)
14808                 goto err_free;
14809
14810         for (i = 0; i < nfuncs; i++) {
14811                 ret = bpf_check_uarg_tail_zero(urecord, krec_size, urec_size);
14812                 if (ret) {
14813                         if (ret == -E2BIG) {
14814                                 verbose(env, "nonzero tailing record in func info");
14815                                 /* set the size kernel expects so loader can zero
14816                                  * out the rest of the record.
14817                                  */
14818                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
14819                                                           offsetof(union bpf_attr, func_info_rec_size),
14820                                                           &min_size, sizeof(min_size)))
14821                                         ret = -EFAULT;
14822                         }
14823                         goto err_free;
14824                 }
14825
14826                 if (copy_from_bpfptr(&krecord[i], urecord, min_size)) {
14827                         ret = -EFAULT;
14828                         goto err_free;
14829                 }
14830
14831                 /* check insn_off */
14832                 ret = -EINVAL;
14833                 if (i == 0) {
14834                         if (krecord[i].insn_off) {
14835                                 verbose(env,
14836                                         "nonzero insn_off %u for the first func info record",
14837                                         krecord[i].insn_off);
14838                                 goto err_free;
14839                         }
14840                 } else if (krecord[i].insn_off <= prev_offset) {
14841                         verbose(env,
14842                                 "same or smaller insn offset (%u) than previous func info record (%u)",
14843                                 krecord[i].insn_off, prev_offset);
14844                         goto err_free;
14845                 }
14846
14847                 if (env->subprog_info[i].start != krecord[i].insn_off) {
14848                         verbose(env, "func_info BTF section doesn't match subprog layout in BPF program\n");
14849                         goto err_free;
14850                 }
14851
14852                 /* check type_id */
14853                 type = btf_type_by_id(btf, krecord[i].type_id);
14854                 if (!type || !btf_type_is_func(type)) {
14855                         verbose(env, "invalid type id %d in func info",
14856                                 krecord[i].type_id);
14857                         goto err_free;
14858                 }
14859                 info_aux[i].linkage = BTF_INFO_VLEN(type->info);
14860
14861                 func_proto = btf_type_by_id(btf, type->type);
14862                 if (unlikely(!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)))
14863                         /* btf_func_check() already verified it during BTF load */
14864                         goto err_free;
14865                 ret_type = btf_type_skip_modifiers(btf, func_proto->type, NULL);
14866                 scalar_return =
14867                         btf_type_is_small_int(ret_type) || btf_is_any_enum(ret_type);
14868                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
14869                         verbose(env, "LD_ABS is only allowed in functions that return 'int'.\n");
14870                         goto err_free;
14871                 }
14872                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_tail_call) {
14873                         verbose(env, "tail_call is only allowed in functions that return 'int'.\n");
14874                         goto err_free;
14875                 }
14876
14877                 prev_offset = krecord[i].insn_off;
14878                 bpfptr_add(&urecord, urec_size);
14879         }
14880
14881         prog->aux->func_info = krecord;
14882         prog->aux->func_info_cnt = nfuncs;
14883         prog->aux->func_info_aux = info_aux;
14884         return 0;
14885
14886 err_free:
14887         kvfree(krecord);
14888         kfree(info_aux);
14889         return ret;
14890 }
14891
14892 static void adjust_btf_func(struct bpf_verifier_env *env)
14893 {
14894         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
14895         int i;
14896
14897         if (!aux->func_info)
14898                 return;
14899
14900         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
14901                 aux->func_info[i].insn_off = env->subprog_info[i].start;
14902 }
14903
14904 #define MIN_BPF_LINEINFO_SIZE   offsetofend(struct bpf_line_info, line_col)
14905 #define MAX_LINEINFO_REC_SIZE   MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
14906
14907 static int check_btf_line(struct bpf_verifier_env *env,
14908                           const union bpf_attr *attr,
14909                           bpfptr_t uattr)
14910 {
14911         u32 i, s, nr_linfo, ncopy, expected_size, rec_size, prev_offset = 0;
14912         struct bpf_subprog_info *sub;
14913         struct bpf_line_info *linfo;
14914         struct bpf_prog *prog;
14915         const struct btf *btf;
14916         bpfptr_t ulinfo;
14917         int err;
14918
14919         nr_linfo = attr->line_info_cnt;
14920         if (!nr_linfo)
14921                 return 0;
14922         if (nr_linfo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_line_info))
14923                 return -EINVAL;
14924
14925         rec_size = attr->line_info_rec_size;
14926         if (rec_size < MIN_BPF_LINEINFO_SIZE ||
14927             rec_size > MAX_LINEINFO_REC_SIZE ||
14928             rec_size & (sizeof(u32) - 1))
14929                 return -EINVAL;
14930
14931         /* Need to zero it in case the userspace may
14932          * pass in a smaller bpf_line_info object.
14933          */
14934         linfo = kvcalloc(nr_linfo, sizeof(struct bpf_line_info),
14935                          GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
14936         if (!linfo)
14937                 return -ENOMEM;
14938
14939         prog = env->prog;
14940         btf = prog->aux->btf;
14941
14942         s = 0;
14943         sub = env->subprog_info;
14944         ulinfo = make_bpfptr(attr->line_info, uattr.is_kernel);
14945         expected_size = sizeof(struct bpf_line_info);
14946         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
14947         for (i = 0; i < nr_linfo; i++) {
14948                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(ulinfo, expected_size, rec_size);
14949                 if (err) {
14950                         if (err == -E2BIG) {
14951                                 verbose(env, "nonzero tailing record in line_info");
14952                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
14953                                                           offsetof(union bpf_attr, line_info_rec_size),
14954                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
14955                                         err = -EFAULT;
14956                         }
14957                         goto err_free;
14958                 }
14959
14960                 if (copy_from_bpfptr(&linfo[i], ulinfo, ncopy)) {
14961                         err = -EFAULT;
14962                         goto err_free;
14963                 }
14964
14965                 /*
14966                  * Check insn_off to ensure
14967                  * 1) strictly increasing AND
14968                  * 2) bounded by prog->len
14969                  *
14970                  * The linfo[0].insn_off == 0 check logically falls into
14971                  * the later "missing bpf_line_info for func..." case
14972                  * because the first linfo[0].insn_off must be the
14973                  * first sub also and the first sub must have
14974                  * subprog_info[0].start == 0.
14975                  */
14976                 if ((i && linfo[i].insn_off <= prev_offset) ||
14977                     linfo[i].insn_off >= prog->len) {
14978                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].insn_off:%u (prev_offset:%u prog->len:%u)\n",
14979                                 i, linfo[i].insn_off, prev_offset,
14980                                 prog->len);
14981                         err = -EINVAL;
14982                         goto err_free;
14983                 }
14984
14985                 if (!prog->insnsi[linfo[i].insn_off].code) {
14986                         verbose(env,
14987                                 "Invalid insn code at line_info[%u].insn_off\n",
14988                                 i);
14989                         err = -EINVAL;
14990                         goto err_free;
14991                 }
14992
14993                 if (!btf_name_by_offset(btf, linfo[i].line_off) ||
14994                     !btf_name_by_offset(btf, linfo[i].file_name_off)) {
14995                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].line_off or .file_name_off\n", i);
14996                         err = -EINVAL;
14997                         goto err_free;
14998                 }
14999
15000                 if (s != env->subprog_cnt) {
15001                         if (linfo[i].insn_off == sub[s].start) {
15002                                 sub[s].linfo_idx = i;
15003                                 s++;
15004                         } else if (sub[s].start < linfo[i].insn_off) {
15005                                 verbose(env, "missing bpf_line_info for func#%u\n", s);
15006                                 err = -EINVAL;
15007                                 goto err_free;
15008                         }
15009                 }
15010
15011                 prev_offset = linfo[i].insn_off;
15012                 bpfptr_add(&ulinfo, rec_size);
15013         }
15014
15015         if (s != env->subprog_cnt) {
15016                 verbose(env, "missing bpf_line_info for %u funcs starting from func#%u\n",
15017                         env->subprog_cnt - s, s);
15018                 err = -EINVAL;
15019                 goto err_free;
15020         }
15021
15022         prog->aux->linfo = linfo;
15023         prog->aux->nr_linfo = nr_linfo;
15024
15025         return 0;
15026
15027 err_free:
15028         kvfree(linfo);
15029         return err;
15030 }
15031
15032 #define MIN_CORE_RELO_SIZE      sizeof(struct bpf_core_relo)
15033 #define MAX_CORE_RELO_SIZE      MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
15034
15035 static int check_core_relo(struct bpf_verifier_env *env,
15036                            const union bpf_attr *attr,
15037                            bpfptr_t uattr)
15038 {
15039         u32 i, nr_core_relo, ncopy, expected_size, rec_size;
15040         struct bpf_core_relo core_relo = {};
15041         struct bpf_prog *prog = env->prog;
15042         const struct btf *btf = prog->aux->btf;
15043         struct bpf_core_ctx ctx = {
15044                 .log = &env->log,
15045                 .btf = btf,
15046         };
15047         bpfptr_t u_core_relo;
15048         int err;
15049
15050         nr_core_relo = attr->core_relo_cnt;
15051         if (!nr_core_relo)
15052                 return 0;
15053         if (nr_core_relo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_core_relo))
15054                 return -EINVAL;
15055
15056         rec_size = attr->core_relo_rec_size;
15057         if (rec_size < MIN_CORE_RELO_SIZE ||
15058             rec_size > MAX_CORE_RELO_SIZE ||
15059             rec_size % sizeof(u32))
15060                 return -EINVAL;
15061
15062         u_core_relo = make_bpfptr(attr->core_relos, uattr.is_kernel);
15063         expected_size = sizeof(struct bpf_core_relo);
15064         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
15065
15066         /* Unlike func_info and line_info, copy and apply each CO-RE
15067          * relocation record one at a time.
15068          */
15069         for (i = 0; i < nr_core_relo; i++) {
15070                 /* future proofing when sizeof(bpf_core_relo) changes */
15071                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(u_core_relo, expected_size, rec_size);
15072                 if (err) {
15073                         if (err == -E2BIG) {
15074                                 verbose(env, "nonzero tailing record in core_relo");
15075                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
15076                                                           offsetof(union bpf_attr, core_relo_rec_size),
15077                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
15078                                         err = -EFAULT;
15079                         }
15080                         break;
15081                 }
15082
15083                 if (copy_from_bpfptr(&core_relo, u_core_relo, ncopy)) {
15084                         err = -EFAULT;
15085                         break;
15086                 }
15087
15088                 if (core_relo.insn_off % 8 || core_relo.insn_off / 8 >= prog->len) {
15089                         verbose(env, "Invalid core_relo[%u].insn_off:%u prog->len:%u\n",
15090                                 i, core_relo.insn_off, prog->len);
15091                         err = -EINVAL;
15092                         break;
15093                 }
15094
15095                 err = bpf_core_apply(&ctx, &core_relo, i,
15096                                      &prog->insnsi[core_relo.insn_off / 8]);
15097                 if (err)
15098                         break;
15099                 bpfptr_add(&u_core_relo, rec_size);
15100         }
15101         return err;
15102 }
15103
15104 static int check_btf_info(struct bpf_verifier_env *env,
15105                           const union bpf_attr *attr,
15106                           bpfptr_t uattr)
15107 {
15108         struct btf *btf;
15109         int err;
15110
15111         if (!attr->func_info_cnt && !attr->line_info_cnt) {
15112                 if (check_abnormal_return(env))
15113                         return -EINVAL;
15114                 return 0;
15115         }
15116
15117         btf = btf_get_by_fd(attr->prog_btf_fd);
15118         if (IS_ERR(btf))
15119                 return PTR_ERR(btf);
15120         if (btf_is_kernel(btf)) {
15121                 btf_put(btf);
15122                 return -EACCES;
15123         }
15124         env->prog->aux->btf = btf;
15125
15126         err = check_btf_func(env, attr, uattr);
15127         if (err)
15128                 return err;
15129
15130         err = check_btf_line(env, attr, uattr);
15131         if (err)
15132                 return err;
15133
15134         err = check_core_relo(env, attr, uattr);
15135         if (err)
15136                 return err;
15137
15138         return 0;
15139 }
15140
15141 /* check %cur's range satisfies %old's */
15142 static bool range_within(struct bpf_reg_state *old,
15143                          struct bpf_reg_state *cur)
15144 {
15145         return old->umin_value <= cur->umin_value &&
15146                old->umax_value >= cur->umax_value &&
15147                old->smin_value <= cur->smin_value &&
15148                old->smax_value >= cur->smax_value &&
15149                old->u32_min_value <= cur->u32_min_value &&
15150                old->u32_max_value >= cur->u32_max_value &&
15151                old->s32_min_value <= cur->s32_min_value &&
15152                old->s32_max_value >= cur->s32_max_value;
15153 }
15154
15155 /* If in the old state two registers had the same id, then they need to have
15156  * the same id in the new state as well.  But that id could be different from
15157  * the old state, so we need to track the mapping from old to new ids.
15158  * Once we have seen that, say, a reg with old id 5 had new id 9, any subsequent
15159  * regs with old id 5 must also have new id 9 for the new state to be safe.  But
15160  * regs with a different old id could still have new id 9, we don't care about
15161  * that.
15162  * So we look through our idmap to see if this old id has been seen before.  If
15163  * so, we require the new id to match; otherwise, we add the id pair to the map.
15164  */
15165 static bool check_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct bpf_idmap *idmap)
15166 {
15167         struct bpf_id_pair *map = idmap->map;
15168         unsigned int i;
15169
15170         /* either both IDs should be set or both should be zero */
15171         if (!!old_id != !!cur_id)
15172                 return false;
15173
15174         if (old_id == 0) /* cur_id == 0 as well */
15175                 return true;
15176
15177         for (i = 0; i < BPF_ID_MAP_SIZE; i++) {
15178                 if (!map[i].old) {
15179                         /* Reached an empty slot; haven't seen this id before */
15180                         map[i].old = old_id;
15181                         map[i].cur = cur_id;
15182                         return true;
15183                 }
15184                 if (map[i].old == old_id)
15185                         return map[i].cur == cur_id;
15186                 if (map[i].cur == cur_id)
15187                         return false;
15188         }
15189         /* We ran out of idmap slots, which should be impossible */
15190         WARN_ON_ONCE(1);
15191         return false;
15192 }
15193
15194 /* Similar to check_ids(), but allocate a unique temporary ID
15195  * for 'old_id' or 'cur_id' of zero.
15196  * This makes pairs like '0 vs unique ID', 'unique ID vs 0' valid.
15197  */
15198 static bool check_scalar_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct bpf_idmap *idmap)
15199 {
15200         old_id = old_id ? old_id : ++idmap->tmp_id_gen;
15201         cur_id = cur_id ? cur_id : ++idmap->tmp_id_gen;
15202
15203         return check_ids(old_id, cur_id, idmap);
15204 }
15205
15206 static void clean_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
15207                              struct bpf_func_state *st)
15208 {
15209         enum bpf_reg_liveness live;
15210         int i, j;
15211
15212         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
15213                 live = st->regs[i].live;
15214                 /* liveness must not touch this register anymore */
15215                 st->regs[i].live |= REG_LIVE_DONE;
15216                 if (!(live & REG_LIVE_READ))
15217                         /* since the register is unused, clear its state
15218                          * to make further comparison simpler
15219                          */
15220                         __mark_reg_not_init(env, &st->regs[i]);
15221         }
15222
15223         for (i = 0; i < st->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
15224                 live = st->stack[i].spilled_ptr.live;
15225                 /* liveness must not touch this stack slot anymore */
15226                 st->stack[i].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_DONE;
15227                 if (!(live & REG_LIVE_READ)) {
15228                         __mark_reg_not_init(env, &st->stack[i].spilled_ptr);
15229                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
15230                                 st->stack[i].slot_type[j] = STACK_INVALID;
15231                 }
15232         }
15233 }
15234
15235 static void clean_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
15236                                  struct bpf_verifier_state *st)
15237 {
15238         int i;
15239
15240         if (st->frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE)
15241                 /* all regs in this state in all frames were already marked */
15242                 return;
15243
15244         for (i = 0; i <= st->curframe; i++)
15245                 clean_func_state(env, st->frame[i]);
15246 }
15247
15248 /* the parentage chains form a tree.
15249  * the verifier states are added to state lists at given insn and
15250  * pushed into state stack for future exploration.
15251  * when the verifier reaches bpf_exit insn some of the verifer states
15252  * stored in the state lists have their final liveness state already,
15253  * but a lot of states will get revised from liveness point of view when
15254  * the verifier explores other branches.
15255  * Example:
15256  * 1: r0 = 1
15257  * 2: if r1 == 100 goto pc+1
15258  * 3: r0 = 2
15259  * 4: exit
15260  * when the verifier reaches exit insn the register r0 in the state list of
15261  * insn 2 will be seen as !REG_LIVE_READ. Then the verifier pops the other_branch
15262  * of insn 2 and goes exploring further. At the insn 4 it will walk the
15263  * parentage chain from insn 4 into insn 2 and will mark r0 as REG_LIVE_READ.
15264  *
15265  * Since the verifier pushes the branch states as it sees them while exploring
15266  * the program the condition of walking the branch instruction for the second
15267  * time means that all states below this branch were already explored and
15268  * their final liveness marks are already propagated.
15269  * Hence when the verifier completes the search of state list in is_state_visited()
15270  * we can call this clean_live_states() function to mark all liveness states
15271  * as REG_LIVE_DONE to indicate that 'parent' pointers of 'struct bpf_reg_state'
15272  * will not be used.
15273  * This function also clears the registers and stack for states that !READ
15274  * to simplify state merging.
15275  *
15276  * Important note here that walking the same branch instruction in the callee
15277  * doesn't meant that the states are DONE. The verifier has to compare
15278  * the callsites
15279  */
15280 static void clean_live_states(struct bpf_verifier_env *env, int insn,
15281                               struct bpf_verifier_state *cur)
15282 {
15283         struct bpf_verifier_state_list *sl;
15284         int i;
15285
15286         sl = *explored_state(env, insn);
15287         while (sl) {
15288                 if (sl->state.branches)
15289                         goto next;
15290                 if (sl->state.insn_idx != insn ||
15291                     sl->state.curframe != cur->curframe)
15292                         goto next;
15293                 for (i = 0; i <= cur->curframe; i++)
15294                         if (sl->state.frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
15295                                 goto next;
15296                 clean_verifier_state(env, &sl->state);
15297 next:
15298                 sl = sl->next;
15299         }
15300 }
15301
15302 static bool regs_exact(const struct bpf_reg_state *rold,
15303                        const struct bpf_reg_state *rcur,
15304                        struct bpf_idmap *idmap)
15305 {
15306         return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
15307                check_ids(rold->id, rcur->id, idmap) &&
15308                check_ids(rold->ref_obj_id, rcur->ref_obj_id, idmap);
15309 }
15310
15311 /* Returns true if (rold safe implies rcur safe) */
15312 static bool regsafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *rold,
15313                     struct bpf_reg_state *rcur, struct bpf_idmap *idmap)
15314 {
15315         if (!(rold->live & REG_LIVE_READ))
15316                 /* explored state didn't use this */
15317                 return true;
15318         if (rold->type == NOT_INIT)
15319                 /* explored state can't have used this */
15320                 return true;
15321         if (rcur->type == NOT_INIT)
15322                 return false;
15323
15324         /* Enforce that register types have to match exactly, including their
15325          * modifiers (like PTR_MAYBE_NULL, MEM_RDONLY, etc), as a general
15326          * rule.
15327          *
15328          * One can make a point that using a pointer register as unbounded
15329          * SCALAR would be technically acceptable, but this could lead to
15330          * pointer leaks because scalars are allowed to leak while pointers
15331          * are not. We could make this safe in special cases if root is
15332          * calling us, but it's probably not worth the hassle.
15333          *
15334          * Also, register types that are *not* MAYBE_NULL could technically be
15335          * safe to use as their MAYBE_NULL variants (e.g., PTR_TO_MAP_VALUE
15336          * is safe to be used as PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, provided both point
15337          * to the same map).
15338          * However, if the old MAYBE_NULL register then got NULL checked,
15339          * doing so could have affected others with the same id, and we can't
15340          * check for that because we lost the id when we converted to
15341          * a non-MAYBE_NULL variant.
15342          * So, as a general rule we don't allow mixing MAYBE_NULL and
15343          * non-MAYBE_NULL registers as well.
15344          */
15345         if (rold->type != rcur->type)
15346                 return false;
15347
15348         switch (base_type(rold->type)) {
15349         case SCALAR_VALUE:
15350                 if (env->explore_alu_limits) {
15351                         /* explore_alu_limits disables tnum_in() and range_within()
15352                          * logic and requires everything to be strict
15353                          */
15354                         return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
15355                                check_scalar_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
15356                 }
15357                 if (!rold->precise)
15358                         return true;
15359                 /* Why check_ids() for scalar registers?
15360                  *
15361                  * Consider the following BPF code:
15362                  *   1: r6 = ... unbound scalar, ID=a ...
15363                  *   2: r7 = ... unbound scalar, ID=b ...
15364                  *   3: if (r6 > r7) goto +1
15365                  *   4: r6 = r7
15366                  *   5: if (r6 > X) goto ...
15367                  *   6: ... memory operation using r7 ...
15368                  *
15369                  * First verification path is [1-6]:
15370                  * - at (4) same bpf_reg_state::id (b) would be assigned to r6 and r7;
15371                  * - at (5) r6 would be marked <= X, find_equal_scalars() would also mark
15372                  *   r7 <= X, because r6 and r7 share same id.
15373                  * Next verification path is [1-4, 6].
15374                  *
15375                  * Instruction (6) would be reached in two states:
15376                  *   I.  r6{.id=b}, r7{.id=b} via path 1-6;
15377                  *   II. r6{.id=a}, r7{.id=b} via path 1-4, 6.
15378                  *
15379                  * Use check_ids() to distinguish these states.
15380                  * ---
15381                  * Also verify that new value satisfies old value range knowledge.
15382                  */
15383                 return range_within(rold, rcur) &&
15384                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off) &&
15385                        check_scalar_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
15386         case PTR_TO_MAP_KEY:
15387         case PTR_TO_MAP_VALUE:
15388         case PTR_TO_MEM:
15389         case PTR_TO_BUF:
15390         case PTR_TO_TP_BUFFER:
15391                 /* If the new min/max/var_off satisfy the old ones and
15392                  * everything else matches, we are OK.
15393                  */
15394                 return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off)) == 0 &&
15395                        range_within(rold, rcur) &&
15396                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off) &&
15397                        check_ids(rold->id, rcur->id, idmap) &&
15398                        check_ids(rold->ref_obj_id, rcur->ref_obj_id, idmap);
15399         case PTR_TO_PACKET_META:
15400         case PTR_TO_PACKET:
15401                 /* We must have at least as much range as the old ptr
15402                  * did, so that any accesses which were safe before are
15403                  * still safe.  This is true even if old range < old off,
15404                  * since someone could have accessed through (ptr - k), or
15405                  * even done ptr -= k in a register, to get a safe access.
15406                  */
15407                 if (rold->range > rcur->range)
15408                         return false;
15409                 /* If the offsets don't match, we can't trust our alignment;
15410                  * nor can we be sure that we won't fall out of range.
15411                  */
15412                 if (rold->off != rcur->off)
15413                         return false;
15414                 /* id relations must be preserved */
15415                 if (!check_ids(rold->id, rcur->id, idmap))
15416                         return false;
15417                 /* new val must satisfy old val knowledge */
15418                 return range_within(rold, rcur) &&
15419                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
15420         case PTR_TO_STACK:
15421                 /* two stack pointers are equal only if they're pointing to
15422                  * the same stack frame, since fp-8 in foo != fp-8 in bar
15423                  */
15424                 return regs_exact(rold, rcur, idmap) && rold->frameno == rcur->frameno;
15425         default:
15426                 return regs_exact(rold, rcur, idmap);
15427         }
15428 }
15429
15430 static bool stacksafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
15431                       struct bpf_func_state *cur, struct bpf_idmap *idmap)
15432 {
15433         int i, spi;
15434
15435         /* walk slots of the explored stack and ignore any additional
15436          * slots in the current stack, since explored(safe) state
15437          * didn't use them
15438          */
15439         for (i = 0; i < old->allocated_stack; i++) {
15440                 struct bpf_reg_state *old_reg, *cur_reg;
15441
15442                 spi = i / BPF_REG_SIZE;
15443
15444                 if (!(old->stack[spi].spilled_ptr.live & REG_LIVE_READ)) {
15445                         i += BPF_REG_SIZE - 1;
15446                         /* explored state didn't use this */
15447                         continue;
15448                 }
15449
15450                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_INVALID)
15451                         continue;
15452
15453                 if (env->allow_uninit_stack &&
15454                     old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC)
15455                         continue;
15456
15457                 /* explored stack has more populated slots than current stack
15458                  * and these slots were used
15459                  */
15460                 if (i >= cur->allocated_stack)
15461                         return false;
15462
15463                 /* if old state was safe with misc data in the stack
15464                  * it will be safe with zero-initialized stack.
15465                  * The opposite is not true
15466                  */
15467                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC &&
15468                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_ZERO)
15469                         continue;
15470                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] !=
15471                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE])
15472                         /* Ex: old explored (safe) state has STACK_SPILL in
15473                          * this stack slot, but current has STACK_MISC ->
15474                          * this verifier states are not equivalent,
15475                          * return false to continue verification of this path
15476                          */
15477                         return false;
15478                 if (i % BPF_REG_SIZE != BPF_REG_SIZE - 1)
15479                         continue;
15480                 /* Both old and cur are having same slot_type */
15481                 switch (old->stack[spi].slot_type[BPF_REG_SIZE - 1]) {
15482                 case STACK_SPILL:
15483                         /* when explored and current stack slot are both storing
15484                          * spilled registers, check that stored pointers types
15485                          * are the same as well.
15486                          * Ex: explored safe path could have stored
15487                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -8}
15488                          * but current path has stored:
15489                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -16}
15490                          * such verifier states are not equivalent.
15491                          * return false to continue verification of this path
15492                          */
15493                         if (!regsafe(env, &old->stack[spi].spilled_ptr,
15494                                      &cur->stack[spi].spilled_ptr, idmap))
15495                                 return false;
15496                         break;
15497                 case STACK_DYNPTR:
15498                         old_reg = &old->stack[spi].spilled_ptr;
15499                         cur_reg = &cur->stack[spi].spilled_ptr;
15500                         if (old_reg->dynptr.type != cur_reg->dynptr.type ||
15501                             old_reg->dynptr.first_slot != cur_reg->dynptr.first_slot ||
15502                             !check_ids(old_reg->ref_obj_id, cur_reg->ref_obj_id, idmap))
15503                                 return false;
15504                         break;
15505                 case STACK_ITER:
15506                         old_reg = &old->stack[spi].spilled_ptr;
15507                         cur_reg = &cur->stack[spi].spilled_ptr;
15508                         /* iter.depth is not compared between states as it
15509                          * doesn't matter for correctness and would otherwise
15510                          * prevent convergence; we maintain it only to prevent
15511                          * infinite loop check triggering, see
15512                          * iter_active_depths_differ()
15513                          */
15514                         if (old_reg->iter.btf != cur_reg->iter.btf ||
15515                             old_reg->iter.btf_id != cur_reg->iter.btf_id ||
15516                             old_reg->iter.state != cur_reg->iter.state ||
15517                             /* ignore {old_reg,cur_reg}->iter.depth, see above */
15518                             !check_ids(old_reg->ref_obj_id, cur_reg->ref_obj_id, idmap))
15519                                 return false;
15520                         break;
15521                 case STACK_MISC:
15522                 case STACK_ZERO:
15523                 case STACK_INVALID:
15524                         continue;
15525                 /* Ensure that new unhandled slot types return false by default */
15526                 default:
15527                         return false;
15528                 }
15529         }
15530         return true;
15531 }
15532
15533 static bool refsafe(struct bpf_func_state *old, struct bpf_func_state *cur,
15534                     struct bpf_idmap *idmap)
15535 {
15536         int i;
15537
15538         if (old->acquired_refs != cur->acquired_refs)
15539                 return false;
15540
15541         for (i = 0; i < old->acquired_refs; i++) {
15542                 if (!check_ids(old->refs[i].id, cur->refs[i].id, idmap))
15543                         return false;
15544         }
15545
15546         return true;
15547 }
15548
15549 /* compare two verifier states
15550  *
15551  * all states stored in state_list are known to be valid, since
15552  * verifier reached 'bpf_exit' instruction through them
15553  *
15554  * this function is called when verifier exploring different branches of
15555  * execution popped from the state stack. If it sees an old state that has
15556  * more strict register state and more strict stack state then this execution
15557  * branch doesn't need to be explored further, since verifier already
15558  * concluded that more strict state leads to valid finish.
15559  *
15560  * Therefore two states are equivalent if register state is more conservative
15561  * and explored stack state is more conservative than the current one.
15562  * Example:
15563  *       explored                   current
15564  * (slot1=INV slot2=MISC) == (slot1=MISC slot2=MISC)
15565  * (slot1=MISC slot2=MISC) != (slot1=INV slot2=MISC)
15566  *
15567  * In other words if current stack state (one being explored) has more
15568  * valid slots than old one that already passed validation, it means
15569  * the verifier can stop exploring and conclude that current state is valid too
15570  *
15571  * Similarly with registers. If explored state has register type as invalid
15572  * whereas register type in current state is meaningful, it means that
15573  * the current state will reach 'bpf_exit' instruction safely
15574  */
15575 static bool func_states_equal(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
15576                               struct bpf_func_state *cur)
15577 {
15578         int i;
15579
15580         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
15581                 if (!regsafe(env, &old->regs[i], &cur->regs[i],
15582                              &env->idmap_scratch))
15583                         return false;
15584
15585         if (!stacksafe(env, old, cur, &env->idmap_scratch))
15586                 return false;
15587
15588         if (!refsafe(old, cur, &env->idmap_scratch))
15589                 return false;
15590
15591         return true;
15592 }
15593
15594 static bool states_equal(struct bpf_verifier_env *env,
15595                          struct bpf_verifier_state *old,
15596                          struct bpf_verifier_state *cur)
15597 {
15598         int i;
15599
15600         if (old->curframe != cur->curframe)
15601                 return false;
15602
15603         env->idmap_scratch.tmp_id_gen = env->id_gen;
15604         memset(&env->idmap_scratch.map, 0, sizeof(env->idmap_scratch.map));
15605
15606         /* Verification state from speculative execution simulation
15607          * must never prune a non-speculative execution one.
15608          */
15609         if (old->speculative && !cur->speculative)
15610                 return false;
15611
15612         if (old->active_lock.ptr != cur->active_lock.ptr)
15613                 return false;
15614
15615         /* Old and cur active_lock's have to be either both present
15616          * or both absent.
15617          */
15618         if (!!old->active_lock.id != !!cur->active_lock.id)
15619                 return false;
15620
15621         if (old->active_lock.id &&
15622             !check_ids(old->active_lock.id, cur->active_lock.id, &env->idmap_scratch))
15623                 return false;
15624
15625         if (old->active_rcu_lock != cur->active_rcu_lock)
15626                 return false;
15627
15628         /* for states to be equal callsites have to be the same
15629          * and all frame states need to be equivalent
15630          */
15631         for (i = 0; i <= old->curframe; i++) {
15632                 if (old->frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
15633                         return false;
15634                 if (!func_states_equal(env, old->frame[i], cur->frame[i]))
15635                         return false;
15636         }
15637         return true;
15638 }
15639
15640 /* Return 0 if no propagation happened. Return negative error code if error
15641  * happened. Otherwise, return the propagated bit.
15642  */
15643 static int propagate_liveness_reg(struct bpf_verifier_env *env,
15644                                   struct bpf_reg_state *reg,
15645                                   struct bpf_reg_state *parent_reg)
15646 {
15647         u8 parent_flag = parent_reg->live & REG_LIVE_READ;
15648         u8 flag = reg->live & REG_LIVE_READ;
15649         int err;
15650
15651         /* When comes here, read flags of PARENT_REG or REG could be any of
15652          * REG_LIVE_READ64, REG_LIVE_READ32, REG_LIVE_NONE. There is no need
15653          * of propagation if PARENT_REG has strongest REG_LIVE_READ64.
15654          */
15655         if (parent_flag == REG_LIVE_READ64 ||
15656             /* Or if there is no read flag from REG. */
15657             !flag ||
15658             /* Or if the read flag from REG is the same as PARENT_REG. */
15659             parent_flag == flag)
15660                 return 0;
15661
15662         err = mark_reg_read(env, reg, parent_reg, flag);
15663         if (err)
15664                 return err;
15665
15666         return flag;
15667 }
15668
15669 /* A write screens off any subsequent reads; but write marks come from the
15670  * straight-line code between a state and its parent.  When we arrive at an
15671  * equivalent state (jump target or such) we didn't arrive by the straight-line
15672  * code, so read marks in the state must propagate to the parent regardless
15673  * of the state's write marks. That's what 'parent == state->parent' comparison
15674  * in mark_reg_read() is for.
15675  */
15676 static int propagate_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
15677                               const struct bpf_verifier_state *vstate,
15678                               struct bpf_verifier_state *vparent)
15679 {
15680         struct bpf_reg_state *state_reg, *parent_reg;
15681         struct bpf_func_state *state, *parent;
15682         int i, frame, err = 0;
15683
15684         if (vparent->curframe != vstate->curframe) {
15685                 WARN(1, "propagate_live: parent frame %d current frame %d\n",
15686                      vparent->curframe, vstate->curframe);
15687                 return -EFAULT;
15688         }
15689         /* Propagate read liveness of registers... */
15690         BUILD_BUG_ON(BPF_REG_FP + 1 != MAX_BPF_REG);
15691         for (frame = 0; frame <= vstate->curframe; frame++) {
15692                 parent = vparent->frame[frame];
15693                 state = vstate->frame[frame];
15694                 parent_reg = parent->regs;
15695                 state_reg = state->regs;
15696                 /* We don't need to worry about FP liveness, it's read-only */
15697                 for (i = frame < vstate->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
15698                         err = propagate_liveness_reg(env, &state_reg[i],
15699                                                      &parent_reg[i]);
15700                         if (err < 0)
15701                                 return err;
15702                         if (err == REG_LIVE_READ64)
15703                                 mark_insn_zext(env, &parent_reg[i]);
15704                 }
15705
15706                 /* Propagate stack slots. */
15707                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE &&
15708                             i < parent->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
15709                         parent_reg = &parent->stack[i].spilled_ptr;
15710                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
15711                         err = propagate_liveness_reg(env, state_reg,
15712                                                      parent_reg);
15713                         if (err < 0)
15714                                 return err;
15715                 }
15716         }
15717         return 0;
15718 }
15719
15720 /* find precise scalars in the previous equivalent state and
15721  * propagate them into the current state
15722  */
15723 static int propagate_precision(struct bpf_verifier_env *env,
15724                                const struct bpf_verifier_state *old)
15725 {
15726         struct bpf_reg_state *state_reg;
15727         struct bpf_func_state *state;
15728         int i, err = 0, fr;
15729         bool first;
15730
15731         for (fr = old->curframe; fr >= 0; fr--) {
15732                 state = old->frame[fr];
15733                 state_reg = state->regs;
15734                 first = true;
15735                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++, state_reg++) {
15736                         if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
15737                             !state_reg->precise ||
15738                             !(state_reg->live & REG_LIVE_READ))
15739                                 continue;
15740                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
15741                                 if (first)
15742                                         verbose(env, "frame %d: propagating r%d", fr, i);
15743                                 else
15744                                         verbose(env, ",r%d", i);
15745                         }
15746                         bt_set_frame_reg(&env->bt, fr, i);
15747                         first = false;
15748                 }
15749
15750                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
15751                         if (!is_spilled_reg(&state->stack[i]))
15752                                 continue;
15753                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
15754                         if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
15755                             !state_reg->precise ||
15756                             !(state_reg->live & REG_LIVE_READ))
15757                                 continue;
15758                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
15759                                 if (first)
15760                                         verbose(env, "frame %d: propagating fp%d",
15761                                                 fr, (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
15762                                 else
15763                                         verbose(env, ",fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
15764                         }
15765                         bt_set_frame_slot(&env->bt, fr, i);
15766                         first = false;
15767                 }
15768                 if (!first)
15769                         verbose(env, "\n");
15770         }
15771
15772         err = mark_chain_precision_batch(env);
15773         if (err < 0)
15774                 return err;
15775
15776         return 0;
15777 }
15778
15779 static bool states_maybe_looping(struct bpf_verifier_state *old,
15780                                  struct bpf_verifier_state *cur)
15781 {
15782         struct bpf_func_state *fold, *fcur;
15783         int i, fr = cur->curframe;
15784
15785         if (old->curframe != fr)
15786                 return false;
15787
15788         fold = old->frame[fr];
15789         fcur = cur->frame[fr];
15790         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
15791                 if (memcmp(&fold->regs[i], &fcur->regs[i],
15792                            offsetof(struct bpf_reg_state, parent)))
15793                         return false;
15794         return true;
15795 }
15796
15797 static bool is_iter_next_insn(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
15798 {
15799         return env->insn_aux_data[insn_idx].is_iter_next;
15800 }
15801
15802 /* is_state_visited() handles iter_next() (see process_iter_next_call() for
15803  * terminology) calls specially: as opposed to bounded BPF loops, it *expects*
15804  * states to match, which otherwise would look like an infinite loop. So while
15805  * iter_next() calls are taken care of, we still need to be careful and
15806  * prevent erroneous and too eager declaration of "ininite loop", when
15807  * iterators are involved.
15808  *
15809  * Here's a situation in pseudo-BPF assembly form:
15810  *
15811  *   0: again:                          ; set up iter_next() call args
15812  *   1:   r1 = &it                      ; <CHECKPOINT HERE>
15813  *   2:   call bpf_iter_num_next        ; this is iter_next() call
15814  *   3:   if r0 == 0 goto done
15815  *   4:   ... something useful here ...
15816  *   5:   goto again                    ; another iteration
15817  *   6: done:
15818  *   7:   r1 = &it
15819  *   8:   call bpf_iter_num_destroy     ; clean up iter state
15820  *   9:   exit
15821  *
15822  * This is a typical loop. Let's assume that we have a prune point at 1:,
15823  * before we get to `call bpf_iter_num_next` (e.g., because of that `goto
15824  * again`, assuming other heuristics don't get in a way).
15825  *
15826  * When we first time come to 1:, let's say we have some state X. We proceed
15827  * to 2:, fork states, enqueue ACTIVE, validate NULL case successfully, exit.
15828  * Now we come back to validate that forked ACTIVE state. We proceed through
15829  * 3-5, come to goto, jump to 1:. Let's assume our state didn't change, so we
15830  * are converging. But the problem is that we don't know that yet, as this
15831  * convergence has to happen at iter_next() call site only. So if nothing is
15832  * done, at 1: verifier will use bounded loop logic and declare infinite
15833  * looping (and would be *technically* correct, if not for iterator's
15834  * "eventual sticky NULL" contract, see process_iter_next_call()). But we
15835  * don't want that. So what we do in process_iter_next_call() when we go on
15836  * another ACTIVE iteration, we bump slot->iter.depth, to mark that it's
15837  * a different iteration. So when we suspect an infinite loop, we additionally
15838  * check if any of the *ACTIVE* iterator states depths differ. If yes, we
15839  * pretend we are not looping and wait for next iter_next() call.
15840  *
15841  * This only applies to ACTIVE state. In DRAINED state we don't expect to
15842  * loop, because that would actually mean infinite loop, as DRAINED state is
15843  * "sticky", and so we'll keep returning into the same instruction with the
15844  * same state (at least in one of possible code paths).
15845  *
15846  * This approach allows to keep infinite loop heuristic even in the face of
15847  * active iterator. E.g., C snippet below is and will be detected as
15848  * inifintely looping:
15849  *
15850  *   struct bpf_iter_num it;
15851  *   int *p, x;
15852  *
15853  *   bpf_iter_num_new(&it, 0, 10);
15854  *   while ((p = bpf_iter_num_next(&t))) {
15855  *       x = p;
15856  *       while (x--) {} // <<-- infinite loop here
15857  *   }
15858  *
15859  */
15860 static bool iter_active_depths_differ(struct bpf_verifier_state *old, struct bpf_verifier_state *cur)
15861 {
15862         struct bpf_reg_state *slot, *cur_slot;
15863         struct bpf_func_state *state;
15864         int i, fr;
15865
15866         for (fr = old->curframe; fr >= 0; fr--) {
15867                 state = old->frame[fr];
15868                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
15869                         if (state->stack[i].slot_type[0] != STACK_ITER)
15870                                 continue;
15871
15872                         slot = &state->stack[i].spilled_ptr;
15873                         if (slot->iter.state != BPF_ITER_STATE_ACTIVE)
15874                                 continue;
15875
15876                         cur_slot = &cur->frame[fr]->stack[i].spilled_ptr;
15877                         if (cur_slot->iter.depth != slot->iter.depth)
15878                                 return true;
15879                 }
15880         }
15881         return false;
15882 }
15883
15884 static int is_state_visited(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
15885 {
15886         struct bpf_verifier_state_list *new_sl;
15887         struct bpf_verifier_state_list *sl, **pprev;
15888         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state, *new;
15889         int i, j, err, states_cnt = 0;
15890         bool force_new_state = env->test_state_freq || is_force_checkpoint(env, insn_idx);
15891         bool add_new_state = force_new_state;
15892
15893         /* bpf progs typically have pruning point every 4 instructions
15894          * http://vger.kernel.org/bpfconf2019.html#session-1
15895          * Do not add new state for future pruning if the verifier hasn't seen
15896          * at least 2 jumps and at least 8 instructions.
15897          * This heuristics helps decrease 'total_states' and 'peak_states' metric.
15898          * In tests that amounts to up to 50% reduction into total verifier
15899          * memory consumption and 20% verifier time speedup.
15900          */
15901         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed >= 2 &&
15902             env->insn_processed - env->prev_insn_processed >= 8)
15903                 add_new_state = true;
15904
15905         pprev = explored_state(env, insn_idx);
15906         sl = *pprev;
15907
15908         clean_live_states(env, insn_idx, cur);
15909
15910         while (sl) {
15911                 states_cnt++;
15912                 if (sl->state.insn_idx != insn_idx)
15913                         goto next;
15914
15915                 if (sl->state.branches) {
15916                         struct bpf_func_state *frame = sl->state.frame[sl->state.curframe];
15917
15918                         if (frame->in_async_callback_fn &&
15919                             frame->async_entry_cnt != cur->frame[cur->curframe]->async_entry_cnt) {
15920                                 /* Different async_entry_cnt means that the verifier is
15921                                  * processing another entry into async callback.
15922                                  * Seeing the same state is not an indication of infinite
15923                                  * loop or infinite recursion.
15924                                  * But finding the same state doesn't mean that it's safe
15925                                  * to stop processing the current state. The previous state
15926                                  * hasn't yet reached bpf_exit, since state.branches > 0.
15927                                  * Checking in_async_callback_fn alone is not enough either.
15928                                  * Since the verifier still needs to catch infinite loops
15929                                  * inside async callbacks.
15930                                  */
15931                                 goto skip_inf_loop_check;
15932                         }
15933                         /* BPF open-coded iterators loop detection is special.
15934                          * states_maybe_looping() logic is too simplistic in detecting
15935                          * states that *might* be equivalent, because it doesn't know
15936                          * about ID remapping, so don't even perform it.
15937                          * See process_iter_next_call() and iter_active_depths_differ()
15938                          * for overview of the logic. When current and one of parent
15939                          * states are detected as equivalent, it's a good thing: we prove
15940                          * convergence and can stop simulating further iterations.
15941                          * It's safe to assume that iterator loop will finish, taking into
15942                          * account iter_next() contract of eventually returning
15943                          * sticky NULL result.
15944                          */
15945                         if (is_iter_next_insn(env, insn_idx)) {
15946                                 if (states_equal(env, &sl->state, cur)) {
15947                                         struct bpf_func_state *cur_frame;
15948                                         struct bpf_reg_state *iter_state, *iter_reg;
15949                                         int spi;
15950
15951                                         cur_frame = cur->frame[cur->curframe];
15952                                         /* btf_check_iter_kfuncs() enforces that
15953                                          * iter state pointer is always the first arg
15954                                          */
15955                                         iter_reg = &cur_frame->regs[BPF_REG_1];
15956                                         /* current state is valid due to states_equal(),
15957                                          * so we can assume valid iter and reg state,
15958                                          * no need for extra (re-)validations
15959                                          */
15960                                         spi = __get_spi(iter_reg->off + iter_reg->var_off.value);
15961                                         iter_state = &func(env, iter_reg)->stack[spi].spilled_ptr;
15962                                         if (iter_state->iter.state == BPF_ITER_STATE_ACTIVE)
15963                                                 goto hit;
15964                                 }
15965                                 goto skip_inf_loop_check;
15966                         }
15967                         /* attempt to detect infinite loop to avoid unnecessary doomed work */
15968                         if (states_maybe_looping(&sl->state, cur) &&
15969                             states_equal(env, &sl->state, cur) &&
15970                             !iter_active_depths_differ(&sl->state, cur)) {
15971                                 verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
15972                                 verbose(env, "infinite loop detected at insn %d\n", insn_idx);
15973                                 return -EINVAL;
15974                         }
15975                         /* if the verifier is processing a loop, avoid adding new state
15976                          * too often, since different loop iterations have distinct
15977                          * states and may not help future pruning.
15978                          * This threshold shouldn't be too low to make sure that
15979                          * a loop with large bound will be rejected quickly.
15980                          * The most abusive loop will be:
15981                          * r1 += 1
15982                          * if r1 < 1000000 goto pc-2
15983                          * 1M insn_procssed limit / 100 == 10k peak states.
15984                          * This threshold shouldn't be too high either, since states
15985                          * at the end of the loop are likely to be useful in pruning.
15986                          */
15987 skip_inf_loop_check:
15988                         if (!force_new_state &&
15989                             env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed < 20 &&
15990                             env->insn_processed - env->prev_insn_processed < 100)
15991                                 add_new_state = false;
15992                         goto miss;
15993                 }
15994                 if (states_equal(env, &sl->state, cur)) {
15995 hit:
15996                         sl->hit_cnt++;
15997                         /* reached equivalent register/stack state,
15998                          * prune the search.
15999                          * Registers read by the continuation are read by us.
16000                          * If we have any write marks in env->cur_state, they
16001                          * will prevent corresponding reads in the continuation
16002                          * from reaching our parent (an explored_state).  Our
16003                          * own state will get the read marks recorded, but
16004                          * they'll be immediately forgotten as we're pruning
16005                          * this state and will pop a new one.
16006                          */
16007                         err = propagate_liveness(env, &sl->state, cur);
16008
16009                         /* if previous state reached the exit with precision and
16010                          * current state is equivalent to it (except precsion marks)
16011                          * the precision needs to be propagated back in
16012                          * the current state.
16013                          */
16014                         err = err ? : push_jmp_history(env, cur);
16015                         err = err ? : propagate_precision(env, &sl->state);
16016                         if (err)
16017                                 return err;
16018                         return 1;
16019                 }
16020 miss:
16021                 /* when new state is not going to be added do not increase miss count.
16022                  * Otherwise several loop iterations will remove the state
16023                  * recorded earlier. The goal of these heuristics is to have
16024                  * states from some iterations of the loop (some in the beginning
16025                  * and some at the end) to help pruning.
16026                  */
16027                 if (add_new_state)
16028                         sl->miss_cnt++;
16029                 /* heuristic to determine whether this state is beneficial
16030                  * to keep checking from state equivalence point of view.
16031                  * Higher numbers increase max_states_per_insn and verification time,
16032                  * but do not meaningfully decrease insn_processed.
16033                  */
16034                 if (sl->miss_cnt > sl->hit_cnt * 3 + 3) {
16035                         /* the state is unlikely to be useful. Remove it to
16036                          * speed up verification
16037                          */
16038                         *pprev = sl->next;
16039                         if (sl->state.frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE) {
16040                                 u32 br = sl->state.branches;
16041
16042                                 WARN_ONCE(br,
16043                                           "BUG live_done but branches_to_explore %d\n",
16044                                           br);
16045                                 free_verifier_state(&sl->state, false);
16046                                 kfree(sl);
16047                                 env->peak_states--;
16048                         } else {
16049                                 /* cannot free this state, since parentage chain may
16050                                  * walk it later. Add it for free_list instead to
16051                                  * be freed at the end of verification
16052                                  */
16053                                 sl->next = env->free_list;
16054                                 env->free_list = sl;
16055                         }
16056                         sl = *pprev;
16057                         continue;
16058                 }
16059 next:
16060                 pprev = &sl->next;
16061                 sl = *pprev;
16062         }
16063
16064         if (env->max_states_per_insn < states_cnt)
16065                 env->max_states_per_insn = states_cnt;
16066
16067         if (!env->bpf_capable && states_cnt > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES)
16068                 return 0;
16069
16070         if (!add_new_state)
16071                 return 0;
16072
16073         /* There were no equivalent states, remember the current one.
16074          * Technically the current state is not proven to be safe yet,
16075          * but it will either reach outer most bpf_exit (which means it's safe)
16076          * or it will be rejected. When there are no loops the verifier won't be
16077          * seeing this tuple (frame[0].callsite, frame[1].callsite, .. insn_idx)
16078          * again on the way to bpf_exit.
16079          * When looping the sl->state.branches will be > 0 and this state
16080          * will not be considered for equivalence until branches == 0.
16081          */
16082         new_sl = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state_list), GFP_KERNEL);
16083         if (!new_sl)
16084                 return -ENOMEM;
16085         env->total_states++;
16086         env->peak_states++;
16087         env->prev_jmps_processed = env->jmps_processed;
16088         env->prev_insn_processed = env->insn_processed;
16089
16090         /* forget precise markings we inherited, see __mark_chain_precision */
16091         if (env->bpf_capable)
16092                 mark_all_scalars_imprecise(env, cur);
16093
16094         /* add new state to the head of linked list */
16095         new = &new_sl->state;
16096         err = copy_verifier_state(new, cur);
16097         if (err) {
16098                 free_verifier_state(new, false);
16099                 kfree(new_sl);
16100                 return err;
16101         }
16102         new->insn_idx = insn_idx;
16103         WARN_ONCE(new->branches != 1,
16104                   "BUG is_state_visited:branches_to_explore=%d insn %d\n", new->branches, insn_idx);
16105
16106         cur->parent = new;
16107         cur->first_insn_idx = insn_idx;
16108         clear_jmp_history(cur);
16109         new_sl->next = *explored_state(env, insn_idx);
16110         *explored_state(env, insn_idx) = new_sl;
16111         /* connect new state to parentage chain. Current frame needs all
16112          * registers connected. Only r6 - r9 of the callers are alive (pushed
16113          * to the stack implicitly by JITs) so in callers' frames connect just
16114          * r6 - r9 as an optimization. Callers will have r1 - r5 connected to
16115          * the state of the call instruction (with WRITTEN set), and r0 comes
16116          * from callee with its full parentage chain, anyway.
16117          */
16118         /* clear write marks in current state: the writes we did are not writes
16119          * our child did, so they don't screen off its reads from us.
16120          * (There are no read marks in current state, because reads always mark
16121          * their parent and current state never has children yet.  Only
16122          * explored_states can get read marks.)
16123          */
16124         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
16125                 for (i = j < cur->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++)
16126                         cur->frame[j]->regs[i].parent = &new->frame[j]->regs[i];
16127                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++)
16128                         cur->frame[j]->regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
16129         }
16130
16131         /* all stack frames are accessible from callee, clear them all */
16132         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
16133                 struct bpf_func_state *frame = cur->frame[j];
16134                 struct bpf_func_state *newframe = new->frame[j];
16135
16136                 for (i = 0; i < frame->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
16137                         frame->stack[i].spilled_ptr.live = REG_LIVE_NONE;
16138                         frame->stack[i].spilled_ptr.parent =
16139                                                 &newframe->stack[i].spilled_ptr;
16140                 }
16141         }
16142         return 0;
16143 }
16144
16145 /* Return true if it's OK to have the same insn return a different type. */
16146 static bool reg_type_mismatch_ok(enum bpf_reg_type type)
16147 {
16148         switch (base_type(type)) {
16149         case PTR_TO_CTX:
16150         case PTR_TO_SOCKET:
16151         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
16152         case PTR_TO_TCP_SOCK:
16153         case PTR_TO_XDP_SOCK:
16154         case PTR_TO_BTF_ID:
16155                 return false;
16156         default:
16157                 return true;
16158         }
16159 }
16160
16161 /* If an instruction was previously used with particular pointer types, then we
16162  * need to be careful to avoid cases such as the below, where it may be ok
16163  * for one branch accessing the pointer, but not ok for the other branch:
16164  *
16165  * R1 = sock_ptr
16166  * goto X;
16167  * ...
16168  * R1 = some_other_valid_ptr;
16169  * goto X;
16170  * ...
16171  * R2 = *(u32 *)(R1 + 0);
16172  */
16173 static bool reg_type_mismatch(enum bpf_reg_type src, enum bpf_reg_type prev)
16174 {
16175         return src != prev && (!reg_type_mismatch_ok(src) ||
16176                                !reg_type_mismatch_ok(prev));
16177 }
16178
16179 static int save_aux_ptr_type(struct bpf_verifier_env *env, enum bpf_reg_type type,
16180                              bool allow_trust_missmatch)
16181 {
16182         enum bpf_reg_type *prev_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
16183
16184         if (*prev_type == NOT_INIT) {
16185                 /* Saw a valid insn
16186                  * dst_reg = *(u32 *)(src_reg + off)
16187                  * save type to validate intersecting paths
16188                  */
16189                 *prev_type = type;
16190         } else if (reg_type_mismatch(type, *prev_type)) {
16191                 /* Abuser program is trying to use the same insn
16192                  * dst_reg = *(u32*) (src_reg + off)
16193                  * with different pointer types:
16194                  * src_reg == ctx in one branch and
16195                  * src_reg == stack|map in some other branch.
16196                  * Reject it.
16197                  */
16198                 if (allow_trust_missmatch &&
16199                     base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID &&
16200                     base_type(*prev_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
16201                         /*
16202                          * Have to support a use case when one path through
16203                          * the program yields TRUSTED pointer while another
16204                          * is UNTRUSTED. Fallback to UNTRUSTED to generate
16205                          * BPF_PROBE_MEM.
16206                          */
16207                         *prev_type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED;
16208                 } else {
16209                         verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
16210                         return -EINVAL;
16211                 }
16212         }
16213
16214         return 0;
16215 }
16216
16217 static int do_check(struct bpf_verifier_env *env)
16218 {
16219         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
16220         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
16221         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
16222         struct bpf_reg_state *regs;
16223         int insn_cnt = env->prog->len;
16224         bool do_print_state = false;
16225         int prev_insn_idx = -1;
16226
16227         for (;;) {
16228                 struct bpf_insn *insn;
16229                 u8 class;
16230                 int err;
16231
16232                 env->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
16233                 if (env->insn_idx >= insn_cnt) {
16234                         verbose(env, "invalid insn idx %d insn_cnt %d\n",
16235                                 env->insn_idx, insn_cnt);
16236                         return -EFAULT;
16237                 }
16238
16239                 insn = &insns[env->insn_idx];
16240                 class = BPF_CLASS(insn->code);
16241
16242                 if (++env->insn_processed > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS) {
16243                         verbose(env,
16244                                 "BPF program is too large. Processed %d insn\n",
16245                                 env->insn_processed);
16246                         return -E2BIG;
16247                 }
16248
16249                 state->last_insn_idx = env->prev_insn_idx;
16250
16251                 if (is_prune_point(env, env->insn_idx)) {
16252                         err = is_state_visited(env, env->insn_idx);
16253                         if (err < 0)
16254                                 return err;
16255                         if (err == 1) {
16256                                 /* found equivalent state, can prune the search */
16257                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
16258                                         if (do_print_state)
16259                                                 verbose(env, "\nfrom %d to %d%s: safe\n",
16260                                                         env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
16261                                                         env->cur_state->speculative ?
16262                                                         " (speculative execution)" : "");
16263                                         else
16264                                                 verbose(env, "%d: safe\n", env->insn_idx);
16265                                 }
16266                                 goto process_bpf_exit;
16267                         }
16268                 }
16269
16270                 if (is_jmp_point(env, env->insn_idx)) {
16271                         err = push_jmp_history(env, state);
16272                         if (err)
16273                                 return err;
16274                 }
16275
16276                 if (signal_pending(current))
16277                         return -EAGAIN;
16278
16279                 if (need_resched())
16280                         cond_resched();
16281
16282                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2 && do_print_state) {
16283                         verbose(env, "\nfrom %d to %d%s:",
16284                                 env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
16285                                 env->cur_state->speculative ?
16286                                 " (speculative execution)" : "");
16287                         print_verifier_state(env, state->frame[state->curframe], true);
16288                         do_print_state = false;
16289                 }
16290
16291                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
16292                         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
16293                                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
16294                                 .cb_print       = verbose,
16295                                 .private_data   = env,
16296                         };
16297
16298                         if (verifier_state_scratched(env))
16299                                 print_insn_state(env, state->frame[state->curframe]);
16300
16301                         verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
16302                         env->prev_log_pos = env->log.end_pos;
16303                         verbose(env, "%d: ", env->insn_idx);
16304                         print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
16305                         env->prev_insn_print_pos = env->log.end_pos - env->prev_log_pos;
16306                         env->prev_log_pos = env->log.end_pos;
16307                 }
16308
16309                 if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
16310                         err = bpf_prog_offload_verify_insn(env, env->insn_idx,
16311                                                            env->prev_insn_idx);
16312                         if (err)
16313                                 return err;
16314                 }
16315
16316                 regs = cur_regs(env);
16317                 sanitize_mark_insn_seen(env);
16318                 prev_insn_idx = env->insn_idx;
16319
16320                 if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
16321                         err = check_alu_op(env, insn);
16322                         if (err)
16323                                 return err;
16324
16325                 } else if (class == BPF_LDX) {
16326                         enum bpf_reg_type src_reg_type;
16327
16328                         /* check for reserved fields is already done */
16329
16330                         /* check src operand */
16331                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
16332                         if (err)
16333                                 return err;
16334
16335                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
16336                         if (err)
16337                                 return err;
16338
16339                         src_reg_type = regs[insn->src_reg].type;
16340
16341                         /* check that memory (src_reg + off) is readable,
16342                          * the state of dst_reg will be updated by this func
16343                          */
16344                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->src_reg,
16345                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
16346                                                BPF_READ, insn->dst_reg, false);
16347                         if (err)
16348                                 return err;
16349
16350                         err = save_aux_ptr_type(env, src_reg_type, true);
16351                         if (err)
16352                                 return err;
16353                 } else if (class == BPF_STX) {
16354                         enum bpf_reg_type dst_reg_type;
16355
16356                         if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC) {
16357                                 err = check_atomic(env, env->insn_idx, insn);
16358                                 if (err)
16359                                         return err;
16360                                 env->insn_idx++;
16361                                 continue;
16362                         }
16363
16364                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0) {
16365                                 verbose(env, "BPF_STX uses reserved fields\n");
16366                                 return -EINVAL;
16367                         }
16368
16369                         /* check src1 operand */
16370                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
16371                         if (err)
16372                                 return err;
16373                         /* check src2 operand */
16374                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
16375                         if (err)
16376                                 return err;
16377
16378                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
16379
16380                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
16381                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
16382                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
16383                                                BPF_WRITE, insn->src_reg, false);
16384                         if (err)
16385                                 return err;
16386
16387                         err = save_aux_ptr_type(env, dst_reg_type, false);
16388                         if (err)
16389                                 return err;
16390                 } else if (class == BPF_ST) {
16391                         enum bpf_reg_type dst_reg_type;
16392
16393                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM ||
16394                             insn->src_reg != BPF_REG_0) {
16395                                 verbose(env, "BPF_ST uses reserved fields\n");
16396                                 return -EINVAL;
16397                         }
16398                         /* check src operand */
16399                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
16400                         if (err)
16401                                 return err;
16402
16403                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
16404
16405                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
16406                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
16407                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
16408                                                BPF_WRITE, -1, false);
16409                         if (err)
16410                                 return err;
16411
16412                         err = save_aux_ptr_type(env, dst_reg_type, false);
16413                         if (err)
16414                                 return err;
16415                 } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
16416                         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
16417
16418                         env->jmps_processed++;
16419                         if (opcode == BPF_CALL) {
16420                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
16421                                     (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL
16422                                      && insn->off != 0) ||
16423                                     (insn->src_reg != BPF_REG_0 &&
16424                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL &&
16425                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) ||
16426                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
16427                                     class == BPF_JMP32) {
16428                                         verbose(env, "BPF_CALL uses reserved fields\n");
16429                                         return -EINVAL;
16430                                 }
16431
16432                                 if (env->cur_state->active_lock.ptr) {
16433                                         if ((insn->src_reg == BPF_REG_0 && insn->imm != BPF_FUNC_spin_unlock) ||
16434                                             (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL) ||
16435                                             (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL &&
16436                                              (insn->off != 0 || !is_bpf_graph_api_kfunc(insn->imm)))) {
16437                                                 verbose(env, "function calls are not allowed while holding a lock\n");
16438                                                 return -EINVAL;
16439                                         }
16440                                 }
16441                                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
16442                                         err = check_func_call(env, insn, &env->insn_idx);
16443                                 else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL)
16444                                         err = check_kfunc_call(env, insn, &env->insn_idx);
16445                                 else
16446                                         err = check_helper_call(env, insn, &env->insn_idx);
16447                                 if (err)
16448                                         return err;
16449
16450                                 mark_reg_scratched(env, BPF_REG_0);
16451                         } else if (opcode == BPF_JA) {
16452                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
16453                                     insn->imm != 0 ||
16454                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
16455                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
16456                                     class == BPF_JMP32) {
16457                                         verbose(env, "BPF_JA uses reserved fields\n");
16458                                         return -EINVAL;
16459                                 }
16460
16461                                 env->insn_idx += insn->off + 1;
16462                                 continue;
16463
16464                         } else if (opcode == BPF_EXIT) {
16465                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
16466                                     insn->imm != 0 ||
16467                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
16468                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
16469                                     class == BPF_JMP32) {
16470                                         verbose(env, "BPF_EXIT uses reserved fields\n");
16471                                         return -EINVAL;
16472                                 }
16473
16474                                 if (env->cur_state->active_lock.ptr &&
16475                                     !in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
16476                                         verbose(env, "bpf_spin_unlock is missing\n");
16477                                         return -EINVAL;
16478                                 }
16479
16480                                 if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
16481                                         verbose(env, "bpf_rcu_read_unlock is missing\n");
16482                                         return -EINVAL;
16483                                 }
16484
16485                                 /* We must do check_reference_leak here before
16486                                  * prepare_func_exit to handle the case when
16487                                  * state->curframe > 0, it may be a callback
16488                                  * function, for which reference_state must
16489                                  * match caller reference state when it exits.
16490                                  */
16491                                 err = check_reference_leak(env);
16492                                 if (err)
16493                                         return err;
16494
16495                                 if (state->curframe) {
16496                                         /* exit from nested function */
16497                                         err = prepare_func_exit(env, &env->insn_idx);
16498                                         if (err)
16499                                                 return err;
16500                                         do_print_state = true;
16501                                         continue;
16502                                 }
16503
16504                                 err = check_return_code(env);
16505                                 if (err)
16506                                         return err;
16507 process_bpf_exit:
16508                                 mark_verifier_state_scratched(env);
16509                                 update_branch_counts(env, env->cur_state);
16510                                 err = pop_stack(env, &prev_insn_idx,
16511                                                 &env->insn_idx, pop_log);
16512                                 if (err < 0) {
16513                                         if (err != -ENOENT)
16514                                                 return err;
16515                                         break;
16516                                 } else {
16517                                         do_print_state = true;
16518                                         continue;
16519                                 }
16520                         } else {
16521                                 err = check_cond_jmp_op(env, insn, &env->insn_idx);
16522                                 if (err)
16523                                         return err;
16524                         }
16525                 } else if (class == BPF_LD) {
16526                         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
16527
16528                         if (mode == BPF_ABS || mode == BPF_IND) {
16529                                 err = check_ld_abs(env, insn);
16530                                 if (err)
16531                                         return err;
16532
16533                         } else if (mode == BPF_IMM) {
16534                                 err = check_ld_imm(env, insn);
16535                                 if (err)
16536                                         return err;
16537
16538                                 env->insn_idx++;
16539                                 sanitize_mark_insn_seen(env);
16540                         } else {
16541                                 verbose(env, "invalid BPF_LD mode\n");
16542                                 return -EINVAL;
16543                         }
16544                 } else {
16545                         verbose(env, "unknown insn class %d\n", class);
16546                         return -EINVAL;
16547                 }
16548
16549                 env->insn_idx++;
16550         }
16551
16552         return 0;
16553 }
16554
16555 static int find_btf_percpu_datasec(struct btf *btf)
16556 {
16557         const struct btf_type *t;
16558         const char *tname;
16559         int i, n;
16560
16561         /*
16562          * Both vmlinux and module each have their own ".data..percpu"
16563          * DATASECs in BTF. So for module's case, we need to skip vmlinux BTF
16564          * types to look at only module's own BTF types.
16565          */
16566         n = btf_nr_types(btf);
16567         if (btf_is_module(btf))
16568                 i = btf_nr_types(btf_vmlinux);
16569         else
16570                 i = 1;
16571
16572         for(; i < n; i++) {
16573                 t = btf_type_by_id(btf, i);
16574                 if (BTF_INFO_KIND(t->info) != BTF_KIND_DATASEC)
16575                         continue;
16576
16577                 tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
16578                 if (!strcmp(tname, ".data..percpu"))
16579                         return i;
16580         }
16581
16582         return -ENOENT;
16583 }
16584
16585 /* replace pseudo btf_id with kernel symbol address */
16586 static int check_pseudo_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
16587                                struct bpf_insn *insn,
16588                                struct bpf_insn_aux_data *aux)
16589 {
16590         const struct btf_var_secinfo *vsi;
16591         const struct btf_type *datasec;
16592         struct btf_mod_pair *btf_mod;
16593         const struct btf_type *t;
16594         const char *sym_name;
16595         bool percpu = false;
16596         u32 type, id = insn->imm;
16597         struct btf *btf;
16598         s32 datasec_id;
16599         u64 addr;
16600         int i, btf_fd, err;
16601
16602         btf_fd = insn[1].imm;
16603         if (btf_fd) {
16604                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
16605                 if (IS_ERR(btf)) {
16606                         verbose(env, "invalid module BTF object FD specified.\n");
16607                         return -EINVAL;
16608                 }
16609         } else {
16610                 if (!btf_vmlinux) {
16611                         verbose(env, "kernel is missing BTF, make sure CONFIG_DEBUG_INFO_BTF=y is specified in Kconfig.\n");
16612                         return -EINVAL;
16613                 }
16614                 btf = btf_vmlinux;
16615                 btf_get(btf);
16616         }
16617
16618         t = btf_type_by_id(btf, id);
16619         if (!t) {
16620                 verbose(env, "ldimm64 insn specifies invalid btf_id %d.\n", id);
16621                 err = -ENOENT;
16622                 goto err_put;
16623         }
16624
16625         if (!btf_type_is_var(t) && !btf_type_is_func(t)) {
16626                 verbose(env, "pseudo btf_id %d in ldimm64 isn't KIND_VAR or KIND_FUNC\n", id);
16627                 err = -EINVAL;
16628                 goto err_put;
16629         }
16630
16631         sym_name = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
16632         addr = kallsyms_lookup_name(sym_name);
16633         if (!addr) {
16634                 verbose(env, "ldimm64 failed to find the address for kernel symbol '%s'.\n",
16635                         sym_name);
16636                 err = -ENOENT;
16637                 goto err_put;
16638         }
16639         insn[0].imm = (u32)addr;
16640         insn[1].imm = addr >> 32;
16641
16642         if (btf_type_is_func(t)) {
16643                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY;
16644                 aux->btf_var.mem_size = 0;
16645                 goto check_btf;
16646         }
16647
16648         datasec_id = find_btf_percpu_datasec(btf);
16649         if (datasec_id > 0) {
16650                 datasec = btf_type_by_id(btf, datasec_id);
16651                 for_each_vsi(i, datasec, vsi) {
16652                         if (vsi->type == id) {
16653                                 percpu = true;
16654                                 break;
16655                         }
16656                 }
16657         }
16658
16659         type = t->type;
16660         t = btf_type_skip_modifiers(btf, type, NULL);
16661         if (percpu) {
16662                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU;
16663                 aux->btf_var.btf = btf;
16664                 aux->btf_var.btf_id = type;
16665         } else if (!btf_type_is_struct(t)) {
16666                 const struct btf_type *ret;
16667                 const char *tname;
16668                 u32 tsize;
16669
16670                 /* resolve the type size of ksym. */
16671                 ret = btf_resolve_size(btf, t, &tsize);
16672                 if (IS_ERR(ret)) {
16673                         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
16674                         verbose(env, "ldimm64 unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
16675                                 tname, PTR_ERR(ret));
16676                         err = -EINVAL;
16677                         goto err_put;
16678                 }
16679                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY;
16680                 aux->btf_var.mem_size = tsize;
16681         } else {
16682                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID;
16683                 aux->btf_var.btf = btf;
16684                 aux->btf_var.btf_id = type;
16685         }
16686 check_btf:
16687         /* check whether we recorded this BTF (and maybe module) already */
16688         for (i = 0; i < env->used_btf_cnt; i++) {
16689                 if (env->used_btfs[i].btf == btf) {
16690                         btf_put(btf);
16691                         return 0;
16692                 }
16693         }
16694
16695         if (env->used_btf_cnt >= MAX_USED_BTFS) {
16696                 err = -E2BIG;
16697                 goto err_put;
16698         }
16699
16700         btf_mod = &env->used_btfs[env->used_btf_cnt];
16701         btf_mod->btf = btf;
16702         btf_mod->module = NULL;
16703
16704         /* if we reference variables from kernel module, bump its refcount */
16705         if (btf_is_module(btf)) {
16706                 btf_mod->module = btf_try_get_module(btf);
16707                 if (!btf_mod->module) {
16708                         err = -ENXIO;
16709                         goto err_put;
16710                 }
16711         }
16712
16713         env->used_btf_cnt++;
16714
16715         return 0;
16716 err_put:
16717         btf_put(btf);
16718         return err;
16719 }
16720
16721 static bool is_tracing_prog_type(enum bpf_prog_type type)
16722 {
16723         switch (type) {
16724         case BPF_PROG_TYPE_KPROBE:
16725         case BPF_PROG_TYPE_TRACEPOINT:
16726         case BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT:
16727         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
16728         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT_WRITABLE:
16729                 return true;
16730         default:
16731                 return false;
16732         }
16733 }
16734
16735 static int check_map_prog_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
16736                                         struct bpf_map *map,
16737                                         struct bpf_prog *prog)
16738
16739 {
16740         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
16741
16742         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_LIST_HEAD) ||
16743             btf_record_has_field(map->record, BPF_RB_ROOT)) {
16744                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
16745                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_{list_head,rb_root} yet\n");
16746                         return -EINVAL;
16747                 }
16748         }
16749
16750         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_SPIN_LOCK)) {
16751                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER) {
16752                         verbose(env, "socket filter progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
16753                         return -EINVAL;
16754                 }
16755
16756                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
16757                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
16758                         return -EINVAL;
16759                 }
16760
16761                 if (prog->aux->sleepable) {
16762                         verbose(env, "sleepable progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
16763                         return -EINVAL;
16764                 }
16765         }
16766
16767         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_TIMER)) {
16768                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
16769                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_timer yet\n");
16770                         return -EINVAL;
16771                 }
16772         }
16773
16774         if ((bpf_prog_is_offloaded(prog->aux) || bpf_map_is_offloaded(map)) &&
16775             !bpf_offload_prog_map_match(prog, map)) {
16776                 verbose(env, "offload device mismatch between prog and map\n");
16777                 return -EINVAL;
16778         }
16779
16780         if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_STRUCT_OPS) {
16781                 verbose(env, "bpf_struct_ops map cannot be used in prog\n");
16782                 return -EINVAL;
16783         }
16784
16785         if (prog->aux->sleepable)
16786                 switch (map->map_type) {
16787                 case BPF_MAP_TYPE_HASH:
16788                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_HASH:
16789                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY:
16790                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH:
16791                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY:
16792                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH:
16793                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
16794                 case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
16795                 case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
16796                 case BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF:
16797                 case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
16798                 case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
16799                 case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
16800                 case BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE:
16801                         break;
16802                 default:
16803                         verbose(env,
16804                                 "Sleepable programs can only use array, hash, ringbuf and local storage maps\n");
16805                         return -EINVAL;
16806                 }
16807
16808         return 0;
16809 }
16810
16811 static bool bpf_map_is_cgroup_storage(struct bpf_map *map)
16812 {
16813         return (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE ||
16814                 map->map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE);
16815 }
16816
16817 /* find and rewrite pseudo imm in ld_imm64 instructions:
16818  *
16819  * 1. if it accesses map FD, replace it with actual map pointer.
16820  * 2. if it accesses btf_id of a VAR, replace it with pointer to the var.
16821  *
16822  * NOTE: btf_vmlinux is required for converting pseudo btf_id.
16823  */
16824 static int resolve_pseudo_ldimm64(struct bpf_verifier_env *env)
16825 {
16826         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
16827         int insn_cnt = env->prog->len;
16828         int i, j, err;
16829
16830         err = bpf_prog_calc_tag(env->prog);
16831         if (err)
16832                 return err;
16833
16834         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
16835                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
16836                     (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0)) {
16837                         verbose(env, "BPF_LDX uses reserved fields\n");
16838                         return -EINVAL;
16839                 }
16840
16841                 if (insn[0].code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW)) {
16842                         struct bpf_insn_aux_data *aux;
16843                         struct bpf_map *map;
16844                         struct fd f;
16845                         u64 addr;
16846                         u32 fd;
16847
16848                         if (i == insn_cnt - 1 || insn[1].code != 0 ||
16849                             insn[1].dst_reg != 0 || insn[1].src_reg != 0 ||
16850                             insn[1].off != 0) {
16851                                 verbose(env, "invalid bpf_ld_imm64 insn\n");
16852                                 return -EINVAL;
16853                         }
16854
16855                         if (insn[0].src_reg == 0)
16856                                 /* valid generic load 64-bit imm */
16857                                 goto next_insn;
16858
16859                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
16860                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
16861                                 err = check_pseudo_btf_id(env, insn, aux);
16862                                 if (err)
16863                                         return err;
16864                                 goto next_insn;
16865                         }
16866
16867                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
16868                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
16869                                 aux->ptr_type = PTR_TO_FUNC;
16870                                 goto next_insn;
16871                         }
16872
16873                         /* In final convert_pseudo_ld_imm64() step, this is
16874                          * converted into regular 64-bit imm load insn.
16875                          */
16876                         switch (insn[0].src_reg) {
16877                         case BPF_PSEUDO_MAP_VALUE:
16878                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
16879                                 break;
16880                         case BPF_PSEUDO_MAP_FD:
16881                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
16882                                 if (insn[1].imm == 0)
16883                                         break;
16884                                 fallthrough;
16885                         default:
16886                                 verbose(env, "unrecognized bpf_ld_imm64 insn\n");
16887                                 return -EINVAL;
16888                         }
16889
16890                         switch (insn[0].src_reg) {
16891                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
16892                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
16893                                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
16894                                         verbose(env, "fd_idx without fd_array is invalid\n");
16895                                         return -EPROTO;
16896                                 }
16897                                 if (copy_from_bpfptr_offset(&fd, env->fd_array,
16898                                                             insn[0].imm * sizeof(fd),
16899                                                             sizeof(fd)))
16900                                         return -EFAULT;
16901                                 break;
16902                         default:
16903                                 fd = insn[0].imm;
16904                                 break;
16905                         }
16906
16907                         f = fdget(fd);
16908                         map = __bpf_map_get(f);
16909                         if (IS_ERR(map)) {
16910                                 verbose(env, "fd %d is not pointing to valid bpf_map\n",
16911                                         insn[0].imm);
16912                                 return PTR_ERR(map);
16913                         }
16914
16915                         err = check_map_prog_compatibility(env, map, env->prog);
16916                         if (err) {
16917                                 fdput(f);
16918                                 return err;
16919                         }
16920
16921                         aux = &env->insn_aux_data[i];
16922                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
16923                             insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
16924                                 addr = (unsigned long)map;
16925                         } else {
16926                                 u32 off = insn[1].imm;
16927
16928                                 if (off >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
16929                                         verbose(env, "direct value offset of %u is not allowed\n", off);
16930                                         fdput(f);
16931                                         return -EINVAL;
16932                                 }
16933
16934                                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
16935                                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
16936                                         fdput(f);
16937                                         return -EINVAL;
16938                                 }
16939
16940                                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
16941                                 if (err) {
16942                                         verbose(env, "invalid access to map value pointer, value_size=%u off=%u\n",
16943                                                 map->value_size, off);
16944                                         fdput(f);
16945                                         return err;
16946                                 }
16947
16948                                 aux->map_off = off;
16949                                 addr += off;
16950                         }
16951
16952                         insn[0].imm = (u32)addr;
16953                         insn[1].imm = addr >> 32;
16954
16955                         /* check whether we recorded this map already */
16956                         for (j = 0; j < env->used_map_cnt; j++) {
16957                                 if (env->used_maps[j] == map) {
16958                                         aux->map_index = j;
16959                                         fdput(f);
16960                                         goto next_insn;
16961                                 }
16962                         }
16963
16964                         if (env->used_map_cnt >= MAX_USED_MAPS) {
16965                                 fdput(f);
16966                                 return -E2BIG;
16967                         }
16968
16969                         /* hold the map. If the program is rejected by verifier,
16970                          * the map will be released by release_maps() or it
16971                          * will be used by the valid program until it's unloaded
16972                          * and all maps are released in free_used_maps()
16973                          */
16974                         bpf_map_inc(map);
16975
16976                         aux->map_index = env->used_map_cnt;
16977                         env->used_maps[env->used_map_cnt++] = map;
16978
16979                         if (bpf_map_is_cgroup_storage(map) &&
16980                             bpf_cgroup_storage_assign(env->prog->aux, map)) {
16981                                 verbose(env, "only one cgroup storage of each type is allowed\n");
16982                                 fdput(f);
16983                                 return -EBUSY;
16984                         }
16985
16986                         fdput(f);
16987 next_insn:
16988                         insn++;
16989                         i++;
16990                         continue;
16991                 }
16992
16993                 /* Basic sanity check before we invest more work here. */
16994                 if (!bpf_opcode_in_insntable(insn->code)) {
16995                         verbose(env, "unknown opcode %02x\n", insn->code);
16996                         return -EINVAL;
16997                 }
16998         }
16999
17000         /* now all pseudo BPF_LD_IMM64 instructions load valid
17001          * 'struct bpf_map *' into a register instead of user map_fd.
17002          * These pointers will be used later by verifier to validate map access.
17003          */
17004         return 0;
17005 }
17006
17007 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
17008 static void release_maps(struct bpf_verifier_env *env)
17009 {
17010         __bpf_free_used_maps(env->prog->aux, env->used_maps,
17011                              env->used_map_cnt);
17012 }
17013
17014 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
17015 static void release_btfs(struct bpf_verifier_env *env)
17016 {
17017         __bpf_free_used_btfs(env->prog->aux, env->used_btfs,
17018                              env->used_btf_cnt);
17019 }
17020
17021 /* convert pseudo BPF_LD_IMM64 into generic BPF_LD_IMM64 */
17022 static void convert_pseudo_ld_imm64(struct bpf_verifier_env *env)
17023 {
17024         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17025         int insn_cnt = env->prog->len;
17026         int i;
17027
17028         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
17029                 if (insn->code != (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW))
17030                         continue;
17031                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC)
17032                         continue;
17033                 insn->src_reg = 0;
17034         }
17035 }
17036
17037 /* single env->prog->insni[off] instruction was replaced with the range
17038  * insni[off, off + cnt).  Adjust corresponding insn_aux_data by copying
17039  * [0, off) and [off, end) to new locations, so the patched range stays zero
17040  */
17041 static void adjust_insn_aux_data(struct bpf_verifier_env *env,
17042                                  struct bpf_insn_aux_data *new_data,
17043                                  struct bpf_prog *new_prog, u32 off, u32 cnt)
17044 {
17045         struct bpf_insn_aux_data *old_data = env->insn_aux_data;
17046         struct bpf_insn *insn = new_prog->insnsi;
17047         u32 old_seen = old_data[off].seen;
17048         u32 prog_len;
17049         int i;
17050
17051         /* aux info at OFF always needs adjustment, no matter fast path
17052          * (cnt == 1) is taken or not. There is no guarantee INSN at OFF is the
17053          * original insn at old prog.
17054          */
17055         old_data[off].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + off + cnt - 1);
17056
17057         if (cnt == 1)
17058                 return;
17059         prog_len = new_prog->len;
17060
17061         memcpy(new_data, old_data, sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * off);
17062         memcpy(new_data + off + cnt - 1, old_data + off,
17063                sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * (prog_len - off - cnt + 1));
17064         for (i = off; i < off + cnt - 1; i++) {
17065                 /* Expand insni[off]'s seen count to the patched range. */
17066                 new_data[i].seen = old_seen;
17067                 new_data[i].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + i);
17068         }
17069         env->insn_aux_data = new_data;
17070         vfree(old_data);
17071 }
17072
17073 static void adjust_subprog_starts(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 len)
17074 {
17075         int i;
17076
17077         if (len == 1)
17078                 return;
17079         /* NOTE: fake 'exit' subprog should be updated as well. */
17080         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++) {
17081                 if (env->subprog_info[i].start <= off)
17082                         continue;
17083                 env->subprog_info[i].start += len - 1;
17084         }
17085 }
17086
17087 static void adjust_poke_descs(struct bpf_prog *prog, u32 off, u32 len)
17088 {
17089         struct bpf_jit_poke_descriptor *tab = prog->aux->poke_tab;
17090         int i, sz = prog->aux->size_poke_tab;
17091         struct bpf_jit_poke_descriptor *desc;
17092
17093         for (i = 0; i < sz; i++) {
17094                 desc = &tab[i];
17095                 if (desc->insn_idx <= off)
17096                         continue;
17097                 desc->insn_idx += len - 1;
17098         }
17099 }
17100
17101 static struct bpf_prog *bpf_patch_insn_data(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
17102                                             const struct bpf_insn *patch, u32 len)
17103 {
17104         struct bpf_prog *new_prog;
17105         struct bpf_insn_aux_data *new_data = NULL;
17106
17107         if (len > 1) {
17108                 new_data = vzalloc(array_size(env->prog->len + len - 1,
17109                                               sizeof(struct bpf_insn_aux_data)));
17110                 if (!new_data)
17111                         return NULL;
17112         }
17113
17114         new_prog = bpf_patch_insn_single(env->prog, off, patch, len);
17115         if (IS_ERR(new_prog)) {
17116                 if (PTR_ERR(new_prog) == -ERANGE)
17117                         verbose(env,
17118                                 "insn %d cannot be patched due to 16-bit range\n",
17119                                 env->insn_aux_data[off].orig_idx);
17120                 vfree(new_data);
17121                 return NULL;
17122         }
17123         adjust_insn_aux_data(env, new_data, new_prog, off, len);
17124         adjust_subprog_starts(env, off, len);
17125         adjust_poke_descs(new_prog, off, len);
17126         return new_prog;
17127 }
17128
17129 static int adjust_subprog_starts_after_remove(struct bpf_verifier_env *env,
17130                                               u32 off, u32 cnt)
17131 {
17132         int i, j;
17133
17134         /* find first prog starting at or after off (first to remove) */
17135         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
17136                 if (env->subprog_info[i].start >= off)
17137                         break;
17138         /* find first prog starting at or after off + cnt (first to stay) */
17139         for (j = i; j < env->subprog_cnt; j++)
17140                 if (env->subprog_info[j].start >= off + cnt)
17141                         break;
17142         /* if j doesn't start exactly at off + cnt, we are just removing
17143          * the front of previous prog
17144          */
17145         if (env->subprog_info[j].start != off + cnt)
17146                 j--;
17147
17148         if (j > i) {
17149                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
17150                 int move;
17151
17152                 /* move fake 'exit' subprog as well */
17153                 move = env->subprog_cnt + 1 - j;
17154
17155                 memmove(env->subprog_info + i,
17156                         env->subprog_info + j,
17157                         sizeof(*env->subprog_info) * move);
17158                 env->subprog_cnt -= j - i;
17159
17160                 /* remove func_info */
17161                 if (aux->func_info) {
17162                         move = aux->func_info_cnt - j;
17163
17164                         memmove(aux->func_info + i,
17165                                 aux->func_info + j,
17166                                 sizeof(*aux->func_info) * move);
17167                         aux->func_info_cnt -= j - i;
17168                         /* func_info->insn_off is set after all code rewrites,
17169                          * in adjust_btf_func() - no need to adjust
17170                          */
17171                 }
17172         } else {
17173                 /* convert i from "first prog to remove" to "first to adjust" */
17174                 if (env->subprog_info[i].start == off)
17175                         i++;
17176         }
17177
17178         /* update fake 'exit' subprog as well */
17179         for (; i <= env->subprog_cnt; i++)
17180                 env->subprog_info[i].start -= cnt;
17181
17182         return 0;
17183 }
17184
17185 static int bpf_adj_linfo_after_remove(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
17186                                       u32 cnt)
17187 {
17188         struct bpf_prog *prog = env->prog;
17189         u32 i, l_off, l_cnt, nr_linfo;
17190         struct bpf_line_info *linfo;
17191
17192         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
17193         if (!nr_linfo)
17194                 return 0;
17195
17196         linfo = prog->aux->linfo;
17197
17198         /* find first line info to remove, count lines to be removed */
17199         for (i = 0; i < nr_linfo; i++)
17200                 if (linfo[i].insn_off >= off)
17201                         break;
17202
17203         l_off = i;
17204         l_cnt = 0;
17205         for (; i < nr_linfo; i++)
17206                 if (linfo[i].insn_off < off + cnt)
17207                         l_cnt++;
17208                 else
17209                         break;
17210
17211         /* First live insn doesn't match first live linfo, it needs to "inherit"
17212          * last removed linfo.  prog is already modified, so prog->len == off
17213          * means no live instructions after (tail of the program was removed).
17214          */
17215         if (prog->len != off && l_cnt &&
17216             (i == nr_linfo || linfo[i].insn_off != off + cnt)) {
17217                 l_cnt--;
17218                 linfo[--i].insn_off = off + cnt;
17219         }
17220
17221         /* remove the line info which refer to the removed instructions */
17222         if (l_cnt) {
17223                 memmove(linfo + l_off, linfo + i,
17224                         sizeof(*linfo) * (nr_linfo - i));
17225
17226                 prog->aux->nr_linfo -= l_cnt;
17227                 nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
17228         }
17229
17230         /* pull all linfo[i].insn_off >= off + cnt in by cnt */
17231         for (i = l_off; i < nr_linfo; i++)
17232                 linfo[i].insn_off -= cnt;
17233
17234         /* fix up all subprogs (incl. 'exit') which start >= off */
17235         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++)
17236                 if (env->subprog_info[i].linfo_idx > l_off) {
17237                         /* program may have started in the removed region but
17238                          * may not be fully removed
17239                          */
17240                         if (env->subprog_info[i].linfo_idx >= l_off + l_cnt)
17241                                 env->subprog_info[i].linfo_idx -= l_cnt;
17242                         else
17243                                 env->subprog_info[i].linfo_idx = l_off;
17244                 }
17245
17246         return 0;
17247 }
17248
17249 static int verifier_remove_insns(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 cnt)
17250 {
17251         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
17252         unsigned int orig_prog_len = env->prog->len;
17253         int err;
17254
17255         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
17256                 bpf_prog_offload_remove_insns(env, off, cnt);
17257
17258         err = bpf_remove_insns(env->prog, off, cnt);
17259         if (err)
17260                 return err;
17261
17262         err = adjust_subprog_starts_after_remove(env, off, cnt);
17263         if (err)
17264                 return err;
17265
17266         err = bpf_adj_linfo_after_remove(env, off, cnt);
17267         if (err)
17268                 return err;
17269
17270         memmove(aux_data + off, aux_data + off + cnt,
17271                 sizeof(*aux_data) * (orig_prog_len - off - cnt));
17272
17273         return 0;
17274 }
17275
17276 /* The verifier does more data flow analysis than llvm and will not
17277  * explore branches that are dead at run time. Malicious programs can
17278  * have dead code too. Therefore replace all dead at-run-time code
17279  * with 'ja -1'.
17280  *
17281  * Just nops are not optimal, e.g. if they would sit at the end of the
17282  * program and through another bug we would manage to jump there, then
17283  * we'd execute beyond program memory otherwise. Returning exception
17284  * code also wouldn't work since we can have subprogs where the dead
17285  * code could be located.
17286  */
17287 static void sanitize_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
17288 {
17289         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
17290         struct bpf_insn trap = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, -1);
17291         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17292         const int insn_cnt = env->prog->len;
17293         int i;
17294
17295         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
17296                 if (aux_data[i].seen)
17297                         continue;
17298                 memcpy(insn + i, &trap, sizeof(trap));
17299                 aux_data[i].zext_dst = false;
17300         }
17301 }
17302
17303 static bool insn_is_cond_jump(u8 code)
17304 {
17305         u8 op;
17306
17307         if (BPF_CLASS(code) == BPF_JMP32)
17308                 return true;
17309
17310         if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP)
17311                 return false;
17312
17313         op = BPF_OP(code);
17314         return op != BPF_JA && op != BPF_EXIT && op != BPF_CALL;
17315 }
17316
17317 static void opt_hard_wire_dead_code_branches(struct bpf_verifier_env *env)
17318 {
17319         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
17320         struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
17321         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17322         const int insn_cnt = env->prog->len;
17323         int i;
17324
17325         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
17326                 if (!insn_is_cond_jump(insn->code))
17327                         continue;
17328
17329                 if (!aux_data[i + 1].seen)
17330                         ja.off = insn->off;
17331                 else if (!aux_data[i + 1 + insn->off].seen)
17332                         ja.off = 0;
17333                 else
17334                         continue;
17335
17336                 if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
17337                         bpf_prog_offload_replace_insn(env, i, &ja);
17338
17339                 memcpy(insn, &ja, sizeof(ja));
17340         }
17341 }
17342
17343 static int opt_remove_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
17344 {
17345         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
17346         int insn_cnt = env->prog->len;
17347         int i, err;
17348
17349         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
17350                 int j;
17351
17352                 j = 0;
17353                 while (i + j < insn_cnt && !aux_data[i + j].seen)
17354                         j++;
17355                 if (!j)
17356                         continue;
17357
17358                 err = verifier_remove_insns(env, i, j);
17359                 if (err)
17360                         return err;
17361                 insn_cnt = env->prog->len;
17362         }
17363
17364         return 0;
17365 }
17366
17367 static int opt_remove_nops(struct bpf_verifier_env *env)
17368 {
17369         const struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
17370         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17371         int insn_cnt = env->prog->len;
17372         int i, err;
17373
17374         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
17375                 if (memcmp(&insn[i], &ja, sizeof(ja)))
17376                         continue;
17377
17378                 err = verifier_remove_insns(env, i, 1);
17379                 if (err)
17380                         return err;
17381                 insn_cnt--;
17382                 i--;
17383         }
17384
17385         return 0;
17386 }
17387
17388 static int opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(struct bpf_verifier_env *env,
17389                                          const union bpf_attr *attr)
17390 {
17391         struct bpf_insn *patch, zext_patch[2], rnd_hi32_patch[4];
17392         struct bpf_insn_aux_data *aux = env->insn_aux_data;
17393         int i, patch_len, delta = 0, len = env->prog->len;
17394         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
17395         struct bpf_prog *new_prog;
17396         bool rnd_hi32;
17397
17398         rnd_hi32 = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_RND_HI32;
17399         zext_patch[1] = BPF_ZEXT_REG(0);
17400         rnd_hi32_patch[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, 0);
17401         rnd_hi32_patch[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_AX, 32);
17402         rnd_hi32_patch[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, 0, BPF_REG_AX);
17403         for (i = 0; i < len; i++) {
17404                 int adj_idx = i + delta;
17405                 struct bpf_insn insn;
17406                 int load_reg;
17407
17408                 insn = insns[adj_idx];
17409                 load_reg = insn_def_regno(&insn);
17410                 if (!aux[adj_idx].zext_dst) {
17411                         u8 code, class;
17412                         u32 imm_rnd;
17413
17414                         if (!rnd_hi32)
17415                                 continue;
17416
17417                         code = insn.code;
17418                         class = BPF_CLASS(code);
17419                         if (load_reg == -1)
17420                                 continue;
17421
17422                         /* NOTE: arg "reg" (the fourth one) is only used for
17423                          *       BPF_STX + SRC_OP, so it is safe to pass NULL
17424                          *       here.
17425                          */
17426                         if (is_reg64(env, &insn, load_reg, NULL, DST_OP)) {
17427                                 if (class == BPF_LD &&
17428                                     BPF_MODE(code) == BPF_IMM)
17429                                         i++;
17430                                 continue;
17431                         }
17432
17433                         /* ctx load could be transformed into wider load. */
17434                         if (class == BPF_LDX &&
17435                             aux[adj_idx].ptr_type == PTR_TO_CTX)
17436                                 continue;
17437
17438                         imm_rnd = get_random_u32();
17439                         rnd_hi32_patch[0] = insn;
17440                         rnd_hi32_patch[1].imm = imm_rnd;
17441                         rnd_hi32_patch[3].dst_reg = load_reg;
17442                         patch = rnd_hi32_patch;
17443                         patch_len = 4;
17444                         goto apply_patch_buffer;
17445                 }
17446
17447                 /* Add in an zero-extend instruction if a) the JIT has requested
17448                  * it or b) it's a CMPXCHG.
17449                  *
17450                  * The latter is because: BPF_CMPXCHG always loads a value into
17451                  * R0, therefore always zero-extends. However some archs'
17452                  * equivalent instruction only does this load when the
17453                  * comparison is successful. This detail of CMPXCHG is
17454                  * orthogonal to the general zero-extension behaviour of the
17455                  * CPU, so it's treated independently of bpf_jit_needs_zext.
17456                  */
17457                 if (!bpf_jit_needs_zext() && !is_cmpxchg_insn(&insn))
17458                         continue;
17459
17460                 /* Zero-extension is done by the caller. */
17461                 if (bpf_pseudo_kfunc_call(&insn))
17462                         continue;
17463
17464                 if (WARN_ON(load_reg == -1)) {
17465                         verbose(env, "verifier bug. zext_dst is set, but no reg is defined\n");
17466                         return -EFAULT;
17467                 }
17468
17469                 zext_patch[0] = insn;
17470                 zext_patch[1].dst_reg = load_reg;
17471                 zext_patch[1].src_reg = load_reg;
17472                 patch = zext_patch;
17473                 patch_len = 2;
17474 apply_patch_buffer:
17475                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, adj_idx, patch, patch_len);
17476                 if (!new_prog)
17477                         return -ENOMEM;
17478                 env->prog = new_prog;
17479                 insns = new_prog->insnsi;
17480                 aux = env->insn_aux_data;
17481                 delta += patch_len - 1;
17482         }
17483
17484         return 0;
17485 }
17486
17487 /* convert load instructions that access fields of a context type into a
17488  * sequence of instructions that access fields of the underlying structure:
17489  *     struct __sk_buff    -> struct sk_buff
17490  *     struct bpf_sock_ops -> struct sock
17491  */
17492 static int convert_ctx_accesses(struct bpf_verifier_env *env)
17493 {
17494         const struct bpf_verifier_ops *ops = env->ops;
17495         int i, cnt, size, ctx_field_size, delta = 0;
17496         const int insn_cnt = env->prog->len;
17497         struct bpf_insn insn_buf[16], *insn;
17498         u32 target_size, size_default, off;
17499         struct bpf_prog *new_prog;
17500         enum bpf_access_type type;
17501         bool is_narrower_load;
17502
17503         if (ops->gen_prologue || env->seen_direct_write) {
17504                 if (!ops->gen_prologue) {
17505                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
17506                         return -EINVAL;
17507                 }
17508                 cnt = ops->gen_prologue(insn_buf, env->seen_direct_write,
17509                                         env->prog);
17510                 if (cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
17511                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
17512                         return -EINVAL;
17513                 } else if (cnt) {
17514                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, 0, insn_buf, cnt);
17515                         if (!new_prog)
17516                                 return -ENOMEM;
17517
17518                         env->prog = new_prog;
17519                         delta += cnt - 1;
17520                 }
17521         }
17522
17523         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
17524                 return 0;
17525
17526         insn = env->prog->insnsi + delta;
17527
17528         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
17529                 bpf_convert_ctx_access_t convert_ctx_access;
17530
17531                 if (insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B) ||
17532                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H) ||
17533                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W) ||
17534                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW)) {
17535                         type = BPF_READ;
17536                 } else if (insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B) ||
17537                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H) ||
17538                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W) ||
17539                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW) ||
17540                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_B) ||
17541                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_H) ||
17542                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_W) ||
17543                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_DW)) {
17544                         type = BPF_WRITE;
17545                 } else {
17546                         continue;
17547                 }
17548
17549                 if (type == BPF_WRITE &&
17550                     env->insn_aux_data[i + delta].sanitize_stack_spill) {
17551                         struct bpf_insn patch[] = {
17552                                 *insn,
17553                                 BPF_ST_NOSPEC(),
17554                         };
17555
17556                         cnt = ARRAY_SIZE(patch);
17557                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patch, cnt);
17558                         if (!new_prog)
17559                                 return -ENOMEM;
17560
17561                         delta    += cnt - 1;
17562                         env->prog = new_prog;
17563                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
17564                         continue;
17565                 }
17566
17567                 switch ((int)env->insn_aux_data[i + delta].ptr_type) {
17568                 case PTR_TO_CTX:
17569                         if (!ops->convert_ctx_access)
17570                                 continue;
17571                         convert_ctx_access = ops->convert_ctx_access;
17572                         break;
17573                 case PTR_TO_SOCKET:
17574                 case PTR_TO_SOCK_COMMON:
17575                         convert_ctx_access = bpf_sock_convert_ctx_access;
17576                         break;
17577                 case PTR_TO_TCP_SOCK:
17578                         convert_ctx_access = bpf_tcp_sock_convert_ctx_access;
17579                         break;
17580                 case PTR_TO_XDP_SOCK:
17581                         convert_ctx_access = bpf_xdp_sock_convert_ctx_access;
17582                         break;
17583                 case PTR_TO_BTF_ID:
17584                 case PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED:
17585                 /* PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC always has a valid lifetime, unlike
17586                  * PTR_TO_BTF_ID, and an active ref_obj_id, but the same cannot
17587                  * be said once it is marked PTR_UNTRUSTED, hence we must handle
17588                  * any faults for loads into such types. BPF_WRITE is disallowed
17589                  * for this case.
17590                  */
17591                 case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | PTR_UNTRUSTED:
17592                         if (type == BPF_READ) {
17593                                 insn->code = BPF_LDX | BPF_PROBE_MEM |
17594                                         BPF_SIZE((insn)->code);
17595                                 env->prog->aux->num_exentries++;
17596                         }
17597                         continue;
17598                 default:
17599                         continue;
17600                 }
17601
17602                 ctx_field_size = env->insn_aux_data[i + delta].ctx_field_size;
17603                 size = BPF_LDST_BYTES(insn);
17604
17605                 /* If the read access is a narrower load of the field,
17606                  * convert to a 4/8-byte load, to minimum program type specific
17607                  * convert_ctx_access changes. If conversion is successful,
17608                  * we will apply proper mask to the result.
17609                  */
17610                 is_narrower_load = size < ctx_field_size;
17611                 size_default = bpf_ctx_off_adjust_machine(ctx_field_size);
17612                 off = insn->off;
17613                 if (is_narrower_load) {
17614                         u8 size_code;
17615
17616                         if (type == BPF_WRITE) {
17617                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx access misconfigured\n");
17618                                 return -EINVAL;
17619                         }
17620
17621                         size_code = BPF_H;
17622                         if (ctx_field_size == 4)
17623                                 size_code = BPF_W;
17624                         else if (ctx_field_size == 8)
17625                                 size_code = BPF_DW;
17626
17627                         insn->off = off & ~(size_default - 1);
17628                         insn->code = BPF_LDX | BPF_MEM | size_code;
17629                 }
17630
17631                 target_size = 0;
17632                 cnt = convert_ctx_access(type, insn, insn_buf, env->prog,
17633                                          &target_size);
17634                 if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf) ||
17635                     (ctx_field_size && !target_size)) {
17636                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
17637                         return -EINVAL;
17638                 }
17639
17640                 if (is_narrower_load && size < target_size) {
17641                         u8 shift = bpf_ctx_narrow_access_offset(
17642                                 off, size, size_default) * 8;
17643                         if (shift && cnt + 1 >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
17644                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx load misconfigured\n");
17645                                 return -EINVAL;
17646                         }
17647                         if (ctx_field_size <= 4) {
17648                                 if (shift)
17649                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_RSH,
17650                                                                         insn->dst_reg,
17651                                                                         shift);
17652                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
17653                                                                 (1 << size * 8) - 1);
17654                         } else {
17655                                 if (shift)
17656                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_RSH,
17657                                                                         insn->dst_reg,
17658                                                                         shift);
17659                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
17660                                                                 (1ULL << size * 8) - 1);
17661                         }
17662                 }
17663
17664                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
17665                 if (!new_prog)
17666                         return -ENOMEM;
17667
17668                 delta += cnt - 1;
17669
17670                 /* keep walking new program and skip insns we just inserted */
17671                 env->prog = new_prog;
17672                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
17673         }
17674
17675         return 0;
17676 }
17677
17678 static int jit_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
17679 {
17680         struct bpf_prog *prog = env->prog, **func, *tmp;
17681         int i, j, subprog_start, subprog_end = 0, len, subprog;
17682         struct bpf_map *map_ptr;
17683         struct bpf_insn *insn;
17684         void *old_bpf_func;
17685         int err, num_exentries;
17686
17687         if (env->subprog_cnt <= 1)
17688                 return 0;
17689
17690         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
17691                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn))
17692                         continue;
17693
17694                 /* Upon error here we cannot fall back to interpreter but
17695                  * need a hard reject of the program. Thus -EFAULT is
17696                  * propagated in any case.
17697                  */
17698                 subprog = find_subprog(env, i + insn->imm + 1);
17699                 if (subprog < 0) {
17700                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
17701                                   i + insn->imm + 1);
17702                         return -EFAULT;
17703                 }
17704                 /* temporarily remember subprog id inside insn instead of
17705                  * aux_data, since next loop will split up all insns into funcs
17706                  */
17707                 insn->off = subprog;
17708                 /* remember original imm in case JIT fails and fallback
17709                  * to interpreter will be needed
17710                  */
17711                 env->insn_aux_data[i].call_imm = insn->imm;
17712                 /* point imm to __bpf_call_base+1 from JITs point of view */
17713                 insn->imm = 1;
17714                 if (bpf_pseudo_func(insn))
17715                         /* jit (e.g. x86_64) may emit fewer instructions
17716                          * if it learns a u32 imm is the same as a u64 imm.
17717                          * Force a non zero here.
17718                          */
17719                         insn[1].imm = 1;
17720         }
17721
17722         err = bpf_prog_alloc_jited_linfo(prog);
17723         if (err)
17724                 goto out_undo_insn;
17725
17726         err = -ENOMEM;
17727         func = kcalloc(env->subprog_cnt, sizeof(prog), GFP_KERNEL);
17728         if (!func)
17729                 goto out_undo_insn;
17730
17731         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
17732                 subprog_start = subprog_end;
17733                 subprog_end = env->subprog_info[i + 1].start;
17734
17735                 len = subprog_end - subprog_start;
17736                 /* bpf_prog_run() doesn't call subprogs directly,
17737                  * hence main prog stats include the runtime of subprogs.
17738                  * subprogs don't have IDs and not reachable via prog_get_next_id
17739                  * func[i]->stats will never be accessed and stays NULL
17740                  */
17741                 func[i] = bpf_prog_alloc_no_stats(bpf_prog_size(len), GFP_USER);
17742                 if (!func[i])
17743                         goto out_free;
17744                 memcpy(func[i]->insnsi, &prog->insnsi[subprog_start],
17745                        len * sizeof(struct bpf_insn));
17746                 func[i]->type = prog->type;
17747                 func[i]->len = len;
17748                 if (bpf_prog_calc_tag(func[i]))
17749                         goto out_free;
17750                 func[i]->is_func = 1;
17751                 func[i]->aux->func_idx = i;
17752                 /* Below members will be freed only at prog->aux */
17753                 func[i]->aux->btf = prog->aux->btf;
17754                 func[i]->aux->func_info = prog->aux->func_info;
17755                 func[i]->aux->func_info_cnt = prog->aux->func_info_cnt;
17756                 func[i]->aux->poke_tab = prog->aux->poke_tab;
17757                 func[i]->aux->size_poke_tab = prog->aux->size_poke_tab;
17758
17759                 for (j = 0; j < prog->aux->size_poke_tab; j++) {
17760                         struct bpf_jit_poke_descriptor *poke;
17761
17762                         poke = &prog->aux->poke_tab[j];
17763                         if (poke->insn_idx < subprog_end &&
17764                             poke->insn_idx >= subprog_start)
17765                                 poke->aux = func[i]->aux;
17766                 }
17767
17768                 func[i]->aux->name[0] = 'F';
17769                 func[i]->aux->stack_depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
17770                 func[i]->jit_requested = 1;
17771                 func[i]->blinding_requested = prog->blinding_requested;
17772                 func[i]->aux->kfunc_tab = prog->aux->kfunc_tab;
17773                 func[i]->aux->kfunc_btf_tab = prog->aux->kfunc_btf_tab;
17774                 func[i]->aux->linfo = prog->aux->linfo;
17775                 func[i]->aux->nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
17776                 func[i]->aux->jited_linfo = prog->aux->jited_linfo;
17777                 func[i]->aux->linfo_idx = env->subprog_info[i].linfo_idx;
17778                 num_exentries = 0;
17779                 insn = func[i]->insnsi;
17780                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
17781                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
17782                             BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEM)
17783                                 num_exentries++;
17784                 }
17785                 func[i]->aux->num_exentries = num_exentries;
17786                 func[i]->aux->tail_call_reachable = env->subprog_info[i].tail_call_reachable;
17787                 func[i] = bpf_int_jit_compile(func[i]);
17788                 if (!func[i]->jited) {
17789                         err = -ENOTSUPP;
17790                         goto out_free;
17791                 }
17792                 cond_resched();
17793         }
17794
17795         /* at this point all bpf functions were successfully JITed
17796          * now populate all bpf_calls with correct addresses and
17797          * run last pass of JIT
17798          */
17799         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
17800                 insn = func[i]->insnsi;
17801                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
17802                         if (bpf_pseudo_func(insn)) {
17803                                 subprog = insn->off;
17804                                 insn[0].imm = (u32)(long)func[subprog]->bpf_func;
17805                                 insn[1].imm = ((u64)(long)func[subprog]->bpf_func) >> 32;
17806                                 continue;
17807                         }
17808                         if (!bpf_pseudo_call(insn))
17809                                 continue;
17810                         subprog = insn->off;
17811                         insn->imm = BPF_CALL_IMM(func[subprog]->bpf_func);
17812                 }
17813
17814                 /* we use the aux data to keep a list of the start addresses
17815                  * of the JITed images for each function in the program
17816                  *
17817                  * for some architectures, such as powerpc64, the imm field
17818                  * might not be large enough to hold the offset of the start
17819                  * address of the callee's JITed image from __bpf_call_base
17820                  *
17821                  * in such cases, we can lookup the start address of a callee
17822                  * by using its subprog id, available from the off field of
17823                  * the call instruction, as an index for this list
17824                  */
17825                 func[i]->aux->func = func;
17826                 func[i]->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
17827         }
17828         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
17829                 old_bpf_func = func[i]->bpf_func;
17830                 tmp = bpf_int_jit_compile(func[i]);
17831                 if (tmp != func[i] || func[i]->bpf_func != old_bpf_func) {
17832                         verbose(env, "JIT doesn't support bpf-to-bpf calls\n");
17833                         err = -ENOTSUPP;
17834                         goto out_free;
17835                 }
17836                 cond_resched();
17837         }
17838
17839         /* finally lock prog and jit images for all functions and
17840          * populate kallsysm. Begin at the first subprogram, since
17841          * bpf_prog_load will add the kallsyms for the main program.
17842          */
17843         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
17844                 bpf_prog_lock_ro(func[i]);
17845                 bpf_prog_kallsyms_add(func[i]);
17846         }
17847
17848         /* Last step: make now unused interpreter insns from main
17849          * prog consistent for later dump requests, so they can
17850          * later look the same as if they were interpreted only.
17851          */
17852         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
17853                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
17854                         insn[0].imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
17855                         insn[1].imm = insn->off;
17856                         insn->off = 0;
17857                         continue;
17858                 }
17859                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
17860                         continue;
17861                 insn->off = env->insn_aux_data[i].call_imm;
17862                 subprog = find_subprog(env, i + insn->off + 1);
17863                 insn->imm = subprog;
17864         }
17865
17866         prog->jited = 1;
17867         prog->bpf_func = func[0]->bpf_func;
17868         prog->jited_len = func[0]->jited_len;
17869         prog->aux->extable = func[0]->aux->extable;
17870         prog->aux->num_exentries = func[0]->aux->num_exentries;
17871         prog->aux->func = func;
17872         prog->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
17873         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
17874         return 0;
17875 out_free:
17876         /* We failed JIT'ing, so at this point we need to unregister poke
17877          * descriptors from subprogs, so that kernel is not attempting to
17878          * patch it anymore as we're freeing the subprog JIT memory.
17879          */
17880         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
17881                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
17882                 map_ptr->ops->map_poke_untrack(map_ptr, prog->aux);
17883         }
17884         /* At this point we're guaranteed that poke descriptors are not
17885          * live anymore. We can just unlink its descriptor table as it's
17886          * released with the main prog.
17887          */
17888         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
17889                 if (!func[i])
17890                         continue;
17891                 func[i]->aux->poke_tab = NULL;
17892                 bpf_jit_free(func[i]);
17893         }
17894         kfree(func);
17895 out_undo_insn:
17896         /* cleanup main prog to be interpreted */
17897         prog->jit_requested = 0;
17898         prog->blinding_requested = 0;
17899         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
17900                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
17901                         continue;
17902                 insn->off = 0;
17903                 insn->imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
17904         }
17905         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
17906         return err;
17907 }
17908
17909 static int fixup_call_args(struct bpf_verifier_env *env)
17910 {
17911 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
17912         struct bpf_prog *prog = env->prog;
17913         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
17914         bool has_kfunc_call = bpf_prog_has_kfunc_call(prog);
17915         int i, depth;
17916 #endif
17917         int err = 0;
17918
17919         if (env->prog->jit_requested &&
17920             !bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
17921                 err = jit_subprogs(env);
17922                 if (err == 0)
17923                         return 0;
17924                 if (err == -EFAULT)
17925                         return err;
17926         }
17927 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
17928         if (has_kfunc_call) {
17929                 verbose(env, "calling kernel functions are not allowed in non-JITed programs\n");
17930                 return -EINVAL;
17931         }
17932         if (env->subprog_cnt > 1 && env->prog->aux->tail_call_reachable) {
17933                 /* When JIT fails the progs with bpf2bpf calls and tail_calls
17934                  * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
17935                  */
17936                 verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
17937                 return -EINVAL;
17938         }
17939         for (i = 0; i < prog->len; i++, insn++) {
17940                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
17941                         /* When JIT fails the progs with callback calls
17942                          * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
17943                          */
17944                         verbose(env, "callbacks are not allowed in non-JITed programs\n");
17945                         return -EINVAL;
17946                 }
17947
17948                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
17949                         continue;
17950                 depth = get_callee_stack_depth(env, insn, i);
17951                 if (depth < 0)
17952                         return depth;
17953                 bpf_patch_call_args(insn, depth);
17954         }
17955         err = 0;
17956 #endif
17957         return err;
17958 }
17959
17960 /* replace a generic kfunc with a specialized version if necessary */
17961 static void specialize_kfunc(struct bpf_verifier_env *env,
17962                              u32 func_id, u16 offset, unsigned long *addr)
17963 {
17964         struct bpf_prog *prog = env->prog;
17965         bool seen_direct_write;
17966         void *xdp_kfunc;
17967         bool is_rdonly;
17968
17969         if (bpf_dev_bound_kfunc_id(func_id)) {
17970                 xdp_kfunc = bpf_dev_bound_resolve_kfunc(prog, func_id);
17971                 if (xdp_kfunc) {
17972                         *addr = (unsigned long)xdp_kfunc;
17973                         return;
17974                 }
17975                 /* fallback to default kfunc when not supported by netdev */
17976         }
17977
17978         if (offset)
17979                 return;
17980
17981         if (func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_skb]) {
17982                 seen_direct_write = env->seen_direct_write;
17983                 is_rdonly = !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, BPF_WRITE);
17984
17985                 if (is_rdonly)
17986                         *addr = (unsigned long)bpf_dynptr_from_skb_rdonly;
17987
17988                 /* restore env->seen_direct_write to its original value, since
17989                  * may_access_direct_pkt_data mutates it
17990                  */
17991                 env->seen_direct_write = seen_direct_write;
17992         }
17993 }
17994
17995 static void __fixup_collection_insert_kfunc(struct bpf_insn_aux_data *insn_aux,
17996                                             u16 struct_meta_reg,
17997                                             u16 node_offset_reg,
17998                                             struct bpf_insn *insn,
17999                                             struct bpf_insn *insn_buf,
18000                                             int *cnt)
18001 {
18002         struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = insn_aux->kptr_struct_meta;
18003         struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(struct_meta_reg, (long)kptr_struct_meta) };
18004
18005         insn_buf[0] = addr[0];
18006         insn_buf[1] = addr[1];
18007         insn_buf[2] = BPF_MOV64_IMM(node_offset_reg, insn_aux->insert_off);
18008         insn_buf[3] = *insn;
18009         *cnt = 4;
18010 }
18011
18012 static int fixup_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
18013                             struct bpf_insn *insn_buf, int insn_idx, int *cnt)
18014 {
18015         const struct bpf_kfunc_desc *desc;
18016
18017         if (!insn->imm) {
18018                 verbose(env, "invalid kernel function call not eliminated in verifier pass\n");
18019                 return -EINVAL;
18020         }
18021
18022         *cnt = 0;
18023
18024         /* insn->imm has the btf func_id. Replace it with an offset relative to
18025          * __bpf_call_base, unless the JIT needs to call functions that are
18026          * further than 32 bits away (bpf_jit_supports_far_kfunc_call()).
18027          */
18028         desc = find_kfunc_desc(env->prog, insn->imm, insn->off);
18029         if (!desc) {
18030                 verbose(env, "verifier internal error: kernel function descriptor not found for func_id %u\n",
18031                         insn->imm);
18032                 return -EFAULT;
18033         }
18034
18035         if (!bpf_jit_supports_far_kfunc_call())
18036                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(desc->addr);
18037         if (insn->off)
18038                 return 0;
18039         if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl]) {
18040                 struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta;
18041                 struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(BPF_REG_2, (long)kptr_struct_meta) };
18042                 u64 obj_new_size = env->insn_aux_data[insn_idx].obj_new_size;
18043
18044                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_1, obj_new_size);
18045                 insn_buf[1] = addr[0];
18046                 insn_buf[2] = addr[1];
18047                 insn_buf[3] = *insn;
18048                 *cnt = 4;
18049         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl] ||
18050                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl]) {
18051                 struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta;
18052                 struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(BPF_REG_2, (long)kptr_struct_meta) };
18053
18054                 insn_buf[0] = addr[0];
18055                 insn_buf[1] = addr[1];
18056                 insn_buf[2] = *insn;
18057                 *cnt = 3;
18058         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl] ||
18059                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
18060                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
18061                 int struct_meta_reg = BPF_REG_3;
18062                 int node_offset_reg = BPF_REG_4;
18063
18064                 /* rbtree_add has extra 'less' arg, so args-to-fixup are in diff regs */
18065                 if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
18066                         struct_meta_reg = BPF_REG_4;
18067                         node_offset_reg = BPF_REG_5;
18068                 }
18069
18070                 __fixup_collection_insert_kfunc(&env->insn_aux_data[insn_idx], struct_meta_reg,
18071                                                 node_offset_reg, insn, insn_buf, cnt);
18072         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx] ||
18073                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rdonly_cast]) {
18074                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, BPF_REG_1);
18075                 *cnt = 1;
18076         }
18077         return 0;
18078 }
18079
18080 /* Do various post-verification rewrites in a single program pass.
18081  * These rewrites simplify JIT and interpreter implementations.
18082  */
18083 static int do_misc_fixups(struct bpf_verifier_env *env)
18084 {
18085         struct bpf_prog *prog = env->prog;
18086         enum bpf_attach_type eatype = prog->expected_attach_type;
18087         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
18088         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
18089         const struct bpf_func_proto *fn;
18090         const int insn_cnt = prog->len;
18091         const struct bpf_map_ops *ops;
18092         struct bpf_insn_aux_data *aux;
18093         struct bpf_insn insn_buf[16];
18094         struct bpf_prog *new_prog;
18095         struct bpf_map *map_ptr;
18096         int i, ret, cnt, delta = 0;
18097
18098         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
18099                 /* Make divide-by-zero exceptions impossible. */
18100                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X) ||
18101                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
18102                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X) ||
18103                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
18104                         bool is64 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64;
18105                         bool isdiv = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV;
18106                         struct bpf_insn *patchlet;
18107                         struct bpf_insn chk_and_div[] = {
18108                                 /* [R,W]x div 0 -> 0 */
18109                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
18110                                              BPF_JNE | BPF_K, insn->src_reg,
18111                                              0, 2, 0),
18112                                 BPF_ALU32_REG(BPF_XOR, insn->dst_reg, insn->dst_reg),
18113                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
18114                                 *insn,
18115                         };
18116                         struct bpf_insn chk_and_mod[] = {
18117                                 /* [R,W]x mod 0 -> [R,W]x */
18118                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
18119                                              BPF_JEQ | BPF_K, insn->src_reg,
18120                                              0, 1 + (is64 ? 0 : 1), 0),
18121                                 *insn,
18122                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
18123                                 BPF_MOV32_REG(insn->dst_reg, insn->dst_reg),
18124                         };
18125
18126                         patchlet = isdiv ? chk_and_div : chk_and_mod;
18127                         cnt = isdiv ? ARRAY_SIZE(chk_and_div) :
18128                                       ARRAY_SIZE(chk_and_mod) - (is64 ? 2 : 0);
18129
18130                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patchlet, cnt);
18131                         if (!new_prog)
18132                                 return -ENOMEM;
18133
18134                         delta    += cnt - 1;
18135                         env->prog = prog = new_prog;
18136                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18137                         continue;
18138                 }
18139
18140                 /* Implement LD_ABS and LD_IND with a rewrite, if supported by the program type. */
18141                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LD &&
18142                     (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS ||
18143                      BPF_MODE(insn->code) == BPF_IND)) {
18144                         cnt = env->ops->gen_ld_abs(insn, insn_buf);
18145                         if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
18146                                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
18147                                 return -EINVAL;
18148                         }
18149
18150                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18151                         if (!new_prog)
18152                                 return -ENOMEM;
18153
18154                         delta    += cnt - 1;
18155                         env->prog = prog = new_prog;
18156                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18157                         continue;
18158                 }
18159
18160                 /* Rewrite pointer arithmetic to mitigate speculation attacks. */
18161                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X) ||
18162                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X)) {
18163                         const u8 code_add = BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X;
18164                         const u8 code_sub = BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X;
18165                         struct bpf_insn *patch = &insn_buf[0];
18166                         bool issrc, isneg, isimm;
18167                         u32 off_reg;
18168
18169                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
18170                         if (!aux->alu_state ||
18171                             aux->alu_state == BPF_ALU_NON_POINTER)
18172                                 continue;
18173
18174                         isneg = aux->alu_state & BPF_ALU_NEG_VALUE;
18175                         issrc = (aux->alu_state & BPF_ALU_SANITIZE) ==
18176                                 BPF_ALU_SANITIZE_SRC;
18177                         isimm = aux->alu_state & BPF_ALU_IMMEDIATE;
18178
18179                         off_reg = issrc ? insn->src_reg : insn->dst_reg;
18180                         if (isimm) {
18181                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
18182                         } else {
18183                                 if (isneg)
18184                                         *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
18185                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
18186                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_SUB, BPF_REG_AX, off_reg);
18187                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, BPF_REG_AX, off_reg);
18188                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_NEG, BPF_REG_AX, 0);
18189                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ARSH, BPF_REG_AX, 63);
18190                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_AND, BPF_REG_AX, off_reg);
18191                         }
18192                         if (!issrc)
18193                                 *patch++ = BPF_MOV64_REG(insn->dst_reg, insn->src_reg);
18194                         insn->src_reg = BPF_REG_AX;
18195                         if (isneg)
18196                                 insn->code = insn->code == code_add ?
18197                                              code_sub : code_add;
18198                         *patch++ = *insn;
18199                         if (issrc && isneg && !isimm)
18200                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
18201                         cnt = patch - insn_buf;
18202
18203                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18204                         if (!new_prog)
18205                                 return -ENOMEM;
18206
18207                         delta    += cnt - 1;
18208                         env->prog = prog = new_prog;
18209                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18210                         continue;
18211                 }
18212
18213                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
18214                         continue;
18215                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
18216                         continue;
18217                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) {
18218                         ret = fixup_kfunc_call(env, insn, insn_buf, i + delta, &cnt);
18219                         if (ret)
18220                                 return ret;
18221                         if (cnt == 0)
18222                                 continue;
18223
18224                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18225                         if (!new_prog)
18226                                 return -ENOMEM;
18227
18228                         delta    += cnt - 1;
18229                         env->prog = prog = new_prog;
18230                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18231                         continue;
18232                 }
18233
18234                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_route_realm)
18235                         prog->dst_needed = 1;
18236                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_prandom_u32)
18237                         bpf_user_rnd_init_once();
18238                 if (insn->imm == BPF_FUNC_override_return)
18239                         prog->kprobe_override = 1;
18240                 if (insn->imm == BPF_FUNC_tail_call) {
18241                         /* If we tail call into other programs, we
18242                          * cannot make any assumptions since they can
18243                          * be replaced dynamically during runtime in
18244                          * the program array.
18245                          */
18246                         prog->cb_access = 1;
18247                         if (!allow_tail_call_in_subprogs(env))
18248                                 prog->aux->stack_depth = MAX_BPF_STACK;
18249                         prog->aux->max_pkt_offset = MAX_PACKET_OFF;
18250
18251                         /* mark bpf_tail_call as different opcode to avoid
18252                          * conditional branch in the interpreter for every normal
18253                          * call and to prevent accidental JITing by JIT compiler
18254                          * that doesn't support bpf_tail_call yet
18255                          */
18256                         insn->imm = 0;
18257                         insn->code = BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL;
18258
18259                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
18260                         if (env->bpf_capable && !prog->blinding_requested &&
18261                             prog->jit_requested &&
18262                             !bpf_map_key_poisoned(aux) &&
18263                             !bpf_map_ptr_poisoned(aux) &&
18264                             !bpf_map_ptr_unpriv(aux)) {
18265                                 struct bpf_jit_poke_descriptor desc = {
18266                                         .reason = BPF_POKE_REASON_TAIL_CALL,
18267                                         .tail_call.map = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state),
18268                                         .tail_call.key = bpf_map_key_immediate(aux),
18269                                         .insn_idx = i + delta,
18270                                 };
18271
18272                                 ret = bpf_jit_add_poke_descriptor(prog, &desc);
18273                                 if (ret < 0) {
18274                                         verbose(env, "adding tail call poke descriptor failed\n");
18275                                         return ret;
18276                                 }
18277
18278                                 insn->imm = ret + 1;
18279                                 continue;
18280                         }
18281
18282                         if (!bpf_map_ptr_unpriv(aux))
18283                                 continue;
18284
18285                         /* instead of changing every JIT dealing with tail_call
18286                          * emit two extra insns:
18287                          * if (index >= max_entries) goto out;
18288                          * index &= array->index_mask;
18289                          * to avoid out-of-bounds cpu speculation
18290                          */
18291                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux)) {
18292                                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
18293                                 return -EINVAL;
18294                         }
18295
18296                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
18297                         insn_buf[0] = BPF_JMP_IMM(BPF_JGE, BPF_REG_3,
18298                                                   map_ptr->max_entries, 2);
18299                         insn_buf[1] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, BPF_REG_3,
18300                                                     container_of(map_ptr,
18301                                                                  struct bpf_array,
18302                                                                  map)->index_mask);
18303                         insn_buf[2] = *insn;
18304                         cnt = 3;
18305                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18306                         if (!new_prog)
18307                                 return -ENOMEM;
18308
18309                         delta    += cnt - 1;
18310                         env->prog = prog = new_prog;
18311                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18312                         continue;
18313                 }
18314
18315                 if (insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
18316                         /* The verifier will process callback_fn as many times as necessary
18317                          * with different maps and the register states prepared by
18318                          * set_timer_callback_state will be accurate.
18319                          *
18320                          * The following use case is valid:
18321                          *   map1 is shared by prog1, prog2, prog3.
18322                          *   prog1 calls bpf_timer_init for some map1 elements
18323                          *   prog2 calls bpf_timer_set_callback for some map1 elements.
18324                          *     Those that were not bpf_timer_init-ed will return -EINVAL.
18325                          *   prog3 calls bpf_timer_start for some map1 elements.
18326                          *     Those that were not both bpf_timer_init-ed and
18327                          *     bpf_timer_set_callback-ed will return -EINVAL.
18328                          */
18329                         struct bpf_insn ld_addrs[2] = {
18330                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_3, (long)prog->aux),
18331                         };
18332
18333                         insn_buf[0] = ld_addrs[0];
18334                         insn_buf[1] = ld_addrs[1];
18335                         insn_buf[2] = *insn;
18336                         cnt = 3;
18337
18338                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18339                         if (!new_prog)
18340                                 return -ENOMEM;
18341
18342                         delta    += cnt - 1;
18343                         env->prog = prog = new_prog;
18344                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18345                         goto patch_call_imm;
18346                 }
18347
18348                 if (is_storage_get_function(insn->imm)) {
18349                         if (!env->prog->aux->sleepable ||
18350                             env->insn_aux_data[i + delta].storage_get_func_atomic)
18351                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_ATOMIC);
18352                         else
18353                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_KERNEL);
18354                         insn_buf[1] = *insn;
18355                         cnt = 2;
18356
18357                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18358                         if (!new_prog)
18359                                 return -ENOMEM;
18360
18361                         delta += cnt - 1;
18362                         env->prog = prog = new_prog;
18363                         insn = new_prog->insnsi + i + delta;
18364                         goto patch_call_imm;
18365                 }
18366
18367                 /* BPF_EMIT_CALL() assumptions in some of the map_gen_lookup
18368                  * and other inlining handlers are currently limited to 64 bit
18369                  * only.
18370                  */
18371                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
18372                     (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem ||
18373                      insn->imm == BPF_FUNC_map_update_elem ||
18374                      insn->imm == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
18375                      insn->imm == BPF_FUNC_map_push_elem   ||
18376                      insn->imm == BPF_FUNC_map_pop_elem    ||
18377                      insn->imm == BPF_FUNC_map_peek_elem   ||
18378                      insn->imm == BPF_FUNC_redirect_map    ||
18379                      insn->imm == BPF_FUNC_for_each_map_elem ||
18380                      insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)) {
18381                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
18382                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux))
18383                                 goto patch_call_imm;
18384
18385                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
18386                         ops = map_ptr->ops;
18387                         if (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
18388                             ops->map_gen_lookup) {
18389                                 cnt = ops->map_gen_lookup(map_ptr, insn_buf);
18390                                 if (cnt == -EOPNOTSUPP)
18391                                         goto patch_map_ops_generic;
18392                                 if (cnt <= 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
18393                                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
18394                                         return -EINVAL;
18395                                 }
18396
18397                                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta,
18398                                                                insn_buf, cnt);
18399                                 if (!new_prog)
18400                                         return -ENOMEM;
18401
18402                                 delta    += cnt - 1;
18403                                 env->prog = prog = new_prog;
18404                                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18405                                 continue;
18406                         }
18407
18408                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_elem,
18409                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
18410                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_delete_elem,
18411                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
18412                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_update_elem,
18413                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
18414                                               u64 flags))NULL));
18415                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_push_elem,
18416                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value,
18417                                               u64 flags))NULL));
18418                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_pop_elem,
18419                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
18420                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_peek_elem,
18421                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
18422                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_redirect,
18423                                      (long (*)(struct bpf_map *map, u64 index, u64 flags))NULL));
18424                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_for_each_callback,
18425                                      (long (*)(struct bpf_map *map,
18426                                               bpf_callback_t callback_fn,
18427                                               void *callback_ctx,
18428                                               u64 flags))NULL));
18429                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_percpu_elem,
18430                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key, u32 cpu))NULL));
18431
18432 patch_map_ops_generic:
18433                         switch (insn->imm) {
18434                         case BPF_FUNC_map_lookup_elem:
18435                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_elem);
18436                                 continue;
18437                         case BPF_FUNC_map_update_elem:
18438                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_update_elem);
18439                                 continue;
18440                         case BPF_FUNC_map_delete_elem:
18441                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_delete_elem);
18442                                 continue;
18443                         case BPF_FUNC_map_push_elem:
18444                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_push_elem);
18445                                 continue;
18446                         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
18447                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_pop_elem);
18448                                 continue;
18449                         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
18450                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_peek_elem);
18451                                 continue;
18452                         case BPF_FUNC_redirect_map:
18453                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_redirect);
18454                                 continue;
18455                         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
18456                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_for_each_callback);
18457                                 continue;
18458                         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
18459                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_percpu_elem);
18460                                 continue;
18461                         }
18462
18463                         goto patch_call_imm;
18464                 }
18465
18466                 /* Implement bpf_jiffies64 inline. */
18467                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
18468                     insn->imm == BPF_FUNC_jiffies64) {
18469                         struct bpf_insn ld_jiffies_addr[2] = {
18470                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_0,
18471                                              (unsigned long)&jiffies),
18472                         };
18473
18474                         insn_buf[0] = ld_jiffies_addr[0];
18475                         insn_buf[1] = ld_jiffies_addr[1];
18476                         insn_buf[2] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0,
18477                                                   BPF_REG_0, 0);
18478                         cnt = 3;
18479
18480                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf,
18481                                                        cnt);
18482                         if (!new_prog)
18483                                 return -ENOMEM;
18484
18485                         delta    += cnt - 1;
18486                         env->prog = prog = new_prog;
18487                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18488                         continue;
18489                 }
18490
18491                 /* Implement bpf_get_func_arg inline. */
18492                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
18493                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg) {
18494                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
18495                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
18496                         insn_buf[1] = BPF_JMP32_REG(BPF_JGE, BPF_REG_2, BPF_REG_0, 6);
18497                         insn_buf[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_2, 3);
18498                         insn_buf[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_2, BPF_REG_1);
18499                         insn_buf[4] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_2, 0);
18500                         insn_buf[5] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
18501                         insn_buf[6] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
18502                         insn_buf[7] = BPF_JMP_A(1);
18503                         insn_buf[8] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EINVAL);
18504                         cnt = 9;
18505
18506                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18507                         if (!new_prog)
18508                                 return -ENOMEM;
18509
18510                         delta    += cnt - 1;
18511                         env->prog = prog = new_prog;
18512                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18513                         continue;
18514                 }
18515
18516                 /* Implement bpf_get_func_ret inline. */
18517                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
18518                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ret) {
18519                         if (eatype == BPF_TRACE_FEXIT ||
18520                             eatype == BPF_MODIFY_RETURN) {
18521                                 /* Load nr_args from ctx - 8 */
18522                                 insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
18523                                 insn_buf[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_0, 3);
18524                                 insn_buf[2] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_0, BPF_REG_1);
18525                                 insn_buf[3] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
18526                                 insn_buf[4] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_2, BPF_REG_3, 0);
18527                                 insn_buf[5] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
18528                                 cnt = 6;
18529                         } else {
18530                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EOPNOTSUPP);
18531                                 cnt = 1;
18532                         }
18533
18534                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18535                         if (!new_prog)
18536                                 return -ENOMEM;
18537
18538                         delta    += cnt - 1;
18539                         env->prog = prog = new_prog;
18540                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18541                         continue;
18542                 }
18543
18544                 /* Implement get_func_arg_cnt inline. */
18545                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
18546                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg_cnt) {
18547                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
18548                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
18549
18550                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
18551                         if (!new_prog)
18552                                 return -ENOMEM;
18553
18554                         env->prog = prog = new_prog;
18555                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18556                         continue;
18557                 }
18558
18559                 /* Implement bpf_get_func_ip inline. */
18560                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
18561                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ip) {
18562                         /* Load IP address from ctx - 16 */
18563                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -16);
18564
18565                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
18566                         if (!new_prog)
18567                                 return -ENOMEM;
18568
18569                         env->prog = prog = new_prog;
18570                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18571                         continue;
18572                 }
18573
18574 patch_call_imm:
18575                 fn = env->ops->get_func_proto(insn->imm, env->prog);
18576                 /* all functions that have prototype and verifier allowed
18577                  * programs to call them, must be real in-kernel functions
18578                  */
18579                 if (!fn->func) {
18580                         verbose(env,
18581                                 "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
18582                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
18583                         return -EFAULT;
18584                 }
18585                 insn->imm = fn->func - __bpf_call_base;
18586         }
18587
18588         /* Since poke tab is now finalized, publish aux to tracker. */
18589         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
18590                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
18591                 if (!map_ptr->ops->map_poke_track ||
18592                     !map_ptr->ops->map_poke_untrack ||
18593                     !map_ptr->ops->map_poke_run) {
18594                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
18595                         return -EINVAL;
18596                 }
18597
18598                 ret = map_ptr->ops->map_poke_track(map_ptr, prog->aux);
18599                 if (ret < 0) {
18600                         verbose(env, "tracking tail call prog failed\n");
18601                         return ret;
18602                 }
18603         }
18604
18605         sort_kfunc_descs_by_imm_off(env->prog);
18606
18607         return 0;
18608 }
18609
18610 static struct bpf_prog *inline_bpf_loop(struct bpf_verifier_env *env,
18611                                         int position,
18612                                         s32 stack_base,
18613                                         u32 callback_subprogno,
18614                                         u32 *cnt)
18615 {
18616         s32 r6_offset = stack_base + 0 * BPF_REG_SIZE;
18617         s32 r7_offset = stack_base + 1 * BPF_REG_SIZE;
18618         s32 r8_offset = stack_base + 2 * BPF_REG_SIZE;
18619         int reg_loop_max = BPF_REG_6;
18620         int reg_loop_cnt = BPF_REG_7;
18621         int reg_loop_ctx = BPF_REG_8;
18622
18623         struct bpf_prog *new_prog;
18624         u32 callback_start;
18625         u32 call_insn_offset;
18626         s32 callback_offset;
18627
18628         /* This represents an inlined version of bpf_iter.c:bpf_loop,
18629          * be careful to modify this code in sync.
18630          */
18631         struct bpf_insn insn_buf[] = {
18632                 /* Return error and jump to the end of the patch if
18633                  * expected number of iterations is too big.
18634                  */
18635                 BPF_JMP_IMM(BPF_JLE, BPF_REG_1, BPF_MAX_LOOPS, 2),
18636                 BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_0, -E2BIG),
18637                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 16),
18638                 /* spill R6, R7, R8 to use these as loop vars */
18639                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_6, r6_offset),
18640                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_7, r7_offset),
18641                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_8, r8_offset),
18642                 /* initialize loop vars */
18643                 BPF_MOV64_REG(reg_loop_max, BPF_REG_1),
18644                 BPF_MOV32_IMM(reg_loop_cnt, 0),
18645                 BPF_MOV64_REG(reg_loop_ctx, BPF_REG_3),
18646                 /* loop header,
18647                  * if reg_loop_cnt >= reg_loop_max skip the loop body
18648                  */
18649                 BPF_JMP_REG(BPF_JGE, reg_loop_cnt, reg_loop_max, 5),
18650                 /* callback call,
18651                  * correct callback offset would be set after patching
18652                  */
18653                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, reg_loop_cnt),
18654                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, reg_loop_ctx),
18655                 BPF_CALL_REL(0),
18656                 /* increment loop counter */
18657                 BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, reg_loop_cnt, 1),
18658                 /* jump to loop header if callback returned 0 */
18659                 BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, BPF_REG_0, 0, -6),
18660                 /* return value of bpf_loop,
18661                  * set R0 to the number of iterations
18662                  */
18663                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, reg_loop_cnt),
18664                 /* restore original values of R6, R7, R8 */
18665                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_6, BPF_REG_10, r6_offset),
18666                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_7, BPF_REG_10, r7_offset),
18667                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_8, BPF_REG_10, r8_offset),
18668         };
18669
18670         *cnt = ARRAY_SIZE(insn_buf);
18671         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, position, insn_buf, *cnt);
18672         if (!new_prog)
18673                 return new_prog;
18674
18675         /* callback start is known only after patching */
18676         callback_start = env->subprog_info[callback_subprogno].start;
18677         /* Note: insn_buf[12] is an offset of BPF_CALL_REL instruction */
18678         call_insn_offset = position + 12;
18679         callback_offset = callback_start - call_insn_offset - 1;
18680         new_prog->insnsi[call_insn_offset].imm = callback_offset;
18681
18682         return new_prog;
18683 }
18684
18685 static bool is_bpf_loop_call(struct bpf_insn *insn)
18686 {
18687         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
18688                 insn->src_reg == 0 &&
18689                 insn->imm == BPF_FUNC_loop;
18690 }
18691
18692 /* For all sub-programs in the program (including main) check
18693  * insn_aux_data to see if there are bpf_loop calls that require
18694  * inlining. If such calls are found the calls are replaced with a
18695  * sequence of instructions produced by `inline_bpf_loop` function and
18696  * subprog stack_depth is increased by the size of 3 registers.
18697  * This stack space is used to spill values of the R6, R7, R8.  These
18698  * registers are used to store the loop bound, counter and context
18699  * variables.
18700  */
18701 static int optimize_bpf_loop(struct bpf_verifier_env *env)
18702 {
18703         struct bpf_subprog_info *subprogs = env->subprog_info;
18704         int i, cur_subprog = 0, cnt, delta = 0;
18705         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
18706         int insn_cnt = env->prog->len;
18707         u16 stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
18708         u16 stack_depth_roundup = round_up(stack_depth, 8) - stack_depth;
18709         u16 stack_depth_extra = 0;
18710
18711         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
18712                 struct bpf_loop_inline_state *inline_state =
18713                         &env->insn_aux_data[i + delta].loop_inline_state;
18714
18715                 if (is_bpf_loop_call(insn) && inline_state->fit_for_inline) {
18716                         struct bpf_prog *new_prog;
18717
18718                         stack_depth_extra = BPF_REG_SIZE * 3 + stack_depth_roundup;
18719                         new_prog = inline_bpf_loop(env,
18720                                                    i + delta,
18721                                                    -(stack_depth + stack_depth_extra),
18722                                                    inline_state->callback_subprogno,
18723                                                    &cnt);
18724                         if (!new_prog)
18725                                 return -ENOMEM;
18726
18727                         delta     += cnt - 1;
18728                         env->prog  = new_prog;
18729                         insn       = new_prog->insnsi + i + delta;
18730                 }
18731
18732                 if (subprogs[cur_subprog + 1].start == i + delta + 1) {
18733                         subprogs[cur_subprog].stack_depth += stack_depth_extra;
18734                         cur_subprog++;
18735                         stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
18736                         stack_depth_roundup = round_up(stack_depth, 8) - stack_depth;
18737                         stack_depth_extra = 0;
18738                 }
18739         }
18740
18741         env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
18742
18743         return 0;
18744 }
18745
18746 static void free_states(struct bpf_verifier_env *env)
18747 {
18748         struct bpf_verifier_state_list *sl, *sln;
18749         int i;
18750
18751         sl = env->free_list;
18752         while (sl) {
18753                 sln = sl->next;
18754                 free_verifier_state(&sl->state, false);
18755                 kfree(sl);
18756                 sl = sln;
18757         }
18758         env->free_list = NULL;
18759
18760         if (!env->explored_states)
18761                 return;
18762
18763         for (i = 0; i < state_htab_size(env); i++) {
18764                 sl = env->explored_states[i];
18765
18766                 while (sl) {
18767                         sln = sl->next;
18768                         free_verifier_state(&sl->state, false);
18769                         kfree(sl);
18770                         sl = sln;
18771                 }
18772                 env->explored_states[i] = NULL;
18773         }
18774 }
18775
18776 static int do_check_common(struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
18777 {
18778         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
18779         struct bpf_verifier_state *state;
18780         struct bpf_reg_state *regs;
18781         int ret, i;
18782
18783         env->prev_linfo = NULL;
18784         env->pass_cnt++;
18785
18786         state = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state), GFP_KERNEL);
18787         if (!state)
18788                 return -ENOMEM;
18789         state->curframe = 0;
18790         state->speculative = false;
18791         state->branches = 1;
18792         state->frame[0] = kzalloc(sizeof(struct bpf_func_state), GFP_KERNEL);
18793         if (!state->frame[0]) {
18794                 kfree(state);
18795                 return -ENOMEM;
18796         }
18797         env->cur_state = state;
18798         init_func_state(env, state->frame[0],
18799                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
18800                         0 /* frameno */,
18801                         subprog);
18802         state->first_insn_idx = env->subprog_info[subprog].start;
18803         state->last_insn_idx = -1;
18804
18805         regs = state->frame[state->curframe]->regs;
18806         if (subprog || env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
18807                 ret = btf_prepare_func_args(env, subprog, regs);
18808                 if (ret)
18809                         goto out;
18810                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++) {
18811                         if (regs[i].type == PTR_TO_CTX)
18812                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
18813                         else if (regs[i].type == SCALAR_VALUE)
18814                                 mark_reg_unknown(env, regs, i);
18815                         else if (base_type(regs[i].type) == PTR_TO_MEM) {
18816                                 const u32 mem_size = regs[i].mem_size;
18817
18818                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
18819                                 regs[i].mem_size = mem_size;
18820                                 regs[i].id = ++env->id_gen;
18821                         }
18822                 }
18823         } else {
18824                 /* 1st arg to a function */
18825                 regs[BPF_REG_1].type = PTR_TO_CTX;
18826                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_1);
18827                 ret = btf_check_subprog_arg_match(env, subprog, regs);
18828                 if (ret == -EFAULT)
18829                         /* unlikely verifier bug. abort.
18830                          * ret == 0 and ret < 0 are sadly acceptable for
18831                          * main() function due to backward compatibility.
18832                          * Like socket filter program may be written as:
18833                          * int bpf_prog(struct pt_regs *ctx)
18834                          * and never dereference that ctx in the program.
18835                          * 'struct pt_regs' is a type mismatch for socket
18836                          * filter that should be using 'struct __sk_buff'.
18837                          */
18838                         goto out;
18839         }
18840
18841         ret = do_check(env);
18842 out:
18843         /* check for NULL is necessary, since cur_state can be freed inside
18844          * do_check() under memory pressure.
18845          */
18846         if (env->cur_state) {
18847                 free_verifier_state(env->cur_state, true);
18848                 env->cur_state = NULL;
18849         }
18850         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
18851         if (!ret && pop_log)
18852                 bpf_vlog_reset(&env->log, 0);
18853         free_states(env);
18854         return ret;
18855 }
18856
18857 /* Verify all global functions in a BPF program one by one based on their BTF.
18858  * All global functions must pass verification. Otherwise the whole program is rejected.
18859  * Consider:
18860  * int bar(int);
18861  * int foo(int f)
18862  * {
18863  *    return bar(f);
18864  * }
18865  * int bar(int b)
18866  * {
18867  *    ...
18868  * }
18869  * foo() will be verified first for R1=any_scalar_value. During verification it
18870  * will be assumed that bar() already verified successfully and call to bar()
18871  * from foo() will be checked for type match only. Later bar() will be verified
18872  * independently to check that it's safe for R1=any_scalar_value.
18873  */
18874 static int do_check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
18875 {
18876         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
18877         int i, ret;
18878
18879         if (!aux->func_info)
18880                 return 0;
18881
18882         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
18883                 if (aux->func_info_aux[i].linkage != BTF_FUNC_GLOBAL)
18884                         continue;
18885                 env->insn_idx = env->subprog_info[i].start;
18886                 WARN_ON_ONCE(env->insn_idx == 0);
18887                 ret = do_check_common(env, i);
18888                 if (ret) {
18889                         return ret;
18890                 } else if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
18891                         verbose(env,
18892                                 "Func#%d is safe for any args that match its prototype\n",
18893                                 i);
18894                 }
18895         }
18896         return 0;
18897 }
18898
18899 static int do_check_main(struct bpf_verifier_env *env)
18900 {
18901         int ret;
18902
18903         env->insn_idx = 0;
18904         ret = do_check_common(env, 0);
18905         if (!ret)
18906                 env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
18907         return ret;
18908 }
18909
18910
18911 static void print_verification_stats(struct bpf_verifier_env *env)
18912 {
18913         int i;
18914
18915         if (env->log.level & BPF_LOG_STATS) {
18916                 verbose(env, "verification time %lld usec\n",
18917                         div_u64(env->verification_time, 1000));
18918                 verbose(env, "stack depth ");
18919                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
18920                         u32 depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
18921
18922                         verbose(env, "%d", depth);
18923                         if (i + 1 < env->subprog_cnt)
18924                                 verbose(env, "+");
18925                 }
18926                 verbose(env, "\n");
18927         }
18928         verbose(env, "processed %d insns (limit %d) max_states_per_insn %d "
18929                 "total_states %d peak_states %d mark_read %d\n",
18930                 env->insn_processed, BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS,
18931                 env->max_states_per_insn, env->total_states,
18932                 env->peak_states, env->longest_mark_read_walk);
18933 }
18934
18935 static int check_struct_ops_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
18936 {
18937         const struct btf_type *t, *func_proto;
18938         const struct bpf_struct_ops *st_ops;
18939         const struct btf_member *member;
18940         struct bpf_prog *prog = env->prog;
18941         u32 btf_id, member_idx;
18942         const char *mname;
18943
18944         if (!prog->gpl_compatible) {
18945                 verbose(env, "struct ops programs must have a GPL compatible license\n");
18946                 return -EINVAL;
18947         }
18948
18949         btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
18950         st_ops = bpf_struct_ops_find(btf_id);
18951         if (!st_ops) {
18952                 verbose(env, "attach_btf_id %u is not a supported struct\n",
18953                         btf_id);
18954                 return -ENOTSUPP;
18955         }
18956
18957         t = st_ops->type;
18958         member_idx = prog->expected_attach_type;
18959         if (member_idx >= btf_type_vlen(t)) {
18960                 verbose(env, "attach to invalid member idx %u of struct %s\n",
18961                         member_idx, st_ops->name);
18962                 return -EINVAL;
18963         }
18964
18965         member = &btf_type_member(t)[member_idx];
18966         mname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, member->name_off);
18967         func_proto = btf_type_resolve_func_ptr(btf_vmlinux, member->type,
18968                                                NULL);
18969         if (!func_proto) {
18970                 verbose(env, "attach to invalid member %s(@idx %u) of struct %s\n",
18971                         mname, member_idx, st_ops->name);
18972                 return -EINVAL;
18973         }
18974
18975         if (st_ops->check_member) {
18976                 int err = st_ops->check_member(t, member, prog);
18977
18978                 if (err) {
18979                         verbose(env, "attach to unsupported member %s of struct %s\n",
18980                                 mname, st_ops->name);
18981                         return err;
18982                 }
18983         }
18984
18985         prog->aux->attach_func_proto = func_proto;
18986         prog->aux->attach_func_name = mname;
18987         env->ops = st_ops->verifier_ops;
18988
18989         return 0;
18990 }
18991 #define SECURITY_PREFIX "security_"
18992
18993 static int check_attach_modify_return(unsigned long addr, const char *func_name)
18994 {
18995         if (within_error_injection_list(addr) ||
18996             !strncmp(SECURITY_PREFIX, func_name, sizeof(SECURITY_PREFIX) - 1))
18997                 return 0;
18998
18999         return -EINVAL;
19000 }
19001
19002 /* list of non-sleepable functions that are otherwise on
19003  * ALLOW_ERROR_INJECTION list
19004  */
19005 BTF_SET_START(btf_non_sleepable_error_inject)
19006 /* Three functions below can be called from sleepable and non-sleepable context.
19007  * Assume non-sleepable from bpf safety point of view.
19008  */
19009 BTF_ID(func, __filemap_add_folio)
19010 BTF_ID(func, should_fail_alloc_page)
19011 BTF_ID(func, should_failslab)
19012 BTF_SET_END(btf_non_sleepable_error_inject)
19013
19014 static int check_non_sleepable_error_inject(u32 btf_id)
19015 {
19016         return btf_id_set_contains(&btf_non_sleepable_error_inject, btf_id);
19017 }
19018
19019 int bpf_check_attach_target(struct bpf_verifier_log *log,
19020                             const struct bpf_prog *prog,
19021                             const struct bpf_prog *tgt_prog,
19022                             u32 btf_id,
19023                             struct bpf_attach_target_info *tgt_info)
19024 {
19025         bool prog_extension = prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT;
19026         const char prefix[] = "btf_trace_";
19027         int ret = 0, subprog = -1, i;
19028         const struct btf_type *t;
19029         bool conservative = true;
19030         const char *tname;
19031         struct btf *btf;
19032         long addr = 0;
19033         struct module *mod = NULL;
19034
19035         if (!btf_id) {
19036                 bpf_log(log, "Tracing programs must provide btf_id\n");
19037                 return -EINVAL;
19038         }
19039         btf = tgt_prog ? tgt_prog->aux->btf : prog->aux->attach_btf;
19040         if (!btf) {
19041                 bpf_log(log,
19042                         "FENTRY/FEXIT program can only be attached to another program annotated with BTF\n");
19043                 return -EINVAL;
19044         }
19045         t = btf_type_by_id(btf, btf_id);
19046         if (!t) {
19047                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u is invalid\n", btf_id);
19048                 return -EINVAL;
19049         }
19050         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
19051         if (!tname) {
19052                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u doesn't have a name\n", btf_id);
19053                 return -EINVAL;
19054         }
19055         if (tgt_prog) {
19056                 struct bpf_prog_aux *aux = tgt_prog->aux;
19057
19058                 if (bpf_prog_is_dev_bound(prog->aux) &&
19059                     !bpf_prog_dev_bound_match(prog, tgt_prog)) {
19060                         bpf_log(log, "Target program bound device mismatch");
19061                         return -EINVAL;
19062                 }
19063
19064                 for (i = 0; i < aux->func_info_cnt; i++)
19065                         if (aux->func_info[i].type_id == btf_id) {
19066                                 subprog = i;
19067                                 break;
19068                         }
19069                 if (subprog == -1) {
19070                         bpf_log(log, "Subprog %s doesn't exist\n", tname);
19071                         return -EINVAL;
19072                 }
19073                 conservative = aux->func_info_aux[subprog].unreliable;
19074                 if (prog_extension) {
19075                         if (conservative) {
19076                                 bpf_log(log,
19077                                         "Cannot replace static functions\n");
19078                                 return -EINVAL;
19079                         }
19080                         if (!prog->jit_requested) {
19081                                 bpf_log(log,
19082                                         "Extension programs should be JITed\n");
19083                                 return -EINVAL;
19084                         }
19085                 }
19086                 if (!tgt_prog->jited) {
19087                         bpf_log(log, "Can attach to only JITed progs\n");
19088                         return -EINVAL;
19089                 }
19090                 if (tgt_prog->type == prog->type) {
19091                         /* Cannot fentry/fexit another fentry/fexit program.
19092                          * Cannot attach program extension to another extension.
19093                          * It's ok to attach fentry/fexit to extension program.
19094                          */
19095                         bpf_log(log, "Cannot recursively attach\n");
19096                         return -EINVAL;
19097                 }
19098                 if (tgt_prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
19099                     prog_extension &&
19100                     (tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FENTRY ||
19101                      tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FEXIT)) {
19102                         /* Program extensions can extend all program types
19103                          * except fentry/fexit. The reason is the following.
19104                          * The fentry/fexit programs are used for performance
19105                          * analysis, stats and can be attached to any program
19106                          * type except themselves. When extension program is
19107                          * replacing XDP function it is necessary to allow
19108                          * performance analysis of all functions. Both original
19109                          * XDP program and its program extension. Hence
19110                          * attaching fentry/fexit to BPF_PROG_TYPE_EXT is
19111                          * allowed. If extending of fentry/fexit was allowed it
19112                          * would be possible to create long call chain
19113                          * fentry->extension->fentry->extension beyond
19114                          * reasonable stack size. Hence extending fentry is not
19115                          * allowed.
19116                          */
19117                         bpf_log(log, "Cannot extend fentry/fexit\n");
19118                         return -EINVAL;
19119                 }
19120         } else {
19121                 if (prog_extension) {
19122                         bpf_log(log, "Cannot replace kernel functions\n");
19123                         return -EINVAL;
19124                 }
19125         }
19126
19127         switch (prog->expected_attach_type) {
19128         case BPF_TRACE_RAW_TP:
19129                 if (tgt_prog) {
19130                         bpf_log(log,
19131                                 "Only FENTRY/FEXIT progs are attachable to another BPF prog\n");
19132                         return -EINVAL;
19133                 }
19134                 if (!btf_type_is_typedef(t)) {
19135                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a typedef\n",
19136                                 btf_id);
19137                         return -EINVAL;
19138                 }
19139                 if (strncmp(prefix, tname, sizeof(prefix) - 1)) {
19140                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u points to wrong type name %s\n",
19141                                 btf_id, tname);
19142                         return -EINVAL;
19143                 }
19144                 tname += sizeof(prefix) - 1;
19145                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
19146                 if (!btf_type_is_ptr(t))
19147                         /* should never happen in valid vmlinux build */
19148                         return -EINVAL;
19149                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
19150                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
19151                         /* should never happen in valid vmlinux build */
19152                         return -EINVAL;
19153
19154                 break;
19155         case BPF_TRACE_ITER:
19156                 if (!btf_type_is_func(t)) {
19157                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
19158                                 btf_id);
19159                         return -EINVAL;
19160                 }
19161                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
19162                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
19163                         return -EINVAL;
19164                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
19165                 if (ret)
19166                         return ret;
19167                 break;
19168         default:
19169                 if (!prog_extension)
19170                         return -EINVAL;
19171                 fallthrough;
19172         case BPF_MODIFY_RETURN:
19173         case BPF_LSM_MAC:
19174         case BPF_LSM_CGROUP:
19175         case BPF_TRACE_FENTRY:
19176         case BPF_TRACE_FEXIT:
19177                 if (!btf_type_is_func(t)) {
19178                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
19179                                 btf_id);
19180                         return -EINVAL;
19181                 }
19182                 if (prog_extension &&
19183                     btf_check_type_match(log, prog, btf, t))
19184                         return -EINVAL;
19185                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
19186                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
19187                         return -EINVAL;
19188
19189                 if ((prog->aux->saved_dst_prog_type || prog->aux->saved_dst_attach_type) &&
19190                     (!tgt_prog || prog->aux->saved_dst_prog_type != tgt_prog->type ||
19191                      prog->aux->saved_dst_attach_type != tgt_prog->expected_attach_type))
19192                         return -EINVAL;
19193
19194                 if (tgt_prog && conservative)
19195                         t = NULL;
19196
19197                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
19198                 if (ret < 0)
19199                         return ret;
19200
19201                 if (tgt_prog) {
19202                         if (subprog == 0)
19203                                 addr = (long) tgt_prog->bpf_func;
19204                         else
19205                                 addr = (long) tgt_prog->aux->func[subprog]->bpf_func;
19206                 } else {
19207                         if (btf_is_module(btf)) {
19208                                 mod = btf_try_get_module(btf);
19209                                 if (mod)
19210                                         addr = find_kallsyms_symbol_value(mod, tname);
19211                                 else
19212                                         addr = 0;
19213                         } else {
19214                                 addr = kallsyms_lookup_name(tname);
19215                         }
19216                         if (!addr) {
19217                                 module_put(mod);
19218                                 bpf_log(log,
19219                                         "The address of function %s cannot be found\n",
19220                                         tname);
19221                                 return -ENOENT;
19222                         }
19223                 }
19224
19225                 if (prog->aux->sleepable) {
19226                         ret = -EINVAL;
19227                         switch (prog->type) {
19228                         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
19229
19230                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can be sleepable if they are
19231                                  * attached to ALLOW_ERROR_INJECTION and are not in denylist.
19232                                  */
19233                                 if (!check_non_sleepable_error_inject(btf_id) &&
19234                                     within_error_injection_list(addr))
19235                                         ret = 0;
19236                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can also be sleepable if they are
19237                                  * in the fmodret id set with the KF_SLEEPABLE flag.
19238                                  */
19239                                 else {
19240                                         u32 *flags = btf_kfunc_is_modify_return(btf, btf_id,
19241                                                                                 prog);
19242
19243                                         if (flags && (*flags & KF_SLEEPABLE))
19244                                                 ret = 0;
19245                                 }
19246                                 break;
19247                         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
19248                                 /* LSM progs check that they are attached to bpf_lsm_*() funcs.
19249                                  * Only some of them are sleepable.
19250                                  */
19251                                 if (bpf_lsm_is_sleepable_hook(btf_id))
19252                                         ret = 0;
19253                                 break;
19254                         default:
19255                                 break;
19256                         }
19257                         if (ret) {
19258                                 module_put(mod);
19259                                 bpf_log(log, "%s is not sleepable\n", tname);
19260                                 return ret;
19261                         }
19262                 } else if (prog->expected_attach_type == BPF_MODIFY_RETURN) {
19263                         if (tgt_prog) {
19264                                 module_put(mod);
19265                                 bpf_log(log, "can't modify return codes of BPF programs\n");
19266                                 return -EINVAL;
19267                         }
19268                         ret = -EINVAL;
19269                         if (btf_kfunc_is_modify_return(btf, btf_id, prog) ||
19270                             !check_attach_modify_return(addr, tname))
19271                                 ret = 0;
19272                         if (ret) {
19273                                 module_put(mod);
19274                                 bpf_log(log, "%s() is not modifiable\n", tname);
19275                                 return ret;
19276                         }
19277                 }
19278
19279                 break;
19280         }
19281         tgt_info->tgt_addr = addr;
19282         tgt_info->tgt_name = tname;
19283         tgt_info->tgt_type = t;
19284         tgt_info->tgt_mod = mod;
19285         return 0;
19286 }
19287
19288 BTF_SET_START(btf_id_deny)
19289 BTF_ID_UNUSED
19290 #ifdef CONFIG_SMP
19291 BTF_ID(func, migrate_disable)
19292 BTF_ID(func, migrate_enable)
19293 #endif
19294 #if !defined CONFIG_PREEMPT_RCU && !defined CONFIG_TINY_RCU
19295 BTF_ID(func, rcu_read_unlock_strict)
19296 #endif
19297 #if defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || defined(CONFIG_TRACE_PREEMPT_TOGGLE)
19298 BTF_ID(func, preempt_count_add)
19299 BTF_ID(func, preempt_count_sub)
19300 #endif
19301 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
19302 BTF_ID(func, __rcu_read_lock)
19303 BTF_ID(func, __rcu_read_unlock)
19304 #endif
19305 BTF_SET_END(btf_id_deny)
19306
19307 static bool can_be_sleepable(struct bpf_prog *prog)
19308 {
19309         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING) {
19310                 switch (prog->expected_attach_type) {
19311                 case BPF_TRACE_FENTRY:
19312                 case BPF_TRACE_FEXIT:
19313                 case BPF_MODIFY_RETURN:
19314                 case BPF_TRACE_ITER:
19315                         return true;
19316                 default:
19317                         return false;
19318                 }
19319         }
19320         return prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM ||
19321                prog->type == BPF_PROG_TYPE_KPROBE /* only for uprobes */ ||
19322                prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS;
19323 }
19324
19325 static int check_attach_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
19326 {
19327         struct bpf_prog *prog = env->prog;
19328         struct bpf_prog *tgt_prog = prog->aux->dst_prog;
19329         struct bpf_attach_target_info tgt_info = {};
19330         u32 btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
19331         struct bpf_trampoline *tr;
19332         int ret;
19333         u64 key;
19334
19335         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_SYSCALL) {
19336                 if (prog->aux->sleepable)
19337                         /* attach_btf_id checked to be zero already */
19338                         return 0;
19339                 verbose(env, "Syscall programs can only be sleepable\n");
19340                 return -EINVAL;
19341         }
19342
19343         if (prog->aux->sleepable && !can_be_sleepable(prog)) {
19344                 verbose(env, "Only fentry/fexit/fmod_ret, lsm, iter, uprobe, and struct_ops programs can be sleepable\n");
19345                 return -EINVAL;
19346         }
19347
19348         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS)
19349                 return check_struct_ops_btf_id(env);
19350
19351         if (prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
19352             prog->type != BPF_PROG_TYPE_LSM &&
19353             prog->type != BPF_PROG_TYPE_EXT)
19354                 return 0;
19355
19356         ret = bpf_check_attach_target(&env->log, prog, tgt_prog, btf_id, &tgt_info);
19357         if (ret)
19358                 return ret;
19359
19360         if (tgt_prog && prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
19361                 /* to make freplace equivalent to their targets, they need to
19362                  * inherit env->ops and expected_attach_type for the rest of the
19363                  * verification
19364                  */
19365                 env->ops = bpf_verifier_ops[tgt_prog->type];
19366                 prog->expected_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
19367         }
19368
19369         /* store info about the attachment target that will be used later */
19370         prog->aux->attach_func_proto = tgt_info.tgt_type;
19371         prog->aux->attach_func_name = tgt_info.tgt_name;
19372         prog->aux->mod = tgt_info.tgt_mod;
19373
19374         if (tgt_prog) {
19375                 prog->aux->saved_dst_prog_type = tgt_prog->type;
19376                 prog->aux->saved_dst_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
19377         }
19378
19379         if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_RAW_TP) {
19380                 prog->aux->attach_btf_trace = true;
19381                 return 0;
19382         } else if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_ITER) {
19383                 if (!bpf_iter_prog_supported(prog))
19384                         return -EINVAL;
19385                 return 0;
19386         }
19387
19388         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM) {
19389                 ret = bpf_lsm_verify_prog(&env->log, prog);
19390                 if (ret < 0)
19391                         return ret;
19392         } else if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
19393                    btf_id_set_contains(&btf_id_deny, btf_id)) {
19394                 return -EINVAL;
19395         }
19396
19397         key = bpf_trampoline_compute_key(tgt_prog, prog->aux->attach_btf, btf_id);
19398         tr = bpf_trampoline_get(key, &tgt_info);
19399         if (!tr)
19400                 return -ENOMEM;
19401
19402         prog->aux->dst_trampoline = tr;
19403         return 0;
19404 }
19405
19406 struct btf *bpf_get_btf_vmlinux(void)
19407 {
19408         if (!btf_vmlinux && IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_INFO_BTF)) {
19409                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
19410                 if (!btf_vmlinux)
19411                         btf_vmlinux = btf_parse_vmlinux();
19412                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
19413         }
19414         return btf_vmlinux;
19415 }
19416
19417 int bpf_check(struct bpf_prog **prog, union bpf_attr *attr, bpfptr_t uattr, __u32 uattr_size)
19418 {
19419         u64 start_time = ktime_get_ns();
19420         struct bpf_verifier_env *env;
19421         int i, len, ret = -EINVAL, err;
19422         u32 log_true_size;
19423         bool is_priv;
19424
19425         /* no program is valid */
19426         if (ARRAY_SIZE(bpf_verifier_ops) == 0)
19427                 return -EINVAL;
19428
19429         /* 'struct bpf_verifier_env' can be global, but since it's not small,
19430          * allocate/free it every time bpf_check() is called
19431          */
19432         env = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_env), GFP_KERNEL);
19433         if (!env)
19434                 return -ENOMEM;
19435
19436         env->bt.env = env;
19437
19438         len = (*prog)->len;
19439         env->insn_aux_data =
19440                 vzalloc(array_size(sizeof(struct bpf_insn_aux_data), len));
19441         ret = -ENOMEM;
19442         if (!env->insn_aux_data)
19443                 goto err_free_env;
19444         for (i = 0; i < len; i++)
19445                 env->insn_aux_data[i].orig_idx = i;
19446         env->prog = *prog;
19447         env->ops = bpf_verifier_ops[env->prog->type];
19448         env->fd_array = make_bpfptr(attr->fd_array, uattr.is_kernel);
19449         is_priv = bpf_capable();
19450
19451         bpf_get_btf_vmlinux();
19452
19453         /* grab the mutex to protect few globals used by verifier */
19454         if (!is_priv)
19455                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
19456
19457         /* user could have requested verbose verifier output
19458          * and supplied buffer to store the verification trace
19459          */
19460         ret = bpf_vlog_init(&env->log, attr->log_level,
19461                             (char __user *) (unsigned long) attr->log_buf,
19462                             attr->log_size);
19463         if (ret)
19464                 goto err_unlock;
19465
19466         mark_verifier_state_clean(env);
19467
19468         if (IS_ERR(btf_vmlinux)) {
19469                 /* Either gcc or pahole or kernel are broken. */
19470                 verbose(env, "in-kernel BTF is malformed\n");
19471                 ret = PTR_ERR(btf_vmlinux);
19472                 goto skip_full_check;
19473         }
19474
19475         env->strict_alignment = !!(attr->prog_flags & BPF_F_STRICT_ALIGNMENT);
19476         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS))
19477                 env->strict_alignment = true;
19478         if (attr->prog_flags & BPF_F_ANY_ALIGNMENT)
19479                 env->strict_alignment = false;
19480
19481         env->allow_ptr_leaks = bpf_allow_ptr_leaks();
19482         env->allow_uninit_stack = bpf_allow_uninit_stack();
19483         env->bypass_spec_v1 = bpf_bypass_spec_v1();
19484         env->bypass_spec_v4 = bpf_bypass_spec_v4();
19485         env->bpf_capable = bpf_capable();
19486
19487         if (is_priv)
19488                 env->test_state_freq = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_STATE_FREQ;
19489
19490         env->explored_states = kvcalloc(state_htab_size(env),
19491                                        sizeof(struct bpf_verifier_state_list *),
19492                                        GFP_USER);
19493         ret = -ENOMEM;
19494         if (!env->explored_states)
19495                 goto skip_full_check;
19496
19497         ret = add_subprog_and_kfunc(env);
19498         if (ret < 0)
19499                 goto skip_full_check;
19500
19501         ret = check_subprogs(env);
19502         if (ret < 0)
19503                 goto skip_full_check;
19504
19505         ret = check_btf_info(env, attr, uattr);
19506         if (ret < 0)
19507                 goto skip_full_check;
19508
19509         ret = check_attach_btf_id(env);
19510         if (ret)
19511                 goto skip_full_check;
19512
19513         ret = resolve_pseudo_ldimm64(env);
19514         if (ret < 0)
19515                 goto skip_full_check;
19516
19517         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
19518                 ret = bpf_prog_offload_verifier_prep(env->prog);
19519                 if (ret)
19520                         goto skip_full_check;
19521         }
19522
19523         ret = check_cfg(env);
19524         if (ret < 0)
19525                 goto skip_full_check;
19526
19527         ret = do_check_subprogs(env);
19528         ret = ret ?: do_check_main(env);
19529
19530         if (ret == 0 && bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
19531                 ret = bpf_prog_offload_finalize(env);
19532
19533 skip_full_check:
19534         kvfree(env->explored_states);
19535
19536         if (ret == 0)
19537                 ret = check_max_stack_depth(env);
19538
19539         /* instruction rewrites happen after this point */
19540         if (ret == 0)
19541                 ret = optimize_bpf_loop(env);
19542
19543         if (is_priv) {
19544                 if (ret == 0)
19545                         opt_hard_wire_dead_code_branches(env);
19546                 if (ret == 0)
19547                         ret = opt_remove_dead_code(env);
19548                 if (ret == 0)
19549                         ret = opt_remove_nops(env);
19550         } else {
19551                 if (ret == 0)
19552                         sanitize_dead_code(env);
19553         }
19554
19555         if (ret == 0)
19556                 /* program is valid, convert *(u32*)(ctx + off) accesses */
19557                 ret = convert_ctx_accesses(env);
19558
19559         if (ret == 0)
19560                 ret = do_misc_fixups(env);
19561
19562         /* do 32-bit optimization after insn patching has done so those patched
19563          * insns could be handled correctly.
19564          */
19565         if (ret == 0 && !bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
19566                 ret = opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(env, attr);
19567                 env->prog->aux->verifier_zext = bpf_jit_needs_zext() ? !ret
19568                                                                      : false;
19569         }
19570
19571         if (ret == 0)
19572                 ret = fixup_call_args(env);
19573
19574         env->verification_time = ktime_get_ns() - start_time;
19575         print_verification_stats(env);
19576         env->prog->aux->verified_insns = env->insn_processed;
19577
19578         /* preserve original error even if log finalization is successful */
19579         err = bpf_vlog_finalize(&env->log, &log_true_size);
19580         if (err)
19581                 ret = err;
19582
19583         if (uattr_size >= offsetofend(union bpf_attr, log_true_size) &&
19584             copy_to_bpfptr_offset(uattr, offsetof(union bpf_attr, log_true_size),
19585                                   &log_true_size, sizeof(log_true_size))) {
19586                 ret = -EFAULT;
19587                 goto err_release_maps;
19588         }
19589
19590         if (ret)
19591                 goto err_release_maps;
19592
19593         if (env->used_map_cnt) {
19594                 /* if program passed verifier, update used_maps in bpf_prog_info */
19595                 env->prog->aux->used_maps = kmalloc_array(env->used_map_cnt,
19596                                                           sizeof(env->used_maps[0]),
19597                                                           GFP_KERNEL);
19598
19599                 if (!env->prog->aux->used_maps) {
19600                         ret = -ENOMEM;
19601                         goto err_release_maps;
19602                 }
19603
19604                 memcpy(env->prog->aux->used_maps, env->used_maps,
19605                        sizeof(env->used_maps[0]) * env->used_map_cnt);
19606                 env->prog->aux->used_map_cnt = env->used_map_cnt;
19607         }
19608         if (env->used_btf_cnt) {
19609                 /* if program passed verifier, update used_btfs in bpf_prog_aux */
19610                 env->prog->aux->used_btfs = kmalloc_array(env->used_btf_cnt,
19611                                                           sizeof(env->used_btfs[0]),
19612                                                           GFP_KERNEL);
19613                 if (!env->prog->aux->used_btfs) {
19614                         ret = -ENOMEM;
19615                         goto err_release_maps;
19616                 }
19617
19618                 memcpy(env->prog->aux->used_btfs, env->used_btfs,
19619                        sizeof(env->used_btfs[0]) * env->used_btf_cnt);
19620                 env->prog->aux->used_btf_cnt = env->used_btf_cnt;
19621         }
19622         if (env->used_map_cnt || env->used_btf_cnt) {
19623                 /* program is valid. Convert pseudo bpf_ld_imm64 into generic
19624                  * bpf_ld_imm64 instructions
19625                  */
19626                 convert_pseudo_ld_imm64(env);
19627         }
19628
19629         adjust_btf_func(env);
19630
19631 err_release_maps:
19632         if (!env->prog->aux->used_maps)
19633                 /* if we didn't copy map pointers into bpf_prog_info, release
19634                  * them now. Otherwise free_used_maps() will release them.
19635                  */
19636                 release_maps(env);
19637         if (!env->prog->aux->used_btfs)
19638                 release_btfs(env);
19639
19640         /* extension progs temporarily inherit the attach_type of their targets
19641            for verification purposes, so set it back to zero before returning
19642          */
19643         if (env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT)
19644                 env->prog->expected_attach_type = 0;
19645
19646         *prog = env->prog;
19647 err_unlock:
19648         if (!is_priv)
19649                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
19650         vfree(env->insn_aux_data);
19651 err_free_env:
19652         kfree(env);
19653         return ret;
19654 }