Merge branch 'two-more-fixes-for-check_max_stack_depth'
[linux-2.6-microblaze.git] / kernel / bpf / verifier.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /* Copyright (c) 2011-2014 PLUMgrid, http://plumgrid.com
3  * Copyright (c) 2016 Facebook
4  * Copyright (c) 2018 Covalent IO, Inc. http://covalent.io
5  */
6 #include <uapi/linux/btf.h>
7 #include <linux/bpf-cgroup.h>
8 #include <linux/kernel.h>
9 #include <linux/types.h>
10 #include <linux/slab.h>
11 #include <linux/bpf.h>
12 #include <linux/btf.h>
13 #include <linux/bpf_verifier.h>
14 #include <linux/filter.h>
15 #include <net/netlink.h>
16 #include <linux/file.h>
17 #include <linux/vmalloc.h>
18 #include <linux/stringify.h>
19 #include <linux/bsearch.h>
20 #include <linux/sort.h>
21 #include <linux/perf_event.h>
22 #include <linux/ctype.h>
23 #include <linux/error-injection.h>
24 #include <linux/bpf_lsm.h>
25 #include <linux/btf_ids.h>
26 #include <linux/poison.h>
27 #include <linux/module.h>
28
29 #include "disasm.h"
30
31 static const struct bpf_verifier_ops * const bpf_verifier_ops[] = {
32 #define BPF_PROG_TYPE(_id, _name, prog_ctx_type, kern_ctx_type) \
33         [_id] = & _name ## _verifier_ops,
34 #define BPF_MAP_TYPE(_id, _ops)
35 #define BPF_LINK_TYPE(_id, _name)
36 #include <linux/bpf_types.h>
37 #undef BPF_PROG_TYPE
38 #undef BPF_MAP_TYPE
39 #undef BPF_LINK_TYPE
40 };
41
42 /* bpf_check() is a static code analyzer that walks eBPF program
43  * instruction by instruction and updates register/stack state.
44  * All paths of conditional branches are analyzed until 'bpf_exit' insn.
45  *
46  * The first pass is depth-first-search to check that the program is a DAG.
47  * It rejects the following programs:
48  * - larger than BPF_MAXINSNS insns
49  * - if loop is present (detected via back-edge)
50  * - unreachable insns exist (shouldn't be a forest. program = one function)
51  * - out of bounds or malformed jumps
52  * The second pass is all possible path descent from the 1st insn.
53  * Since it's analyzing all paths through the program, the length of the
54  * analysis is limited to 64k insn, which may be hit even if total number of
55  * insn is less then 4K, but there are too many branches that change stack/regs.
56  * Number of 'branches to be analyzed' is limited to 1k
57  *
58  * On entry to each instruction, each register has a type, and the instruction
59  * changes the types of the registers depending on instruction semantics.
60  * If instruction is BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_5), then type of R5 is
61  * copied to R1.
62  *
63  * All registers are 64-bit.
64  * R0 - return register
65  * R1-R5 argument passing registers
66  * R6-R9 callee saved registers
67  * R10 - frame pointer read-only
68  *
69  * At the start of BPF program the register R1 contains a pointer to bpf_context
70  * and has type PTR_TO_CTX.
71  *
72  * Verifier tracks arithmetic operations on pointers in case:
73  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_10),
74  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_1, -20),
75  * 1st insn copies R10 (which has FRAME_PTR) type into R1
76  * and 2nd arithmetic instruction is pattern matched to recognize
77  * that it wants to construct a pointer to some element within stack.
78  * So after 2nd insn, the register R1 has type PTR_TO_STACK
79  * (and -20 constant is saved for further stack bounds checking).
80  * Meaning that this reg is a pointer to stack plus known immediate constant.
81  *
82  * Most of the time the registers have SCALAR_VALUE type, which
83  * means the register has some value, but it's not a valid pointer.
84  * (like pointer plus pointer becomes SCALAR_VALUE type)
85  *
86  * When verifier sees load or store instructions the type of base register
87  * can be: PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_CTX, PTR_TO_STACK, PTR_TO_SOCKET. These are
88  * four pointer types recognized by check_mem_access() function.
89  *
90  * PTR_TO_MAP_VALUE means that this register is pointing to 'map element value'
91  * and the range of [ptr, ptr + map's value_size) is accessible.
92  *
93  * registers used to pass values to function calls are checked against
94  * function argument constraints.
95  *
96  * ARG_PTR_TO_MAP_KEY is one of such argument constraints.
97  * It means that the register type passed to this function must be
98  * PTR_TO_STACK and it will be used inside the function as
99  * 'pointer to map element key'
100  *
101  * For example the argument constraints for bpf_map_lookup_elem():
102  *   .ret_type = RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL,
103  *   .arg1_type = ARG_CONST_MAP_PTR,
104  *   .arg2_type = ARG_PTR_TO_MAP_KEY,
105  *
106  * ret_type says that this function returns 'pointer to map elem value or null'
107  * function expects 1st argument to be a const pointer to 'struct bpf_map' and
108  * 2nd argument should be a pointer to stack, which will be used inside
109  * the helper function as a pointer to map element key.
110  *
111  * On the kernel side the helper function looks like:
112  * u64 bpf_map_lookup_elem(u64 r1, u64 r2, u64 r3, u64 r4, u64 r5)
113  * {
114  *    struct bpf_map *map = (struct bpf_map *) (unsigned long) r1;
115  *    void *key = (void *) (unsigned long) r2;
116  *    void *value;
117  *
118  *    here kernel can access 'key' and 'map' pointers safely, knowing that
119  *    [key, key + map->key_size) bytes are valid and were initialized on
120  *    the stack of eBPF program.
121  * }
122  *
123  * Corresponding eBPF program may look like:
124  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, BPF_REG_10),  // after this insn R2 type is FRAME_PTR
125  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_2, -4), // after this insn R2 type is PTR_TO_STACK
126  *    BPF_LD_MAP_FD(BPF_REG_1, map_fd),      // after this insn R1 type is CONST_PTR_TO_MAP
127  *    BPF_RAW_INSN(BPF_JMP | BPF_CALL, 0, 0, 0, BPF_FUNC_map_lookup_elem),
128  * here verifier looks at prototype of map_lookup_elem() and sees:
129  * .arg1_type == ARG_CONST_MAP_PTR and R1->type == CONST_PTR_TO_MAP, which is ok,
130  * Now verifier knows that this map has key of R1->map_ptr->key_size bytes
131  *
132  * Then .arg2_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY and R2->type == PTR_TO_STACK, ok so far,
133  * Now verifier checks that [R2, R2 + map's key_size) are within stack limits
134  * and were initialized prior to this call.
135  * If it's ok, then verifier allows this BPF_CALL insn and looks at
136  * .ret_type which is RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, so it sets
137  * R0->type = PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL which means bpf_map_lookup_elem() function
138  * returns either pointer to map value or NULL.
139  *
140  * When type PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL passes through 'if (reg != 0) goto +off'
141  * insn, the register holding that pointer in the true branch changes state to
142  * PTR_TO_MAP_VALUE and the same register changes state to CONST_IMM in the false
143  * branch. See check_cond_jmp_op().
144  *
145  * After the call R0 is set to return type of the function and registers R1-R5
146  * are set to NOT_INIT to indicate that they are no longer readable.
147  *
148  * The following reference types represent a potential reference to a kernel
149  * resource which, after first being allocated, must be checked and freed by
150  * the BPF program:
151  * - PTR_TO_SOCKET_OR_NULL, PTR_TO_SOCKET
152  *
153  * When the verifier sees a helper call return a reference type, it allocates a
154  * pointer id for the reference and stores it in the current function state.
155  * Similar to the way that PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL is converted into
156  * PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_SOCKET_OR_NULL becomes PTR_TO_SOCKET when the type
157  * passes through a NULL-check conditional. For the branch wherein the state is
158  * changed to CONST_IMM, the verifier releases the reference.
159  *
160  * For each helper function that allocates a reference, such as
161  * bpf_sk_lookup_tcp(), there is a corresponding release function, such as
162  * bpf_sk_release(). When a reference type passes into the release function,
163  * the verifier also releases the reference. If any unchecked or unreleased
164  * reference remains at the end of the program, the verifier rejects it.
165  */
166
167 /* verifier_state + insn_idx are pushed to stack when branch is encountered */
168 struct bpf_verifier_stack_elem {
169         /* verifer state is 'st'
170          * before processing instruction 'insn_idx'
171          * and after processing instruction 'prev_insn_idx'
172          */
173         struct bpf_verifier_state st;
174         int insn_idx;
175         int prev_insn_idx;
176         struct bpf_verifier_stack_elem *next;
177         /* length of verifier log at the time this state was pushed on stack */
178         u32 log_pos;
179 };
180
181 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ    8192
182 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES     64
183
184 #define BPF_MAP_KEY_POISON      (1ULL << 63)
185 #define BPF_MAP_KEY_SEEN        (1ULL << 62)
186
187 #define BPF_MAP_PTR_UNPRIV      1UL
188 #define BPF_MAP_PTR_POISON      ((void *)((0xeB9FUL << 1) +     \
189                                           POISON_POINTER_DELTA))
190 #define BPF_MAP_PTR(X)          ((struct bpf_map *)((X) & ~BPF_MAP_PTR_UNPRIV))
191
192 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx);
193 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env, int ref_obj_id);
194 static void invalidate_non_owning_refs(struct bpf_verifier_env *env);
195 static bool in_rbtree_lock_required_cb(struct bpf_verifier_env *env);
196 static int ref_set_non_owning(struct bpf_verifier_env *env,
197                               struct bpf_reg_state *reg);
198 static void specialize_kfunc(struct bpf_verifier_env *env,
199                              u32 func_id, u16 offset, unsigned long *addr);
200 static bool is_trusted_reg(const struct bpf_reg_state *reg);
201
202 static bool bpf_map_ptr_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
203 {
204         return BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) == BPF_MAP_PTR_POISON;
205 }
206
207 static bool bpf_map_ptr_unpriv(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
208 {
209         return aux->map_ptr_state & BPF_MAP_PTR_UNPRIV;
210 }
211
212 static void bpf_map_ptr_store(struct bpf_insn_aux_data *aux,
213                               const struct bpf_map *map, bool unpriv)
214 {
215         BUILD_BUG_ON((unsigned long)BPF_MAP_PTR_POISON & BPF_MAP_PTR_UNPRIV);
216         unpriv |= bpf_map_ptr_unpriv(aux);
217         aux->map_ptr_state = (unsigned long)map |
218                              (unpriv ? BPF_MAP_PTR_UNPRIV : 0UL);
219 }
220
221 static bool bpf_map_key_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
222 {
223         return aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_POISON;
224 }
225
226 static bool bpf_map_key_unseen(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
227 {
228         return !(aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_SEEN);
229 }
230
231 static u64 bpf_map_key_immediate(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
232 {
233         return aux->map_key_state & ~(BPF_MAP_KEY_SEEN | BPF_MAP_KEY_POISON);
234 }
235
236 static void bpf_map_key_store(struct bpf_insn_aux_data *aux, u64 state)
237 {
238         bool poisoned = bpf_map_key_poisoned(aux);
239
240         aux->map_key_state = state | BPF_MAP_KEY_SEEN |
241                              (poisoned ? BPF_MAP_KEY_POISON : 0ULL);
242 }
243
244 static bool bpf_helper_call(const struct bpf_insn *insn)
245 {
246         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
247                insn->src_reg == 0;
248 }
249
250 static bool bpf_pseudo_call(const struct bpf_insn *insn)
251 {
252         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
253                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL;
254 }
255
256 static bool bpf_pseudo_kfunc_call(const struct bpf_insn *insn)
257 {
258         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
259                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL;
260 }
261
262 struct bpf_call_arg_meta {
263         struct bpf_map *map_ptr;
264         bool raw_mode;
265         bool pkt_access;
266         u8 release_regno;
267         int regno;
268         int access_size;
269         int mem_size;
270         u64 msize_max_value;
271         int ref_obj_id;
272         int dynptr_id;
273         int map_uid;
274         int func_id;
275         struct btf *btf;
276         u32 btf_id;
277         struct btf *ret_btf;
278         u32 ret_btf_id;
279         u32 subprogno;
280         struct btf_field *kptr_field;
281 };
282
283 struct bpf_kfunc_call_arg_meta {
284         /* In parameters */
285         struct btf *btf;
286         u32 func_id;
287         u32 kfunc_flags;
288         const struct btf_type *func_proto;
289         const char *func_name;
290         /* Out parameters */
291         u32 ref_obj_id;
292         u8 release_regno;
293         bool r0_rdonly;
294         u32 ret_btf_id;
295         u64 r0_size;
296         u32 subprogno;
297         struct {
298                 u64 value;
299                 bool found;
300         } arg_constant;
301
302         /* arg_{btf,btf_id,owning_ref} are used by kfunc-specific handling,
303          * generally to pass info about user-defined local kptr types to later
304          * verification logic
305          *   bpf_obj_drop
306          *     Record the local kptr type to be drop'd
307          *   bpf_refcount_acquire (via KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR arg type)
308          *     Record the local kptr type to be refcount_incr'd and use
309          *     arg_owning_ref to determine whether refcount_acquire should be
310          *     fallible
311          */
312         struct btf *arg_btf;
313         u32 arg_btf_id;
314         bool arg_owning_ref;
315
316         struct {
317                 struct btf_field *field;
318         } arg_list_head;
319         struct {
320                 struct btf_field *field;
321         } arg_rbtree_root;
322         struct {
323                 enum bpf_dynptr_type type;
324                 u32 id;
325                 u32 ref_obj_id;
326         } initialized_dynptr;
327         struct {
328                 u8 spi;
329                 u8 frameno;
330         } iter;
331         u64 mem_size;
332 };
333
334 struct btf *btf_vmlinux;
335
336 static DEFINE_MUTEX(bpf_verifier_lock);
337
338 static const struct bpf_line_info *
339 find_linfo(const struct bpf_verifier_env *env, u32 insn_off)
340 {
341         const struct bpf_line_info *linfo;
342         const struct bpf_prog *prog;
343         u32 i, nr_linfo;
344
345         prog = env->prog;
346         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
347
348         if (!nr_linfo || insn_off >= prog->len)
349                 return NULL;
350
351         linfo = prog->aux->linfo;
352         for (i = 1; i < nr_linfo; i++)
353                 if (insn_off < linfo[i].insn_off)
354                         break;
355
356         return &linfo[i - 1];
357 }
358
359 __printf(2, 3) static void verbose(void *private_data, const char *fmt, ...)
360 {
361         struct bpf_verifier_env *env = private_data;
362         va_list args;
363
364         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
365                 return;
366
367         va_start(args, fmt);
368         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
369         va_end(args);
370 }
371
372 static const char *ltrim(const char *s)
373 {
374         while (isspace(*s))
375                 s++;
376
377         return s;
378 }
379
380 __printf(3, 4) static void verbose_linfo(struct bpf_verifier_env *env,
381                                          u32 insn_off,
382                                          const char *prefix_fmt, ...)
383 {
384         const struct bpf_line_info *linfo;
385
386         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
387                 return;
388
389         linfo = find_linfo(env, insn_off);
390         if (!linfo || linfo == env->prev_linfo)
391                 return;
392
393         if (prefix_fmt) {
394                 va_list args;
395
396                 va_start(args, prefix_fmt);
397                 bpf_verifier_vlog(&env->log, prefix_fmt, args);
398                 va_end(args);
399         }
400
401         verbose(env, "%s\n",
402                 ltrim(btf_name_by_offset(env->prog->aux->btf,
403                                          linfo->line_off)));
404
405         env->prev_linfo = linfo;
406 }
407
408 static void verbose_invalid_scalar(struct bpf_verifier_env *env,
409                                    struct bpf_reg_state *reg,
410                                    struct tnum *range, const char *ctx,
411                                    const char *reg_name)
412 {
413         char tn_buf[48];
414
415         verbose(env, "At %s the register %s ", ctx, reg_name);
416         if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
417                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
418                 verbose(env, "has value %s", tn_buf);
419         } else {
420                 verbose(env, "has unknown scalar value");
421         }
422         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), *range);
423         verbose(env, " should have been in %s\n", tn_buf);
424 }
425
426 static bool type_is_pkt_pointer(enum bpf_reg_type type)
427 {
428         type = base_type(type);
429         return type == PTR_TO_PACKET ||
430                type == PTR_TO_PACKET_META;
431 }
432
433 static bool type_is_sk_pointer(enum bpf_reg_type type)
434 {
435         return type == PTR_TO_SOCKET ||
436                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON ||
437                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
438                 type == PTR_TO_XDP_SOCK;
439 }
440
441 static bool type_may_be_null(u32 type)
442 {
443         return type & PTR_MAYBE_NULL;
444 }
445
446 static bool reg_not_null(const struct bpf_reg_state *reg)
447 {
448         enum bpf_reg_type type;
449
450         type = reg->type;
451         if (type_may_be_null(type))
452                 return false;
453
454         type = base_type(type);
455         return type == PTR_TO_SOCKET ||
456                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
457                 type == PTR_TO_MAP_VALUE ||
458                 type == PTR_TO_MAP_KEY ||
459                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON ||
460                 (type == PTR_TO_BTF_ID && is_trusted_reg(reg)) ||
461                 type == PTR_TO_MEM;
462 }
463
464 static bool type_is_ptr_alloc_obj(u32 type)
465 {
466         return base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID && type_flag(type) & MEM_ALLOC;
467 }
468
469 static bool type_is_non_owning_ref(u32 type)
470 {
471         return type_is_ptr_alloc_obj(type) && type_flag(type) & NON_OWN_REF;
472 }
473
474 static struct btf_record *reg_btf_record(const struct bpf_reg_state *reg)
475 {
476         struct btf_record *rec = NULL;
477         struct btf_struct_meta *meta;
478
479         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
480                 rec = reg->map_ptr->record;
481         } else if (type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
482                 meta = btf_find_struct_meta(reg->btf, reg->btf_id);
483                 if (meta)
484                         rec = meta->record;
485         }
486         return rec;
487 }
488
489 static bool subprog_is_global(const struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
490 {
491         struct bpf_func_info_aux *aux = env->prog->aux->func_info_aux;
492
493         return aux && aux[subprog].linkage == BTF_FUNC_GLOBAL;
494 }
495
496 static bool reg_may_point_to_spin_lock(const struct bpf_reg_state *reg)
497 {
498         return btf_record_has_field(reg_btf_record(reg), BPF_SPIN_LOCK);
499 }
500
501 static bool type_is_rdonly_mem(u32 type)
502 {
503         return type & MEM_RDONLY;
504 }
505
506 static bool is_acquire_function(enum bpf_func_id func_id,
507                                 const struct bpf_map *map)
508 {
509         enum bpf_map_type map_type = map ? map->map_type : BPF_MAP_TYPE_UNSPEC;
510
511         if (func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_tcp ||
512             func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_udp ||
513             func_id == BPF_FUNC_skc_lookup_tcp ||
514             func_id == BPF_FUNC_ringbuf_reserve ||
515             func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg)
516                 return true;
517
518         if (func_id == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
519             (map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
520              map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH))
521                 return true;
522
523         return false;
524 }
525
526 static bool is_ptr_cast_function(enum bpf_func_id func_id)
527 {
528         return func_id == BPF_FUNC_tcp_sock ||
529                 func_id == BPF_FUNC_sk_fullsock ||
530                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_sock ||
531                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp6_sock ||
532                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_udp6_sock ||
533                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_mptcp_sock ||
534                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_timewait_sock ||
535                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_request_sock;
536 }
537
538 static bool is_dynptr_ref_function(enum bpf_func_id func_id)
539 {
540         return func_id == BPF_FUNC_dynptr_data;
541 }
542
543 static bool is_callback_calling_kfunc(u32 btf_id);
544
545 static bool is_callback_calling_function(enum bpf_func_id func_id)
546 {
547         return func_id == BPF_FUNC_for_each_map_elem ||
548                func_id == BPF_FUNC_timer_set_callback ||
549                func_id == BPF_FUNC_find_vma ||
550                func_id == BPF_FUNC_loop ||
551                func_id == BPF_FUNC_user_ringbuf_drain;
552 }
553
554 static bool is_async_callback_calling_function(enum bpf_func_id func_id)
555 {
556         return func_id == BPF_FUNC_timer_set_callback;
557 }
558
559 static bool is_storage_get_function(enum bpf_func_id func_id)
560 {
561         return func_id == BPF_FUNC_sk_storage_get ||
562                func_id == BPF_FUNC_inode_storage_get ||
563                func_id == BPF_FUNC_task_storage_get ||
564                func_id == BPF_FUNC_cgrp_storage_get;
565 }
566
567 static bool helper_multiple_ref_obj_use(enum bpf_func_id func_id,
568                                         const struct bpf_map *map)
569 {
570         int ref_obj_uses = 0;
571
572         if (is_ptr_cast_function(func_id))
573                 ref_obj_uses++;
574         if (is_acquire_function(func_id, map))
575                 ref_obj_uses++;
576         if (is_dynptr_ref_function(func_id))
577                 ref_obj_uses++;
578
579         return ref_obj_uses > 1;
580 }
581
582 static bool is_cmpxchg_insn(const struct bpf_insn *insn)
583 {
584         return BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX &&
585                BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
586                insn->imm == BPF_CMPXCHG;
587 }
588
589 /* string representation of 'enum bpf_reg_type'
590  *
591  * Note that reg_type_str() can not appear more than once in a single verbose()
592  * statement.
593  */
594 static const char *reg_type_str(struct bpf_verifier_env *env,
595                                 enum bpf_reg_type type)
596 {
597         char postfix[16] = {0}, prefix[64] = {0};
598         static const char * const str[] = {
599                 [NOT_INIT]              = "?",
600                 [SCALAR_VALUE]          = "scalar",
601                 [PTR_TO_CTX]            = "ctx",
602                 [CONST_PTR_TO_MAP]      = "map_ptr",
603                 [PTR_TO_MAP_VALUE]      = "map_value",
604                 [PTR_TO_STACK]          = "fp",
605                 [PTR_TO_PACKET]         = "pkt",
606                 [PTR_TO_PACKET_META]    = "pkt_meta",
607                 [PTR_TO_PACKET_END]     = "pkt_end",
608                 [PTR_TO_FLOW_KEYS]      = "flow_keys",
609                 [PTR_TO_SOCKET]         = "sock",
610                 [PTR_TO_SOCK_COMMON]    = "sock_common",
611                 [PTR_TO_TCP_SOCK]       = "tcp_sock",
612                 [PTR_TO_TP_BUFFER]      = "tp_buffer",
613                 [PTR_TO_XDP_SOCK]       = "xdp_sock",
614                 [PTR_TO_BTF_ID]         = "ptr_",
615                 [PTR_TO_MEM]            = "mem",
616                 [PTR_TO_BUF]            = "buf",
617                 [PTR_TO_FUNC]           = "func",
618                 [PTR_TO_MAP_KEY]        = "map_key",
619                 [CONST_PTR_TO_DYNPTR]   = "dynptr_ptr",
620         };
621
622         if (type & PTR_MAYBE_NULL) {
623                 if (base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID)
624                         strncpy(postfix, "or_null_", 16);
625                 else
626                         strncpy(postfix, "_or_null", 16);
627         }
628
629         snprintf(prefix, sizeof(prefix), "%s%s%s%s%s%s%s",
630                  type & MEM_RDONLY ? "rdonly_" : "",
631                  type & MEM_RINGBUF ? "ringbuf_" : "",
632                  type & MEM_USER ? "user_" : "",
633                  type & MEM_PERCPU ? "percpu_" : "",
634                  type & MEM_RCU ? "rcu_" : "",
635                  type & PTR_UNTRUSTED ? "untrusted_" : "",
636                  type & PTR_TRUSTED ? "trusted_" : ""
637         );
638
639         snprintf(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN, "%s%s%s",
640                  prefix, str[base_type(type)], postfix);
641         return env->tmp_str_buf;
642 }
643
644 static char slot_type_char[] = {
645         [STACK_INVALID] = '?',
646         [STACK_SPILL]   = 'r',
647         [STACK_MISC]    = 'm',
648         [STACK_ZERO]    = '0',
649         [STACK_DYNPTR]  = 'd',
650         [STACK_ITER]    = 'i',
651 };
652
653 static void print_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
654                            enum bpf_reg_liveness live)
655 {
656         if (live & (REG_LIVE_READ | REG_LIVE_WRITTEN | REG_LIVE_DONE))
657             verbose(env, "_");
658         if (live & REG_LIVE_READ)
659                 verbose(env, "r");
660         if (live & REG_LIVE_WRITTEN)
661                 verbose(env, "w");
662         if (live & REG_LIVE_DONE)
663                 verbose(env, "D");
664 }
665
666 static int __get_spi(s32 off)
667 {
668         return (-off - 1) / BPF_REG_SIZE;
669 }
670
671 static struct bpf_func_state *func(struct bpf_verifier_env *env,
672                                    const struct bpf_reg_state *reg)
673 {
674         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
675
676         return cur->frame[reg->frameno];
677 }
678
679 static bool is_spi_bounds_valid(struct bpf_func_state *state, int spi, int nr_slots)
680 {
681        int allocated_slots = state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE;
682
683        /* We need to check that slots between [spi - nr_slots + 1, spi] are
684         * within [0, allocated_stack).
685         *
686         * Please note that the spi grows downwards. For example, a dynptr
687         * takes the size of two stack slots; the first slot will be at
688         * spi and the second slot will be at spi - 1.
689         */
690        return spi - nr_slots + 1 >= 0 && spi < allocated_slots;
691 }
692
693 static int stack_slot_obj_get_spi(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
694                                   const char *obj_kind, int nr_slots)
695 {
696         int off, spi;
697
698         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
699                 verbose(env, "%s has to be at a constant offset\n", obj_kind);
700                 return -EINVAL;
701         }
702
703         off = reg->off + reg->var_off.value;
704         if (off % BPF_REG_SIZE) {
705                 verbose(env, "cannot pass in %s at an offset=%d\n", obj_kind, off);
706                 return -EINVAL;
707         }
708
709         spi = __get_spi(off);
710         if (spi + 1 < nr_slots) {
711                 verbose(env, "cannot pass in %s at an offset=%d\n", obj_kind, off);
712                 return -EINVAL;
713         }
714
715         if (!is_spi_bounds_valid(func(env, reg), spi, nr_slots))
716                 return -ERANGE;
717         return spi;
718 }
719
720 static int dynptr_get_spi(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
721 {
722         return stack_slot_obj_get_spi(env, reg, "dynptr", BPF_DYNPTR_NR_SLOTS);
723 }
724
725 static int iter_get_spi(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg, int nr_slots)
726 {
727         return stack_slot_obj_get_spi(env, reg, "iter", nr_slots);
728 }
729
730 static const char *btf_type_name(const struct btf *btf, u32 id)
731 {
732         return btf_name_by_offset(btf, btf_type_by_id(btf, id)->name_off);
733 }
734
735 static const char *dynptr_type_str(enum bpf_dynptr_type type)
736 {
737         switch (type) {
738         case BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL:
739                 return "local";
740         case BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
741                 return "ringbuf";
742         case BPF_DYNPTR_TYPE_SKB:
743                 return "skb";
744         case BPF_DYNPTR_TYPE_XDP:
745                 return "xdp";
746         case BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID:
747                 return "<invalid>";
748         default:
749                 WARN_ONCE(1, "unknown dynptr type %d\n", type);
750                 return "<unknown>";
751         }
752 }
753
754 static const char *iter_type_str(const struct btf *btf, u32 btf_id)
755 {
756         if (!btf || btf_id == 0)
757                 return "<invalid>";
758
759         /* we already validated that type is valid and has conforming name */
760         return btf_type_name(btf, btf_id) + sizeof(ITER_PREFIX) - 1;
761 }
762
763 static const char *iter_state_str(enum bpf_iter_state state)
764 {
765         switch (state) {
766         case BPF_ITER_STATE_ACTIVE:
767                 return "active";
768         case BPF_ITER_STATE_DRAINED:
769                 return "drained";
770         case BPF_ITER_STATE_INVALID:
771                 return "<invalid>";
772         default:
773                 WARN_ONCE(1, "unknown iter state %d\n", state);
774                 return "<unknown>";
775         }
776 }
777
778 static void mark_reg_scratched(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno)
779 {
780         env->scratched_regs |= 1U << regno;
781 }
782
783 static void mark_stack_slot_scratched(struct bpf_verifier_env *env, u32 spi)
784 {
785         env->scratched_stack_slots |= 1ULL << spi;
786 }
787
788 static bool reg_scratched(const struct bpf_verifier_env *env, u32 regno)
789 {
790         return (env->scratched_regs >> regno) & 1;
791 }
792
793 static bool stack_slot_scratched(const struct bpf_verifier_env *env, u64 regno)
794 {
795         return (env->scratched_stack_slots >> regno) & 1;
796 }
797
798 static bool verifier_state_scratched(const struct bpf_verifier_env *env)
799 {
800         return env->scratched_regs || env->scratched_stack_slots;
801 }
802
803 static void mark_verifier_state_clean(struct bpf_verifier_env *env)
804 {
805         env->scratched_regs = 0U;
806         env->scratched_stack_slots = 0ULL;
807 }
808
809 /* Used for printing the entire verifier state. */
810 static void mark_verifier_state_scratched(struct bpf_verifier_env *env)
811 {
812         env->scratched_regs = ~0U;
813         env->scratched_stack_slots = ~0ULL;
814 }
815
816 static enum bpf_dynptr_type arg_to_dynptr_type(enum bpf_arg_type arg_type)
817 {
818         switch (arg_type & DYNPTR_TYPE_FLAG_MASK) {
819         case DYNPTR_TYPE_LOCAL:
820                 return BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL;
821         case DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
822                 return BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
823         case DYNPTR_TYPE_SKB:
824                 return BPF_DYNPTR_TYPE_SKB;
825         case DYNPTR_TYPE_XDP:
826                 return BPF_DYNPTR_TYPE_XDP;
827         default:
828                 return BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID;
829         }
830 }
831
832 static enum bpf_type_flag get_dynptr_type_flag(enum bpf_dynptr_type type)
833 {
834         switch (type) {
835         case BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL:
836                 return DYNPTR_TYPE_LOCAL;
837         case BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
838                 return DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
839         case BPF_DYNPTR_TYPE_SKB:
840                 return DYNPTR_TYPE_SKB;
841         case BPF_DYNPTR_TYPE_XDP:
842                 return DYNPTR_TYPE_XDP;
843         default:
844                 return 0;
845         }
846 }
847
848 static bool dynptr_type_refcounted(enum bpf_dynptr_type type)
849 {
850         return type == BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
851 }
852
853 static void __mark_dynptr_reg(struct bpf_reg_state *reg,
854                               enum bpf_dynptr_type type,
855                               bool first_slot, int dynptr_id);
856
857 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
858                                 struct bpf_reg_state *reg);
859
860 static void mark_dynptr_stack_regs(struct bpf_verifier_env *env,
861                                    struct bpf_reg_state *sreg1,
862                                    struct bpf_reg_state *sreg2,
863                                    enum bpf_dynptr_type type)
864 {
865         int id = ++env->id_gen;
866
867         __mark_dynptr_reg(sreg1, type, true, id);
868         __mark_dynptr_reg(sreg2, type, false, id);
869 }
870
871 static void mark_dynptr_cb_reg(struct bpf_verifier_env *env,
872                                struct bpf_reg_state *reg,
873                                enum bpf_dynptr_type type)
874 {
875         __mark_dynptr_reg(reg, type, true, ++env->id_gen);
876 }
877
878 static int destroy_if_dynptr_stack_slot(struct bpf_verifier_env *env,
879                                         struct bpf_func_state *state, int spi);
880
881 static int mark_stack_slots_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
882                                    enum bpf_arg_type arg_type, int insn_idx, int clone_ref_obj_id)
883 {
884         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
885         enum bpf_dynptr_type type;
886         int spi, i, err;
887
888         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
889         if (spi < 0)
890                 return spi;
891
892         /* We cannot assume both spi and spi - 1 belong to the same dynptr,
893          * hence we need to call destroy_if_dynptr_stack_slot twice for both,
894          * to ensure that for the following example:
895          *      [d1][d1][d2][d2]
896          * spi    3   2   1   0
897          * So marking spi = 2 should lead to destruction of both d1 and d2. In
898          * case they do belong to same dynptr, second call won't see slot_type
899          * as STACK_DYNPTR and will simply skip destruction.
900          */
901         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
902         if (err)
903                 return err;
904         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi - 1);
905         if (err)
906                 return err;
907
908         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
909                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_DYNPTR;
910                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_DYNPTR;
911         }
912
913         type = arg_to_dynptr_type(arg_type);
914         if (type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID)
915                 return -EINVAL;
916
917         mark_dynptr_stack_regs(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
918                                &state->stack[spi - 1].spilled_ptr, type);
919
920         if (dynptr_type_refcounted(type)) {
921                 /* The id is used to track proper releasing */
922                 int id;
923
924                 if (clone_ref_obj_id)
925                         id = clone_ref_obj_id;
926                 else
927                         id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
928
929                 if (id < 0)
930                         return id;
931
932                 state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id = id;
933                 state->stack[spi - 1].spilled_ptr.ref_obj_id = id;
934         }
935
936         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
937         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
938
939         return 0;
940 }
941
942 static void invalidate_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *state, int spi)
943 {
944         int i;
945
946         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
947                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_INVALID;
948                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_INVALID;
949         }
950
951         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
952         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr);
953
954         /* Why do we need to set REG_LIVE_WRITTEN for STACK_INVALID slot?
955          *
956          * While we don't allow reading STACK_INVALID, it is still possible to
957          * do <8 byte writes marking some but not all slots as STACK_MISC. Then,
958          * helpers or insns can do partial read of that part without failing,
959          * but check_stack_range_initialized, check_stack_read_var_off, and
960          * check_stack_read_fixed_off will do mark_reg_read for all 8-bytes of
961          * the slot conservatively. Hence we need to prevent those liveness
962          * marking walks.
963          *
964          * This was not a problem before because STACK_INVALID is only set by
965          * default (where the default reg state has its reg->parent as NULL), or
966          * in clean_live_states after REG_LIVE_DONE (at which point
967          * mark_reg_read won't walk reg->parent chain), but not randomly during
968          * verifier state exploration (like we did above). Hence, for our case
969          * parentage chain will still be live (i.e. reg->parent may be
970          * non-NULL), while earlier reg->parent was NULL, so we need
971          * REG_LIVE_WRITTEN to screen off read marker propagation when it is
972          * done later on reads or by mark_dynptr_read as well to unnecessary
973          * mark registers in verifier state.
974          */
975         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
976         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
977 }
978
979 static int unmark_stack_slots_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
980 {
981         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
982         int spi, ref_obj_id, i;
983
984         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
985         if (spi < 0)
986                 return spi;
987
988         if (!dynptr_type_refcounted(state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type)) {
989                 invalidate_dynptr(env, state, spi);
990                 return 0;
991         }
992
993         ref_obj_id = state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
994
995         /* If the dynptr has a ref_obj_id, then we need to invalidate
996          * two things:
997          *
998          * 1) Any dynptrs with a matching ref_obj_id (clones)
999          * 2) Any slices derived from this dynptr.
1000          */
1001
1002         /* Invalidate any slices associated with this dynptr */
1003         WARN_ON_ONCE(release_reference(env, ref_obj_id));
1004
1005         /* Invalidate any dynptr clones */
1006         for (i = 1; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
1007                 if (state->stack[i].spilled_ptr.ref_obj_id != ref_obj_id)
1008                         continue;
1009
1010                 /* it should always be the case that if the ref obj id
1011                  * matches then the stack slot also belongs to a
1012                  * dynptr
1013                  */
1014                 if (state->stack[i].slot_type[0] != STACK_DYNPTR) {
1015                         verbose(env, "verifier internal error: misconfigured ref_obj_id\n");
1016                         return -EFAULT;
1017                 }
1018                 if (state->stack[i].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
1019                         invalidate_dynptr(env, state, i);
1020         }
1021
1022         return 0;
1023 }
1024
1025 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
1026                                struct bpf_reg_state *reg);
1027
1028 static void mark_reg_invalid(const struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
1029 {
1030         if (!env->allow_ptr_leaks)
1031                 __mark_reg_not_init(env, reg);
1032         else
1033                 __mark_reg_unknown(env, reg);
1034 }
1035
1036 static int destroy_if_dynptr_stack_slot(struct bpf_verifier_env *env,
1037                                         struct bpf_func_state *state, int spi)
1038 {
1039         struct bpf_func_state *fstate;
1040         struct bpf_reg_state *dreg;
1041         int i, dynptr_id;
1042
1043         /* We always ensure that STACK_DYNPTR is never set partially,
1044          * hence just checking for slot_type[0] is enough. This is
1045          * different for STACK_SPILL, where it may be only set for
1046          * 1 byte, so code has to use is_spilled_reg.
1047          */
1048         if (state->stack[spi].slot_type[0] != STACK_DYNPTR)
1049                 return 0;
1050
1051         /* Reposition spi to first slot */
1052         if (!state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
1053                 spi = spi + 1;
1054
1055         if (dynptr_type_refcounted(state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type)) {
1056                 verbose(env, "cannot overwrite referenced dynptr\n");
1057                 return -EINVAL;
1058         }
1059
1060         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
1061         mark_stack_slot_scratched(env, spi - 1);
1062
1063         /* Writing partially to one dynptr stack slot destroys both. */
1064         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
1065                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_INVALID;
1066                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_INVALID;
1067         }
1068
1069         dynptr_id = state->stack[spi].spilled_ptr.id;
1070         /* Invalidate any slices associated with this dynptr */
1071         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, fstate, dreg, ({
1072                 /* Dynptr slices are only PTR_TO_MEM_OR_NULL and PTR_TO_MEM */
1073                 if (dreg->type != (PTR_TO_MEM | PTR_MAYBE_NULL) && dreg->type != PTR_TO_MEM)
1074                         continue;
1075                 if (dreg->dynptr_id == dynptr_id)
1076                         mark_reg_invalid(env, dreg);
1077         }));
1078
1079         /* Do not release reference state, we are destroying dynptr on stack,
1080          * not using some helper to release it. Just reset register.
1081          */
1082         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
1083         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr);
1084
1085         /* Same reason as unmark_stack_slots_dynptr above */
1086         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1087         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1088
1089         return 0;
1090 }
1091
1092 static bool is_dynptr_reg_valid_uninit(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
1093 {
1094         int spi;
1095
1096         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
1097                 return false;
1098
1099         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
1100
1101         /* -ERANGE (i.e. spi not falling into allocated stack slots) isn't an
1102          * error because this just means the stack state hasn't been updated yet.
1103          * We will do check_mem_access to check and update stack bounds later.
1104          */
1105         if (spi < 0 && spi != -ERANGE)
1106                 return false;
1107
1108         /* We don't need to check if the stack slots are marked by previous
1109          * dynptr initializations because we allow overwriting existing unreferenced
1110          * STACK_DYNPTR slots, see mark_stack_slots_dynptr which calls
1111          * destroy_if_dynptr_stack_slot to ensure dynptr objects at the slots we are
1112          * touching are completely destructed before we reinitialize them for a new
1113          * one. For referenced ones, destroy_if_dynptr_stack_slot returns an error early
1114          * instead of delaying it until the end where the user will get "Unreleased
1115          * reference" error.
1116          */
1117         return true;
1118 }
1119
1120 static bool is_dynptr_reg_valid_init(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
1121 {
1122         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1123         int i, spi;
1124
1125         /* This already represents first slot of initialized bpf_dynptr.
1126          *
1127          * CONST_PTR_TO_DYNPTR already has fixed and var_off as 0 due to
1128          * check_func_arg_reg_off's logic, so we don't need to check its
1129          * offset and alignment.
1130          */
1131         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
1132                 return true;
1133
1134         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
1135         if (spi < 0)
1136                 return false;
1137         if (!state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
1138                 return false;
1139
1140         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
1141                 if (state->stack[spi].slot_type[i] != STACK_DYNPTR ||
1142                     state->stack[spi - 1].slot_type[i] != STACK_DYNPTR)
1143                         return false;
1144         }
1145
1146         return true;
1147 }
1148
1149 static bool is_dynptr_type_expected(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
1150                                     enum bpf_arg_type arg_type)
1151 {
1152         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1153         enum bpf_dynptr_type dynptr_type;
1154         int spi;
1155
1156         /* ARG_PTR_TO_DYNPTR takes any type of dynptr */
1157         if (arg_type == ARG_PTR_TO_DYNPTR)
1158                 return true;
1159
1160         dynptr_type = arg_to_dynptr_type(arg_type);
1161         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
1162                 return reg->dynptr.type == dynptr_type;
1163         } else {
1164                 spi = dynptr_get_spi(env, reg);
1165                 if (spi < 0)
1166                         return false;
1167                 return state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type == dynptr_type;
1168         }
1169 }
1170
1171 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg);
1172
1173 static int mark_stack_slots_iter(struct bpf_verifier_env *env,
1174                                  struct bpf_reg_state *reg, int insn_idx,
1175                                  struct btf *btf, u32 btf_id, int nr_slots)
1176 {
1177         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1178         int spi, i, j, id;
1179
1180         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1181         if (spi < 0)
1182                 return spi;
1183
1184         id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
1185         if (id < 0)
1186                 return id;
1187
1188         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1189                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1190                 struct bpf_reg_state *st = &slot->spilled_ptr;
1191
1192                 __mark_reg_known_zero(st);
1193                 st->type = PTR_TO_STACK; /* we don't have dedicated reg type */
1194                 st->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1195                 st->ref_obj_id = i == 0 ? id : 0;
1196                 st->iter.btf = btf;
1197                 st->iter.btf_id = btf_id;
1198                 st->iter.state = BPF_ITER_STATE_ACTIVE;
1199                 st->iter.depth = 0;
1200
1201                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1202                         slot->slot_type[j] = STACK_ITER;
1203
1204                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
1205         }
1206
1207         return 0;
1208 }
1209
1210 static int unmark_stack_slots_iter(struct bpf_verifier_env *env,
1211                                    struct bpf_reg_state *reg, int nr_slots)
1212 {
1213         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1214         int spi, i, j;
1215
1216         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1217         if (spi < 0)
1218                 return spi;
1219
1220         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1221                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1222                 struct bpf_reg_state *st = &slot->spilled_ptr;
1223
1224                 if (i == 0)
1225                         WARN_ON_ONCE(release_reference(env, st->ref_obj_id));
1226
1227                 __mark_reg_not_init(env, st);
1228
1229                 /* see unmark_stack_slots_dynptr() for why we need to set REG_LIVE_WRITTEN */
1230                 st->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1231
1232                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1233                         slot->slot_type[j] = STACK_INVALID;
1234
1235                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
1236         }
1237
1238         return 0;
1239 }
1240
1241 static bool is_iter_reg_valid_uninit(struct bpf_verifier_env *env,
1242                                      struct bpf_reg_state *reg, int nr_slots)
1243 {
1244         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1245         int spi, i, j;
1246
1247         /* For -ERANGE (i.e. spi not falling into allocated stack slots), we
1248          * will do check_mem_access to check and update stack bounds later, so
1249          * return true for that case.
1250          */
1251         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1252         if (spi == -ERANGE)
1253                 return true;
1254         if (spi < 0)
1255                 return false;
1256
1257         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1258                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1259
1260                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1261                         if (slot->slot_type[j] == STACK_ITER)
1262                                 return false;
1263         }
1264
1265         return true;
1266 }
1267
1268 static bool is_iter_reg_valid_init(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
1269                                    struct btf *btf, u32 btf_id, int nr_slots)
1270 {
1271         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1272         int spi, i, j;
1273
1274         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1275         if (spi < 0)
1276                 return false;
1277
1278         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1279                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1280                 struct bpf_reg_state *st = &slot->spilled_ptr;
1281
1282                 /* only main (first) slot has ref_obj_id set */
1283                 if (i == 0 && !st->ref_obj_id)
1284                         return false;
1285                 if (i != 0 && st->ref_obj_id)
1286                         return false;
1287                 if (st->iter.btf != btf || st->iter.btf_id != btf_id)
1288                         return false;
1289
1290                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1291                         if (slot->slot_type[j] != STACK_ITER)
1292                                 return false;
1293         }
1294
1295         return true;
1296 }
1297
1298 /* Check if given stack slot is "special":
1299  *   - spilled register state (STACK_SPILL);
1300  *   - dynptr state (STACK_DYNPTR);
1301  *   - iter state (STACK_ITER).
1302  */
1303 static bool is_stack_slot_special(const struct bpf_stack_state *stack)
1304 {
1305         enum bpf_stack_slot_type type = stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1];
1306
1307         switch (type) {
1308         case STACK_SPILL:
1309         case STACK_DYNPTR:
1310         case STACK_ITER:
1311                 return true;
1312         case STACK_INVALID:
1313         case STACK_MISC:
1314         case STACK_ZERO:
1315                 return false;
1316         default:
1317                 WARN_ONCE(1, "unknown stack slot type %d\n", type);
1318                 return true;
1319         }
1320 }
1321
1322 /* The reg state of a pointer or a bounded scalar was saved when
1323  * it was spilled to the stack.
1324  */
1325 static bool is_spilled_reg(const struct bpf_stack_state *stack)
1326 {
1327         return stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1] == STACK_SPILL;
1328 }
1329
1330 static bool is_spilled_scalar_reg(const struct bpf_stack_state *stack)
1331 {
1332         return stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1] == STACK_SPILL &&
1333                stack->spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE;
1334 }
1335
1336 static void scrub_spilled_slot(u8 *stype)
1337 {
1338         if (*stype != STACK_INVALID)
1339                 *stype = STACK_MISC;
1340 }
1341
1342 static void print_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
1343                                  const struct bpf_func_state *state,
1344                                  bool print_all)
1345 {
1346         const struct bpf_reg_state *reg;
1347         enum bpf_reg_type t;
1348         int i;
1349
1350         if (state->frameno)
1351                 verbose(env, " frame%d:", state->frameno);
1352         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
1353                 reg = &state->regs[i];
1354                 t = reg->type;
1355                 if (t == NOT_INIT)
1356                         continue;
1357                 if (!print_all && !reg_scratched(env, i))
1358                         continue;
1359                 verbose(env, " R%d", i);
1360                 print_liveness(env, reg->live);
1361                 verbose(env, "=");
1362                 if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
1363                         verbose(env, "P");
1364                 if ((t == SCALAR_VALUE || t == PTR_TO_STACK) &&
1365                     tnum_is_const(reg->var_off)) {
1366                         /* reg->off should be 0 for SCALAR_VALUE */
1367                         verbose(env, "%s", t == SCALAR_VALUE ? "" : reg_type_str(env, t));
1368                         verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
1369                 } else {
1370                         const char *sep = "";
1371
1372                         verbose(env, "%s", reg_type_str(env, t));
1373                         if (base_type(t) == PTR_TO_BTF_ID)
1374                                 verbose(env, "%s", btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id));
1375                         verbose(env, "(");
1376 /*
1377  * _a stands for append, was shortened to avoid multiline statements below.
1378  * This macro is used to output a comma separated list of attributes.
1379  */
1380 #define verbose_a(fmt, ...) ({ verbose(env, "%s" fmt, sep, __VA_ARGS__); sep = ","; })
1381
1382                         if (reg->id)
1383                                 verbose_a("id=%d", reg->id);
1384                         if (reg->ref_obj_id)
1385                                 verbose_a("ref_obj_id=%d", reg->ref_obj_id);
1386                         if (type_is_non_owning_ref(reg->type))
1387                                 verbose_a("%s", "non_own_ref");
1388                         if (t != SCALAR_VALUE)
1389                                 verbose_a("off=%d", reg->off);
1390                         if (type_is_pkt_pointer(t))
1391                                 verbose_a("r=%d", reg->range);
1392                         else if (base_type(t) == CONST_PTR_TO_MAP ||
1393                                  base_type(t) == PTR_TO_MAP_KEY ||
1394                                  base_type(t) == PTR_TO_MAP_VALUE)
1395                                 verbose_a("ks=%d,vs=%d",
1396                                           reg->map_ptr->key_size,
1397                                           reg->map_ptr->value_size);
1398                         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
1399                                 /* Typically an immediate SCALAR_VALUE, but
1400                                  * could be a pointer whose offset is too big
1401                                  * for reg->off
1402                                  */
1403                                 verbose_a("imm=%llx", reg->var_off.value);
1404                         } else {
1405                                 if (reg->smin_value != reg->umin_value &&
1406                                     reg->smin_value != S64_MIN)
1407                                         verbose_a("smin=%lld", (long long)reg->smin_value);
1408                                 if (reg->smax_value != reg->umax_value &&
1409                                     reg->smax_value != S64_MAX)
1410                                         verbose_a("smax=%lld", (long long)reg->smax_value);
1411                                 if (reg->umin_value != 0)
1412                                         verbose_a("umin=%llu", (unsigned long long)reg->umin_value);
1413                                 if (reg->umax_value != U64_MAX)
1414                                         verbose_a("umax=%llu", (unsigned long long)reg->umax_value);
1415                                 if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
1416                                         char tn_buf[48];
1417
1418                                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
1419                                         verbose_a("var_off=%s", tn_buf);
1420                                 }
1421                                 if (reg->s32_min_value != reg->smin_value &&
1422                                     reg->s32_min_value != S32_MIN)
1423                                         verbose_a("s32_min=%d", (int)(reg->s32_min_value));
1424                                 if (reg->s32_max_value != reg->smax_value &&
1425                                     reg->s32_max_value != S32_MAX)
1426                                         verbose_a("s32_max=%d", (int)(reg->s32_max_value));
1427                                 if (reg->u32_min_value != reg->umin_value &&
1428                                     reg->u32_min_value != U32_MIN)
1429                                         verbose_a("u32_min=%d", (int)(reg->u32_min_value));
1430                                 if (reg->u32_max_value != reg->umax_value &&
1431                                     reg->u32_max_value != U32_MAX)
1432                                         verbose_a("u32_max=%d", (int)(reg->u32_max_value));
1433                         }
1434 #undef verbose_a
1435
1436                         verbose(env, ")");
1437                 }
1438         }
1439         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
1440                 char types_buf[BPF_REG_SIZE + 1];
1441                 bool valid = false;
1442                 int j;
1443
1444                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++) {
1445                         if (state->stack[i].slot_type[j] != STACK_INVALID)
1446                                 valid = true;
1447                         types_buf[j] = slot_type_char[state->stack[i].slot_type[j]];
1448                 }
1449                 types_buf[BPF_REG_SIZE] = 0;
1450                 if (!valid)
1451                         continue;
1452                 if (!print_all && !stack_slot_scratched(env, i))
1453                         continue;
1454                 switch (state->stack[i].slot_type[BPF_REG_SIZE - 1]) {
1455                 case STACK_SPILL:
1456                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
1457                         t = reg->type;
1458
1459                         verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
1460                         print_liveness(env, reg->live);
1461                         verbose(env, "=%s", t == SCALAR_VALUE ? "" : reg_type_str(env, t));
1462                         if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
1463                                 verbose(env, "P");
1464                         if (t == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off))
1465                                 verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
1466                         break;
1467                 case STACK_DYNPTR:
1468                         i += BPF_DYNPTR_NR_SLOTS - 1;
1469                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
1470
1471                         verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
1472                         print_liveness(env, reg->live);
1473                         verbose(env, "=dynptr_%s", dynptr_type_str(reg->dynptr.type));
1474                         if (reg->ref_obj_id)
1475                                 verbose(env, "(ref_id=%d)", reg->ref_obj_id);
1476                         break;
1477                 case STACK_ITER:
1478                         /* only main slot has ref_obj_id set; skip others */
1479                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
1480                         if (!reg->ref_obj_id)
1481                                 continue;
1482
1483                         verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
1484                         print_liveness(env, reg->live);
1485                         verbose(env, "=iter_%s(ref_id=%d,state=%s,depth=%u)",
1486                                 iter_type_str(reg->iter.btf, reg->iter.btf_id),
1487                                 reg->ref_obj_id, iter_state_str(reg->iter.state),
1488                                 reg->iter.depth);
1489                         break;
1490                 case STACK_MISC:
1491                 case STACK_ZERO:
1492                 default:
1493                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
1494
1495                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1496                                 types_buf[j] = slot_type_char[state->stack[i].slot_type[j]];
1497                         types_buf[BPF_REG_SIZE] = 0;
1498
1499                         verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
1500                         print_liveness(env, reg->live);
1501                         verbose(env, "=%s", types_buf);
1502                         break;
1503                 }
1504         }
1505         if (state->acquired_refs && state->refs[0].id) {
1506                 verbose(env, " refs=%d", state->refs[0].id);
1507                 for (i = 1; i < state->acquired_refs; i++)
1508                         if (state->refs[i].id)
1509                                 verbose(env, ",%d", state->refs[i].id);
1510         }
1511         if (state->in_callback_fn)
1512                 verbose(env, " cb");
1513         if (state->in_async_callback_fn)
1514                 verbose(env, " async_cb");
1515         verbose(env, "\n");
1516         mark_verifier_state_clean(env);
1517 }
1518
1519 static inline u32 vlog_alignment(u32 pos)
1520 {
1521         return round_up(max(pos + BPF_LOG_MIN_ALIGNMENT / 2, BPF_LOG_ALIGNMENT),
1522                         BPF_LOG_MIN_ALIGNMENT) - pos - 1;
1523 }
1524
1525 static void print_insn_state(struct bpf_verifier_env *env,
1526                              const struct bpf_func_state *state)
1527 {
1528         if (env->prev_log_pos && env->prev_log_pos == env->log.end_pos) {
1529                 /* remove new line character */
1530                 bpf_vlog_reset(&env->log, env->prev_log_pos - 1);
1531                 verbose(env, "%*c;", vlog_alignment(env->prev_insn_print_pos), ' ');
1532         } else {
1533                 verbose(env, "%d:", env->insn_idx);
1534         }
1535         print_verifier_state(env, state, false);
1536 }
1537
1538 /* copy array src of length n * size bytes to dst. dst is reallocated if it's too
1539  * small to hold src. This is different from krealloc since we don't want to preserve
1540  * the contents of dst.
1541  *
1542  * Leaves dst untouched if src is NULL or length is zero. Returns NULL if memory could
1543  * not be allocated.
1544  */
1545 static void *copy_array(void *dst, const void *src, size_t n, size_t size, gfp_t flags)
1546 {
1547         size_t alloc_bytes;
1548         void *orig = dst;
1549         size_t bytes;
1550
1551         if (ZERO_OR_NULL_PTR(src))
1552                 goto out;
1553
1554         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
1555                 return NULL;
1556
1557         alloc_bytes = max(ksize(orig), kmalloc_size_roundup(bytes));
1558         dst = krealloc(orig, alloc_bytes, flags);
1559         if (!dst) {
1560                 kfree(orig);
1561                 return NULL;
1562         }
1563
1564         memcpy(dst, src, bytes);
1565 out:
1566         return dst ? dst : ZERO_SIZE_PTR;
1567 }
1568
1569 /* resize an array from old_n items to new_n items. the array is reallocated if it's too
1570  * small to hold new_n items. new items are zeroed out if the array grows.
1571  *
1572  * Contrary to krealloc_array, does not free arr if new_n is zero.
1573  */
1574 static void *realloc_array(void *arr, size_t old_n, size_t new_n, size_t size)
1575 {
1576         size_t alloc_size;
1577         void *new_arr;
1578
1579         if (!new_n || old_n == new_n)
1580                 goto out;
1581
1582         alloc_size = kmalloc_size_roundup(size_mul(new_n, size));
1583         new_arr = krealloc(arr, alloc_size, GFP_KERNEL);
1584         if (!new_arr) {
1585                 kfree(arr);
1586                 return NULL;
1587         }
1588         arr = new_arr;
1589
1590         if (new_n > old_n)
1591                 memset(arr + old_n * size, 0, (new_n - old_n) * size);
1592
1593 out:
1594         return arr ? arr : ZERO_SIZE_PTR;
1595 }
1596
1597 static int copy_reference_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
1598 {
1599         dst->refs = copy_array(dst->refs, src->refs, src->acquired_refs,
1600                                sizeof(struct bpf_reference_state), GFP_KERNEL);
1601         if (!dst->refs)
1602                 return -ENOMEM;
1603
1604         dst->acquired_refs = src->acquired_refs;
1605         return 0;
1606 }
1607
1608 static int copy_stack_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
1609 {
1610         size_t n = src->allocated_stack / BPF_REG_SIZE;
1611
1612         dst->stack = copy_array(dst->stack, src->stack, n, sizeof(struct bpf_stack_state),
1613                                 GFP_KERNEL);
1614         if (!dst->stack)
1615                 return -ENOMEM;
1616
1617         dst->allocated_stack = src->allocated_stack;
1618         return 0;
1619 }
1620
1621 static int resize_reference_state(struct bpf_func_state *state, size_t n)
1622 {
1623         state->refs = realloc_array(state->refs, state->acquired_refs, n,
1624                                     sizeof(struct bpf_reference_state));
1625         if (!state->refs)
1626                 return -ENOMEM;
1627
1628         state->acquired_refs = n;
1629         return 0;
1630 }
1631
1632 static int grow_stack_state(struct bpf_func_state *state, int size)
1633 {
1634         size_t old_n = state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE, n = size / BPF_REG_SIZE;
1635
1636         if (old_n >= n)
1637                 return 0;
1638
1639         state->stack = realloc_array(state->stack, old_n, n, sizeof(struct bpf_stack_state));
1640         if (!state->stack)
1641                 return -ENOMEM;
1642
1643         state->allocated_stack = size;
1644         return 0;
1645 }
1646
1647 /* Acquire a pointer id from the env and update the state->refs to include
1648  * this new pointer reference.
1649  * On success, returns a valid pointer id to associate with the register
1650  * On failure, returns a negative errno.
1651  */
1652 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
1653 {
1654         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
1655         int new_ofs = state->acquired_refs;
1656         int id, err;
1657
1658         err = resize_reference_state(state, state->acquired_refs + 1);
1659         if (err)
1660                 return err;
1661         id = ++env->id_gen;
1662         state->refs[new_ofs].id = id;
1663         state->refs[new_ofs].insn_idx = insn_idx;
1664         state->refs[new_ofs].callback_ref = state->in_callback_fn ? state->frameno : 0;
1665
1666         return id;
1667 }
1668
1669 /* release function corresponding to acquire_reference_state(). Idempotent. */
1670 static int release_reference_state(struct bpf_func_state *state, int ptr_id)
1671 {
1672         int i, last_idx;
1673
1674         last_idx = state->acquired_refs - 1;
1675         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
1676                 if (state->refs[i].id == ptr_id) {
1677                         /* Cannot release caller references in callbacks */
1678                         if (state->in_callback_fn && state->refs[i].callback_ref != state->frameno)
1679                                 return -EINVAL;
1680                         if (last_idx && i != last_idx)
1681                                 memcpy(&state->refs[i], &state->refs[last_idx],
1682                                        sizeof(*state->refs));
1683                         memset(&state->refs[last_idx], 0, sizeof(*state->refs));
1684                         state->acquired_refs--;
1685                         return 0;
1686                 }
1687         }
1688         return -EINVAL;
1689 }
1690
1691 static void free_func_state(struct bpf_func_state *state)
1692 {
1693         if (!state)
1694                 return;
1695         kfree(state->refs);
1696         kfree(state->stack);
1697         kfree(state);
1698 }
1699
1700 static void clear_jmp_history(struct bpf_verifier_state *state)
1701 {
1702         kfree(state->jmp_history);
1703         state->jmp_history = NULL;
1704         state->jmp_history_cnt = 0;
1705 }
1706
1707 static void free_verifier_state(struct bpf_verifier_state *state,
1708                                 bool free_self)
1709 {
1710         int i;
1711
1712         for (i = 0; i <= state->curframe; i++) {
1713                 free_func_state(state->frame[i]);
1714                 state->frame[i] = NULL;
1715         }
1716         clear_jmp_history(state);
1717         if (free_self)
1718                 kfree(state);
1719 }
1720
1721 /* copy verifier state from src to dst growing dst stack space
1722  * when necessary to accommodate larger src stack
1723  */
1724 static int copy_func_state(struct bpf_func_state *dst,
1725                            const struct bpf_func_state *src)
1726 {
1727         int err;
1728
1729         memcpy(dst, src, offsetof(struct bpf_func_state, acquired_refs));
1730         err = copy_reference_state(dst, src);
1731         if (err)
1732                 return err;
1733         return copy_stack_state(dst, src);
1734 }
1735
1736 static int copy_verifier_state(struct bpf_verifier_state *dst_state,
1737                                const struct bpf_verifier_state *src)
1738 {
1739         struct bpf_func_state *dst;
1740         int i, err;
1741
1742         dst_state->jmp_history = copy_array(dst_state->jmp_history, src->jmp_history,
1743                                             src->jmp_history_cnt, sizeof(struct bpf_idx_pair),
1744                                             GFP_USER);
1745         if (!dst_state->jmp_history)
1746                 return -ENOMEM;
1747         dst_state->jmp_history_cnt = src->jmp_history_cnt;
1748
1749         /* if dst has more stack frames then src frame, free them */
1750         for (i = src->curframe + 1; i <= dst_state->curframe; i++) {
1751                 free_func_state(dst_state->frame[i]);
1752                 dst_state->frame[i] = NULL;
1753         }
1754         dst_state->speculative = src->speculative;
1755         dst_state->active_rcu_lock = src->active_rcu_lock;
1756         dst_state->curframe = src->curframe;
1757         dst_state->active_lock.ptr = src->active_lock.ptr;
1758         dst_state->active_lock.id = src->active_lock.id;
1759         dst_state->branches = src->branches;
1760         dst_state->parent = src->parent;
1761         dst_state->first_insn_idx = src->first_insn_idx;
1762         dst_state->last_insn_idx = src->last_insn_idx;
1763         for (i = 0; i <= src->curframe; i++) {
1764                 dst = dst_state->frame[i];
1765                 if (!dst) {
1766                         dst = kzalloc(sizeof(*dst), GFP_KERNEL);
1767                         if (!dst)
1768                                 return -ENOMEM;
1769                         dst_state->frame[i] = dst;
1770                 }
1771                 err = copy_func_state(dst, src->frame[i]);
1772                 if (err)
1773                         return err;
1774         }
1775         return 0;
1776 }
1777
1778 static void update_branch_counts(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
1779 {
1780         while (st) {
1781                 u32 br = --st->branches;
1782
1783                 /* WARN_ON(br > 1) technically makes sense here,
1784                  * but see comment in push_stack(), hence:
1785                  */
1786                 WARN_ONCE((int)br < 0,
1787                           "BUG update_branch_counts:branches_to_explore=%d\n",
1788                           br);
1789                 if (br)
1790                         break;
1791                 st = st->parent;
1792         }
1793 }
1794
1795 static int pop_stack(struct bpf_verifier_env *env, int *prev_insn_idx,
1796                      int *insn_idx, bool pop_log)
1797 {
1798         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1799         struct bpf_verifier_stack_elem *elem, *head = env->head;
1800         int err;
1801
1802         if (env->head == NULL)
1803                 return -ENOENT;
1804
1805         if (cur) {
1806                 err = copy_verifier_state(cur, &head->st);
1807                 if (err)
1808                         return err;
1809         }
1810         if (pop_log)
1811                 bpf_vlog_reset(&env->log, head->log_pos);
1812         if (insn_idx)
1813                 *insn_idx = head->insn_idx;
1814         if (prev_insn_idx)
1815                 *prev_insn_idx = head->prev_insn_idx;
1816         elem = head->next;
1817         free_verifier_state(&head->st, false);
1818         kfree(head);
1819         env->head = elem;
1820         env->stack_size--;
1821         return 0;
1822 }
1823
1824 static struct bpf_verifier_state *push_stack(struct bpf_verifier_env *env,
1825                                              int insn_idx, int prev_insn_idx,
1826                                              bool speculative)
1827 {
1828         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1829         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
1830         int err;
1831
1832         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
1833         if (!elem)
1834                 goto err;
1835
1836         elem->insn_idx = insn_idx;
1837         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
1838         elem->next = env->head;
1839         elem->log_pos = env->log.end_pos;
1840         env->head = elem;
1841         env->stack_size++;
1842         err = copy_verifier_state(&elem->st, cur);
1843         if (err)
1844                 goto err;
1845         elem->st.speculative |= speculative;
1846         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
1847                 verbose(env, "The sequence of %d jumps is too complex.\n",
1848                         env->stack_size);
1849                 goto err;
1850         }
1851         if (elem->st.parent) {
1852                 ++elem->st.parent->branches;
1853                 /* WARN_ON(branches > 2) technically makes sense here,
1854                  * but
1855                  * 1. speculative states will bump 'branches' for non-branch
1856                  * instructions
1857                  * 2. is_state_visited() heuristics may decide not to create
1858                  * a new state for a sequence of branches and all such current
1859                  * and cloned states will be pointing to a single parent state
1860                  * which might have large 'branches' count.
1861                  */
1862         }
1863         return &elem->st;
1864 err:
1865         free_verifier_state(env->cur_state, true);
1866         env->cur_state = NULL;
1867         /* pop all elements and return */
1868         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
1869         return NULL;
1870 }
1871
1872 #define CALLER_SAVED_REGS 6
1873 static const int caller_saved[CALLER_SAVED_REGS] = {
1874         BPF_REG_0, BPF_REG_1, BPF_REG_2, BPF_REG_3, BPF_REG_4, BPF_REG_5
1875 };
1876
1877 /* This helper doesn't clear reg->id */
1878 static void ___mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1879 {
1880         reg->var_off = tnum_const(imm);
1881         reg->smin_value = (s64)imm;
1882         reg->smax_value = (s64)imm;
1883         reg->umin_value = imm;
1884         reg->umax_value = imm;
1885
1886         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1887         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1888         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1889         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1890 }
1891
1892 /* Mark the unknown part of a register (variable offset or scalar value) as
1893  * known to have the value @imm.
1894  */
1895 static void __mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1896 {
1897         /* Clear off and union(map_ptr, range) */
1898         memset(((u8 *)reg) + sizeof(reg->type), 0,
1899                offsetof(struct bpf_reg_state, var_off) - sizeof(reg->type));
1900         reg->id = 0;
1901         reg->ref_obj_id = 0;
1902         ___mark_reg_known(reg, imm);
1903 }
1904
1905 static void __mark_reg32_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1906 {
1907         reg->var_off = tnum_const_subreg(reg->var_off, imm);
1908         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1909         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1910         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1911         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1912 }
1913
1914 /* Mark the 'variable offset' part of a register as zero.  This should be
1915  * used only on registers holding a pointer type.
1916  */
1917 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1918 {
1919         __mark_reg_known(reg, 0);
1920 }
1921
1922 static void __mark_reg_const_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1923 {
1924         __mark_reg_known(reg, 0);
1925         reg->type = SCALAR_VALUE;
1926 }
1927
1928 static void mark_reg_known_zero(struct bpf_verifier_env *env,
1929                                 struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1930 {
1931         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1932                 verbose(env, "mark_reg_known_zero(regs, %u)\n", regno);
1933                 /* Something bad happened, let's kill all regs */
1934                 for (regno = 0; regno < MAX_BPF_REG; regno++)
1935                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1936                 return;
1937         }
1938         __mark_reg_known_zero(regs + regno);
1939 }
1940
1941 static void __mark_dynptr_reg(struct bpf_reg_state *reg, enum bpf_dynptr_type type,
1942                               bool first_slot, int dynptr_id)
1943 {
1944         /* reg->type has no meaning for STACK_DYNPTR, but when we set reg for
1945          * callback arguments, it does need to be CONST_PTR_TO_DYNPTR, so simply
1946          * set it unconditionally as it is ignored for STACK_DYNPTR anyway.
1947          */
1948         __mark_reg_known_zero(reg);
1949         reg->type = CONST_PTR_TO_DYNPTR;
1950         /* Give each dynptr a unique id to uniquely associate slices to it. */
1951         reg->id = dynptr_id;
1952         reg->dynptr.type = type;
1953         reg->dynptr.first_slot = first_slot;
1954 }
1955
1956 static void mark_ptr_not_null_reg(struct bpf_reg_state *reg)
1957 {
1958         if (base_type(reg->type) == PTR_TO_MAP_VALUE) {
1959                 const struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
1960
1961                 if (map->inner_map_meta) {
1962                         reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
1963                         reg->map_ptr = map->inner_map_meta;
1964                         /* transfer reg's id which is unique for every map_lookup_elem
1965                          * as UID of the inner map.
1966                          */
1967                         if (btf_record_has_field(map->inner_map_meta->record, BPF_TIMER))
1968                                 reg->map_uid = reg->id;
1969                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_XSKMAP) {
1970                         reg->type = PTR_TO_XDP_SOCK;
1971                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
1972                            map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH) {
1973                         reg->type = PTR_TO_SOCKET;
1974                 } else {
1975                         reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
1976                 }
1977                 return;
1978         }
1979
1980         reg->type &= ~PTR_MAYBE_NULL;
1981 }
1982
1983 static void mark_reg_graph_node(struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
1984                                 struct btf_field_graph_root *ds_head)
1985 {
1986         __mark_reg_known_zero(&regs[regno]);
1987         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
1988         regs[regno].btf = ds_head->btf;
1989         regs[regno].btf_id = ds_head->value_btf_id;
1990         regs[regno].off = ds_head->node_offset;
1991 }
1992
1993 static bool reg_is_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg)
1994 {
1995         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
1996 }
1997
1998 static bool reg_is_pkt_pointer_any(const struct bpf_reg_state *reg)
1999 {
2000         return reg_is_pkt_pointer(reg) ||
2001                reg->type == PTR_TO_PACKET_END;
2002 }
2003
2004 static bool reg_is_dynptr_slice_pkt(const struct bpf_reg_state *reg)
2005 {
2006         return base_type(reg->type) == PTR_TO_MEM &&
2007                 (reg->type & DYNPTR_TYPE_SKB || reg->type & DYNPTR_TYPE_XDP);
2008 }
2009
2010 /* Unmodified PTR_TO_PACKET[_META,_END] register from ctx access. */
2011 static bool reg_is_init_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg,
2012                                     enum bpf_reg_type which)
2013 {
2014         /* The register can already have a range from prior markings.
2015          * This is fine as long as it hasn't been advanced from its
2016          * origin.
2017          */
2018         return reg->type == which &&
2019                reg->id == 0 &&
2020                reg->off == 0 &&
2021                tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
2022 }
2023
2024 /* Reset the min/max bounds of a register */
2025 static void __mark_reg_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2026 {
2027         reg->smin_value = S64_MIN;
2028         reg->smax_value = S64_MAX;
2029         reg->umin_value = 0;
2030         reg->umax_value = U64_MAX;
2031
2032         reg->s32_min_value = S32_MIN;
2033         reg->s32_max_value = S32_MAX;
2034         reg->u32_min_value = 0;
2035         reg->u32_max_value = U32_MAX;
2036 }
2037
2038 static void __mark_reg64_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2039 {
2040         reg->smin_value = S64_MIN;
2041         reg->smax_value = S64_MAX;
2042         reg->umin_value = 0;
2043         reg->umax_value = U64_MAX;
2044 }
2045
2046 static void __mark_reg32_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2047 {
2048         reg->s32_min_value = S32_MIN;
2049         reg->s32_max_value = S32_MAX;
2050         reg->u32_min_value = 0;
2051         reg->u32_max_value = U32_MAX;
2052 }
2053
2054 static void __update_reg32_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2055 {
2056         struct tnum var32_off = tnum_subreg(reg->var_off);
2057
2058         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
2059         reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value,
2060                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MIN));
2061         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
2062         reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value,
2063                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MAX));
2064         reg->u32_min_value = max_t(u32, reg->u32_min_value, (u32)var32_off.value);
2065         reg->u32_max_value = min(reg->u32_max_value,
2066                                  (u32)(var32_off.value | var32_off.mask));
2067 }
2068
2069 static void __update_reg64_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2070 {
2071         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
2072         reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value,
2073                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MIN));
2074         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
2075         reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value,
2076                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MAX));
2077         reg->umin_value = max(reg->umin_value, reg->var_off.value);
2078         reg->umax_value = min(reg->umax_value,
2079                               reg->var_off.value | reg->var_off.mask);
2080 }
2081
2082 static void __update_reg_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2083 {
2084         __update_reg32_bounds(reg);
2085         __update_reg64_bounds(reg);
2086 }
2087
2088 /* Uses signed min/max values to inform unsigned, and vice-versa */
2089 static void __reg32_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2090 {
2091         /* Learn sign from signed bounds.
2092          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
2093          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
2094          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
2095          */
2096         if (reg->s32_min_value >= 0 || reg->s32_max_value < 0) {
2097                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
2098                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
2099                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
2100                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
2101                 return;
2102         }
2103         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
2104          * boundary, so we must be careful.
2105          */
2106         if ((s32)reg->u32_max_value >= 0) {
2107                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
2108                  * is positive, hence safe.
2109                  */
2110                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value;
2111                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
2112                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
2113         } else if ((s32)reg->u32_min_value < 0) {
2114                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
2115                  * is negative, hence safe.
2116                  */
2117                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
2118                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
2119                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value;
2120         }
2121 }
2122
2123 static void __reg64_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2124 {
2125         /* Learn sign from signed bounds.
2126          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
2127          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
2128          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
2129          */
2130         if (reg->smin_value >= 0 || reg->smax_value < 0) {
2131                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
2132                                                           reg->umin_value);
2133                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
2134                                                           reg->umax_value);
2135                 return;
2136         }
2137         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
2138          * boundary, so we must be careful.
2139          */
2140         if ((s64)reg->umax_value >= 0) {
2141                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
2142                  * is positive, hence safe.
2143                  */
2144                 reg->smin_value = reg->umin_value;
2145                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
2146                                                           reg->umax_value);
2147         } else if ((s64)reg->umin_value < 0) {
2148                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
2149                  * is negative, hence safe.
2150                  */
2151                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
2152                                                           reg->umin_value);
2153                 reg->smax_value = reg->umax_value;
2154         }
2155 }
2156
2157 static void __reg_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2158 {
2159         __reg32_deduce_bounds(reg);
2160         __reg64_deduce_bounds(reg);
2161 }
2162
2163 /* Attempts to improve var_off based on unsigned min/max information */
2164 static void __reg_bound_offset(struct bpf_reg_state *reg)
2165 {
2166         struct tnum var64_off = tnum_intersect(reg->var_off,
2167                                                tnum_range(reg->umin_value,
2168                                                           reg->umax_value));
2169         struct tnum var32_off = tnum_intersect(tnum_subreg(var64_off),
2170                                                tnum_range(reg->u32_min_value,
2171                                                           reg->u32_max_value));
2172
2173         reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(var64_off), var32_off);
2174 }
2175
2176 static void reg_bounds_sync(struct bpf_reg_state *reg)
2177 {
2178         /* We might have learned new bounds from the var_off. */
2179         __update_reg_bounds(reg);
2180         /* We might have learned something about the sign bit. */
2181         __reg_deduce_bounds(reg);
2182         /* We might have learned some bits from the bounds. */
2183         __reg_bound_offset(reg);
2184         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
2185          * slightly, e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
2186          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
2187          */
2188         __update_reg_bounds(reg);
2189 }
2190
2191 static bool __reg32_bound_s64(s32 a)
2192 {
2193         return a >= 0 && a <= S32_MAX;
2194 }
2195
2196 static void __reg_assign_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
2197 {
2198         reg->umin_value = reg->u32_min_value;
2199         reg->umax_value = reg->u32_max_value;
2200
2201         /* Attempt to pull 32-bit signed bounds into 64-bit bounds but must
2202          * be positive otherwise set to worse case bounds and refine later
2203          * from tnum.
2204          */
2205         if (__reg32_bound_s64(reg->s32_min_value) &&
2206             __reg32_bound_s64(reg->s32_max_value)) {
2207                 reg->smin_value = reg->s32_min_value;
2208                 reg->smax_value = reg->s32_max_value;
2209         } else {
2210                 reg->smin_value = 0;
2211                 reg->smax_value = U32_MAX;
2212         }
2213 }
2214
2215 static void __reg_combine_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
2216 {
2217         /* special case when 64-bit register has upper 32-bit register
2218          * zeroed. Typically happens after zext or <<32, >>32 sequence
2219          * allowing us to use 32-bit bounds directly,
2220          */
2221         if (tnum_equals_const(tnum_clear_subreg(reg->var_off), 0)) {
2222                 __reg_assign_32_into_64(reg);
2223         } else {
2224                 /* Otherwise the best we can do is push lower 32bit known and
2225                  * unknown bits into register (var_off set from jmp logic)
2226                  * then learn as much as possible from the 64-bit tnum
2227                  * known and unknown bits. The previous smin/smax bounds are
2228                  * invalid here because of jmp32 compare so mark them unknown
2229                  * so they do not impact tnum bounds calculation.
2230                  */
2231                 __mark_reg64_unbounded(reg);
2232         }
2233         reg_bounds_sync(reg);
2234 }
2235
2236 static bool __reg64_bound_s32(s64 a)
2237 {
2238         return a >= S32_MIN && a <= S32_MAX;
2239 }
2240
2241 static bool __reg64_bound_u32(u64 a)
2242 {
2243         return a >= U32_MIN && a <= U32_MAX;
2244 }
2245
2246 static void __reg_combine_64_into_32(struct bpf_reg_state *reg)
2247 {
2248         __mark_reg32_unbounded(reg);
2249         if (__reg64_bound_s32(reg->smin_value) && __reg64_bound_s32(reg->smax_value)) {
2250                 reg->s32_min_value = (s32)reg->smin_value;
2251                 reg->s32_max_value = (s32)reg->smax_value;
2252         }
2253         if (__reg64_bound_u32(reg->umin_value) && __reg64_bound_u32(reg->umax_value)) {
2254                 reg->u32_min_value = (u32)reg->umin_value;
2255                 reg->u32_max_value = (u32)reg->umax_value;
2256         }
2257         reg_bounds_sync(reg);
2258 }
2259
2260 /* Mark a register as having a completely unknown (scalar) value. */
2261 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
2262                                struct bpf_reg_state *reg)
2263 {
2264         /*
2265          * Clear type, off, and union(map_ptr, range) and
2266          * padding between 'type' and union
2267          */
2268         memset(reg, 0, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off));
2269         reg->type = SCALAR_VALUE;
2270         reg->id = 0;
2271         reg->ref_obj_id = 0;
2272         reg->var_off = tnum_unknown;
2273         reg->frameno = 0;
2274         reg->precise = !env->bpf_capable;
2275         __mark_reg_unbounded(reg);
2276 }
2277
2278 static void mark_reg_unknown(struct bpf_verifier_env *env,
2279                              struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
2280 {
2281         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
2282                 verbose(env, "mark_reg_unknown(regs, %u)\n", regno);
2283                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
2284                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
2285                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2286                 return;
2287         }
2288         __mark_reg_unknown(env, regs + regno);
2289 }
2290
2291 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
2292                                 struct bpf_reg_state *reg)
2293 {
2294         __mark_reg_unknown(env, reg);
2295         reg->type = NOT_INIT;
2296 }
2297
2298 static void mark_reg_not_init(struct bpf_verifier_env *env,
2299                               struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
2300 {
2301         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
2302                 verbose(env, "mark_reg_not_init(regs, %u)\n", regno);
2303                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
2304                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
2305                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2306                 return;
2307         }
2308         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2309 }
2310
2311 static void mark_btf_ld_reg(struct bpf_verifier_env *env,
2312                             struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
2313                             enum bpf_reg_type reg_type,
2314                             struct btf *btf, u32 btf_id,
2315                             enum bpf_type_flag flag)
2316 {
2317         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
2318                 mark_reg_unknown(env, regs, regno);
2319                 return;
2320         }
2321         mark_reg_known_zero(env, regs, regno);
2322         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID | flag;
2323         regs[regno].btf = btf;
2324         regs[regno].btf_id = btf_id;
2325 }
2326
2327 #define DEF_NOT_SUBREG  (0)
2328 static void init_reg_state(struct bpf_verifier_env *env,
2329                            struct bpf_func_state *state)
2330 {
2331         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
2332         int i;
2333
2334         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
2335                 mark_reg_not_init(env, regs, i);
2336                 regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
2337                 regs[i].parent = NULL;
2338                 regs[i].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
2339         }
2340
2341         /* frame pointer */
2342         regs[BPF_REG_FP].type = PTR_TO_STACK;
2343         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_FP);
2344         regs[BPF_REG_FP].frameno = state->frameno;
2345 }
2346
2347 #define BPF_MAIN_FUNC (-1)
2348 static void init_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
2349                             struct bpf_func_state *state,
2350                             int callsite, int frameno, int subprogno)
2351 {
2352         state->callsite = callsite;
2353         state->frameno = frameno;
2354         state->subprogno = subprogno;
2355         state->callback_ret_range = tnum_range(0, 0);
2356         init_reg_state(env, state);
2357         mark_verifier_state_scratched(env);
2358 }
2359
2360 /* Similar to push_stack(), but for async callbacks */
2361 static struct bpf_verifier_state *push_async_cb(struct bpf_verifier_env *env,
2362                                                 int insn_idx, int prev_insn_idx,
2363                                                 int subprog)
2364 {
2365         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
2366         struct bpf_func_state *frame;
2367
2368         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
2369         if (!elem)
2370                 goto err;
2371
2372         elem->insn_idx = insn_idx;
2373         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
2374         elem->next = env->head;
2375         elem->log_pos = env->log.end_pos;
2376         env->head = elem;
2377         env->stack_size++;
2378         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
2379                 verbose(env,
2380                         "The sequence of %d jumps is too complex for async cb.\n",
2381                         env->stack_size);
2382                 goto err;
2383         }
2384         /* Unlike push_stack() do not copy_verifier_state().
2385          * The caller state doesn't matter.
2386          * This is async callback. It starts in a fresh stack.
2387          * Initialize it similar to do_check_common().
2388          */
2389         elem->st.branches = 1;
2390         frame = kzalloc(sizeof(*frame), GFP_KERNEL);
2391         if (!frame)
2392                 goto err;
2393         init_func_state(env, frame,
2394                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
2395                         0 /* frameno within this callchain */,
2396                         subprog /* subprog number within this prog */);
2397         elem->st.frame[0] = frame;
2398         return &elem->st;
2399 err:
2400         free_verifier_state(env->cur_state, true);
2401         env->cur_state = NULL;
2402         /* pop all elements and return */
2403         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
2404         return NULL;
2405 }
2406
2407
2408 enum reg_arg_type {
2409         SRC_OP,         /* register is used as source operand */
2410         DST_OP,         /* register is used as destination operand */
2411         DST_OP_NO_MARK  /* same as above, check only, don't mark */
2412 };
2413
2414 static int cmp_subprogs(const void *a, const void *b)
2415 {
2416         return ((struct bpf_subprog_info *)a)->start -
2417                ((struct bpf_subprog_info *)b)->start;
2418 }
2419
2420 static int find_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
2421 {
2422         struct bpf_subprog_info *p;
2423
2424         p = bsearch(&off, env->subprog_info, env->subprog_cnt,
2425                     sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs);
2426         if (!p)
2427                 return -ENOENT;
2428         return p - env->subprog_info;
2429
2430 }
2431
2432 static int add_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
2433 {
2434         int insn_cnt = env->prog->len;
2435         int ret;
2436
2437         if (off >= insn_cnt || off < 0) {
2438                 verbose(env, "call to invalid destination\n");
2439                 return -EINVAL;
2440         }
2441         ret = find_subprog(env, off);
2442         if (ret >= 0)
2443                 return ret;
2444         if (env->subprog_cnt >= BPF_MAX_SUBPROGS) {
2445                 verbose(env, "too many subprograms\n");
2446                 return -E2BIG;
2447         }
2448         /* determine subprog starts. The end is one before the next starts */
2449         env->subprog_info[env->subprog_cnt++].start = off;
2450         sort(env->subprog_info, env->subprog_cnt,
2451              sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs, NULL);
2452         return env->subprog_cnt - 1;
2453 }
2454
2455 #define MAX_KFUNC_DESCS 256
2456 #define MAX_KFUNC_BTFS  256
2457
2458 struct bpf_kfunc_desc {
2459         struct btf_func_model func_model;
2460         u32 func_id;
2461         s32 imm;
2462         u16 offset;
2463         unsigned long addr;
2464 };
2465
2466 struct bpf_kfunc_btf {
2467         struct btf *btf;
2468         struct module *module;
2469         u16 offset;
2470 };
2471
2472 struct bpf_kfunc_desc_tab {
2473         /* Sorted by func_id (BTF ID) and offset (fd_array offset) during
2474          * verification. JITs do lookups by bpf_insn, where func_id may not be
2475          * available, therefore at the end of verification do_misc_fixups()
2476          * sorts this by imm and offset.
2477          */
2478         struct bpf_kfunc_desc descs[MAX_KFUNC_DESCS];
2479         u32 nr_descs;
2480 };
2481
2482 struct bpf_kfunc_btf_tab {
2483         struct bpf_kfunc_btf descs[MAX_KFUNC_BTFS];
2484         u32 nr_descs;
2485 };
2486
2487 static int kfunc_desc_cmp_by_id_off(const void *a, const void *b)
2488 {
2489         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
2490         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
2491
2492         /* func_id is not greater than BTF_MAX_TYPE */
2493         return d0->func_id - d1->func_id ?: d0->offset - d1->offset;
2494 }
2495
2496 static int kfunc_btf_cmp_by_off(const void *a, const void *b)
2497 {
2498         const struct bpf_kfunc_btf *d0 = a;
2499         const struct bpf_kfunc_btf *d1 = b;
2500
2501         return d0->offset - d1->offset;
2502 }
2503
2504 static const struct bpf_kfunc_desc *
2505 find_kfunc_desc(const struct bpf_prog *prog, u32 func_id, u16 offset)
2506 {
2507         struct bpf_kfunc_desc desc = {
2508                 .func_id = func_id,
2509                 .offset = offset,
2510         };
2511         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2512
2513         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2514         return bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
2515                        sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_id_off);
2516 }
2517
2518 int bpf_get_kfunc_addr(const struct bpf_prog *prog, u32 func_id,
2519                        u16 btf_fd_idx, u8 **func_addr)
2520 {
2521         const struct bpf_kfunc_desc *desc;
2522
2523         desc = find_kfunc_desc(prog, func_id, btf_fd_idx);
2524         if (!desc)
2525                 return -EFAULT;
2526
2527         *func_addr = (u8 *)desc->addr;
2528         return 0;
2529 }
2530
2531 static struct btf *__find_kfunc_desc_btf(struct bpf_verifier_env *env,
2532                                          s16 offset)
2533 {
2534         struct bpf_kfunc_btf kf_btf = { .offset = offset };
2535         struct bpf_kfunc_btf_tab *tab;
2536         struct bpf_kfunc_btf *b;
2537         struct module *mod;
2538         struct btf *btf;
2539         int btf_fd;
2540
2541         tab = env->prog->aux->kfunc_btf_tab;
2542         b = bsearch(&kf_btf, tab->descs, tab->nr_descs,
2543                     sizeof(tab->descs[0]), kfunc_btf_cmp_by_off);
2544         if (!b) {
2545                 if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_BTFS) {
2546                         verbose(env, "too many different module BTFs\n");
2547                         return ERR_PTR(-E2BIG);
2548                 }
2549
2550                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
2551                         verbose(env, "kfunc offset > 0 without fd_array is invalid\n");
2552                         return ERR_PTR(-EPROTO);
2553                 }
2554
2555                 if (copy_from_bpfptr_offset(&btf_fd, env->fd_array,
2556                                             offset * sizeof(btf_fd),
2557                                             sizeof(btf_fd)))
2558                         return ERR_PTR(-EFAULT);
2559
2560                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
2561                 if (IS_ERR(btf)) {
2562                         verbose(env, "invalid module BTF fd specified\n");
2563                         return btf;
2564                 }
2565
2566                 if (!btf_is_module(btf)) {
2567                         verbose(env, "BTF fd for kfunc is not a module BTF\n");
2568                         btf_put(btf);
2569                         return ERR_PTR(-EINVAL);
2570                 }
2571
2572                 mod = btf_try_get_module(btf);
2573                 if (!mod) {
2574                         btf_put(btf);
2575                         return ERR_PTR(-ENXIO);
2576                 }
2577
2578                 b = &tab->descs[tab->nr_descs++];
2579                 b->btf = btf;
2580                 b->module = mod;
2581                 b->offset = offset;
2582
2583                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2584                      kfunc_btf_cmp_by_off, NULL);
2585         }
2586         return b->btf;
2587 }
2588
2589 void bpf_free_kfunc_btf_tab(struct bpf_kfunc_btf_tab *tab)
2590 {
2591         if (!tab)
2592                 return;
2593
2594         while (tab->nr_descs--) {
2595                 module_put(tab->descs[tab->nr_descs].module);
2596                 btf_put(tab->descs[tab->nr_descs].btf);
2597         }
2598         kfree(tab);
2599 }
2600
2601 static struct btf *find_kfunc_desc_btf(struct bpf_verifier_env *env, s16 offset)
2602 {
2603         if (offset) {
2604                 if (offset < 0) {
2605                         /* In the future, this can be allowed to increase limit
2606                          * of fd index into fd_array, interpreted as u16.
2607                          */
2608                         verbose(env, "negative offset disallowed for kernel module function call\n");
2609                         return ERR_PTR(-EINVAL);
2610                 }
2611
2612                 return __find_kfunc_desc_btf(env, offset);
2613         }
2614         return btf_vmlinux ?: ERR_PTR(-ENOENT);
2615 }
2616
2617 static int add_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, u32 func_id, s16 offset)
2618 {
2619         const struct btf_type *func, *func_proto;
2620         struct bpf_kfunc_btf_tab *btf_tab;
2621         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2622         struct bpf_prog_aux *prog_aux;
2623         struct bpf_kfunc_desc *desc;
2624         const char *func_name;
2625         struct btf *desc_btf;
2626         unsigned long call_imm;
2627         unsigned long addr;
2628         int err;
2629
2630         prog_aux = env->prog->aux;
2631         tab = prog_aux->kfunc_tab;
2632         btf_tab = prog_aux->kfunc_btf_tab;
2633         if (!tab) {
2634                 if (!btf_vmlinux) {
2635                         verbose(env, "calling kernel function is not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
2636                         return -ENOTSUPP;
2637                 }
2638
2639                 if (!env->prog->jit_requested) {
2640                         verbose(env, "JIT is required for calling kernel function\n");
2641                         return -ENOTSUPP;
2642                 }
2643
2644                 if (!bpf_jit_supports_kfunc_call()) {
2645                         verbose(env, "JIT does not support calling kernel function\n");
2646                         return -ENOTSUPP;
2647                 }
2648
2649                 if (!env->prog->gpl_compatible) {
2650                         verbose(env, "cannot call kernel function from non-GPL compatible program\n");
2651                         return -EINVAL;
2652                 }
2653
2654                 tab = kzalloc(sizeof(*tab), GFP_KERNEL);
2655                 if (!tab)
2656                         return -ENOMEM;
2657                 prog_aux->kfunc_tab = tab;
2658         }
2659
2660         /* func_id == 0 is always invalid, but instead of returning an error, be
2661          * conservative and wait until the code elimination pass before returning
2662          * error, so that invalid calls that get pruned out can be in BPF programs
2663          * loaded from userspace.  It is also required that offset be untouched
2664          * for such calls.
2665          */
2666         if (!func_id && !offset)
2667                 return 0;
2668
2669         if (!btf_tab && offset) {
2670                 btf_tab = kzalloc(sizeof(*btf_tab), GFP_KERNEL);
2671                 if (!btf_tab)
2672                         return -ENOMEM;
2673                 prog_aux->kfunc_btf_tab = btf_tab;
2674         }
2675
2676         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, offset);
2677         if (IS_ERR(desc_btf)) {
2678                 verbose(env, "failed to find BTF for kernel function\n");
2679                 return PTR_ERR(desc_btf);
2680         }
2681
2682         if (find_kfunc_desc(env->prog, func_id, offset))
2683                 return 0;
2684
2685         if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_DESCS) {
2686                 verbose(env, "too many different kernel function calls\n");
2687                 return -E2BIG;
2688         }
2689
2690         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
2691         if (!func || !btf_type_is_func(func)) {
2692                 verbose(env, "kernel btf_id %u is not a function\n",
2693                         func_id);
2694                 return -EINVAL;
2695         }
2696         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
2697         if (!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)) {
2698                 verbose(env, "kernel function btf_id %u does not have a valid func_proto\n",
2699                         func_id);
2700                 return -EINVAL;
2701         }
2702
2703         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
2704         addr = kallsyms_lookup_name(func_name);
2705         if (!addr) {
2706                 verbose(env, "cannot find address for kernel function %s\n",
2707                         func_name);
2708                 return -EINVAL;
2709         }
2710         specialize_kfunc(env, func_id, offset, &addr);
2711
2712         if (bpf_jit_supports_far_kfunc_call()) {
2713                 call_imm = func_id;
2714         } else {
2715                 call_imm = BPF_CALL_IMM(addr);
2716                 /* Check whether the relative offset overflows desc->imm */
2717                 if ((unsigned long)(s32)call_imm != call_imm) {
2718                         verbose(env, "address of kernel function %s is out of range\n",
2719                                 func_name);
2720                         return -EINVAL;
2721                 }
2722         }
2723
2724         if (bpf_dev_bound_kfunc_id(func_id)) {
2725                 err = bpf_dev_bound_kfunc_check(&env->log, prog_aux);
2726                 if (err)
2727                         return err;
2728         }
2729
2730         desc = &tab->descs[tab->nr_descs++];
2731         desc->func_id = func_id;
2732         desc->imm = call_imm;
2733         desc->offset = offset;
2734         desc->addr = addr;
2735         err = btf_distill_func_proto(&env->log, desc_btf,
2736                                      func_proto, func_name,
2737                                      &desc->func_model);
2738         if (!err)
2739                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2740                      kfunc_desc_cmp_by_id_off, NULL);
2741         return err;
2742 }
2743
2744 static int kfunc_desc_cmp_by_imm_off(const void *a, const void *b)
2745 {
2746         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
2747         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
2748
2749         if (d0->imm != d1->imm)
2750                 return d0->imm < d1->imm ? -1 : 1;
2751         if (d0->offset != d1->offset)
2752                 return d0->offset < d1->offset ? -1 : 1;
2753         return 0;
2754 }
2755
2756 static void sort_kfunc_descs_by_imm_off(struct bpf_prog *prog)
2757 {
2758         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2759
2760         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2761         if (!tab)
2762                 return;
2763
2764         sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2765              kfunc_desc_cmp_by_imm_off, NULL);
2766 }
2767
2768 bool bpf_prog_has_kfunc_call(const struct bpf_prog *prog)
2769 {
2770         return !!prog->aux->kfunc_tab;
2771 }
2772
2773 const struct btf_func_model *
2774 bpf_jit_find_kfunc_model(const struct bpf_prog *prog,
2775                          const struct bpf_insn *insn)
2776 {
2777         const struct bpf_kfunc_desc desc = {
2778                 .imm = insn->imm,
2779                 .offset = insn->off,
2780         };
2781         const struct bpf_kfunc_desc *res;
2782         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2783
2784         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2785         res = bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
2786                       sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_imm_off);
2787
2788         return res ? &res->func_model : NULL;
2789 }
2790
2791 static int add_subprog_and_kfunc(struct bpf_verifier_env *env)
2792 {
2793         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
2794         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
2795         int i, ret, insn_cnt = env->prog->len;
2796
2797         /* Add entry function. */
2798         ret = add_subprog(env, 0);
2799         if (ret)
2800                 return ret;
2801
2802         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
2803                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn) &&
2804                     !bpf_pseudo_kfunc_call(insn))
2805                         continue;
2806
2807                 if (!env->bpf_capable) {
2808                         verbose(env, "loading/calling other bpf or kernel functions are allowed for CAP_BPF and CAP_SYS_ADMIN\n");
2809                         return -EPERM;
2810                 }
2811
2812                 if (bpf_pseudo_func(insn) || bpf_pseudo_call(insn))
2813                         ret = add_subprog(env, i + insn->imm + 1);
2814                 else
2815                         ret = add_kfunc_call(env, insn->imm, insn->off);
2816
2817                 if (ret < 0)
2818                         return ret;
2819         }
2820
2821         /* Add a fake 'exit' subprog which could simplify subprog iteration
2822          * logic. 'subprog_cnt' should not be increased.
2823          */
2824         subprog[env->subprog_cnt].start = insn_cnt;
2825
2826         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
2827                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
2828                         verbose(env, "func#%d @%d\n", i, subprog[i].start);
2829
2830         return 0;
2831 }
2832
2833 static int check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
2834 {
2835         int i, subprog_start, subprog_end, off, cur_subprog = 0;
2836         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
2837         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
2838         int insn_cnt = env->prog->len;
2839
2840         /* now check that all jumps are within the same subprog */
2841         subprog_start = subprog[cur_subprog].start;
2842         subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
2843         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
2844                 u8 code = insn[i].code;
2845
2846                 if (code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
2847                     insn[i].src_reg == 0 &&
2848                     insn[i].imm == BPF_FUNC_tail_call)
2849                         subprog[cur_subprog].has_tail_call = true;
2850                 if (BPF_CLASS(code) == BPF_LD &&
2851                     (BPF_MODE(code) == BPF_ABS || BPF_MODE(code) == BPF_IND))
2852                         subprog[cur_subprog].has_ld_abs = true;
2853                 if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP && BPF_CLASS(code) != BPF_JMP32)
2854                         goto next;
2855                 if (BPF_OP(code) == BPF_EXIT || BPF_OP(code) == BPF_CALL)
2856                         goto next;
2857                 off = i + insn[i].off + 1;
2858                 if (off < subprog_start || off >= subprog_end) {
2859                         verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", i, off);
2860                         return -EINVAL;
2861                 }
2862 next:
2863                 if (i == subprog_end - 1) {
2864                         /* to avoid fall-through from one subprog into another
2865                          * the last insn of the subprog should be either exit
2866                          * or unconditional jump back
2867                          */
2868                         if (code != (BPF_JMP | BPF_EXIT) &&
2869                             code != (BPF_JMP | BPF_JA)) {
2870                                 verbose(env, "last insn is not an exit or jmp\n");
2871                                 return -EINVAL;
2872                         }
2873                         subprog_start = subprog_end;
2874                         cur_subprog++;
2875                         if (cur_subprog < env->subprog_cnt)
2876                                 subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
2877                 }
2878         }
2879         return 0;
2880 }
2881
2882 /* Parentage chain of this register (or stack slot) should take care of all
2883  * issues like callee-saved registers, stack slot allocation time, etc.
2884  */
2885 static int mark_reg_read(struct bpf_verifier_env *env,
2886                          const struct bpf_reg_state *state,
2887                          struct bpf_reg_state *parent, u8 flag)
2888 {
2889         bool writes = parent == state->parent; /* Observe write marks */
2890         int cnt = 0;
2891
2892         while (parent) {
2893                 /* if read wasn't screened by an earlier write ... */
2894                 if (writes && state->live & REG_LIVE_WRITTEN)
2895                         break;
2896                 if (parent->live & REG_LIVE_DONE) {
2897                         verbose(env, "verifier BUG type %s var_off %lld off %d\n",
2898                                 reg_type_str(env, parent->type),
2899                                 parent->var_off.value, parent->off);
2900                         return -EFAULT;
2901                 }
2902                 /* The first condition is more likely to be true than the
2903                  * second, checked it first.
2904                  */
2905                 if ((parent->live & REG_LIVE_READ) == flag ||
2906                     parent->live & REG_LIVE_READ64)
2907                         /* The parentage chain never changes and
2908                          * this parent was already marked as LIVE_READ.
2909                          * There is no need to keep walking the chain again and
2910                          * keep re-marking all parents as LIVE_READ.
2911                          * This case happens when the same register is read
2912                          * multiple times without writes into it in-between.
2913                          * Also, if parent has the stronger REG_LIVE_READ64 set,
2914                          * then no need to set the weak REG_LIVE_READ32.
2915                          */
2916                         break;
2917                 /* ... then we depend on parent's value */
2918                 parent->live |= flag;
2919                 /* REG_LIVE_READ64 overrides REG_LIVE_READ32. */
2920                 if (flag == REG_LIVE_READ64)
2921                         parent->live &= ~REG_LIVE_READ32;
2922                 state = parent;
2923                 parent = state->parent;
2924                 writes = true;
2925                 cnt++;
2926         }
2927
2928         if (env->longest_mark_read_walk < cnt)
2929                 env->longest_mark_read_walk = cnt;
2930         return 0;
2931 }
2932
2933 static int mark_dynptr_read(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
2934 {
2935         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
2936         int spi, ret;
2937
2938         /* For CONST_PTR_TO_DYNPTR, it must have already been done by
2939          * check_reg_arg in check_helper_call and mark_btf_func_reg_size in
2940          * check_kfunc_call.
2941          */
2942         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
2943                 return 0;
2944         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
2945         if (spi < 0)
2946                 return spi;
2947         /* Caller ensures dynptr is valid and initialized, which means spi is in
2948          * bounds and spi is the first dynptr slot. Simply mark stack slot as
2949          * read.
2950          */
2951         ret = mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
2952                             state->stack[spi].spilled_ptr.parent, REG_LIVE_READ64);
2953         if (ret)
2954                 return ret;
2955         return mark_reg_read(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr,
2956                              state->stack[spi - 1].spilled_ptr.parent, REG_LIVE_READ64);
2957 }
2958
2959 static int mark_iter_read(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
2960                           int spi, int nr_slots)
2961 {
2962         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
2963         int err, i;
2964
2965         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
2966                 struct bpf_reg_state *st = &state->stack[spi - i].spilled_ptr;
2967
2968                 err = mark_reg_read(env, st, st->parent, REG_LIVE_READ64);
2969                 if (err)
2970                         return err;
2971
2972                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
2973         }
2974
2975         return 0;
2976 }
2977
2978 /* This function is supposed to be used by the following 32-bit optimization
2979  * code only. It returns TRUE if the source or destination register operates
2980  * on 64-bit, otherwise return FALSE.
2981  */
2982 static bool is_reg64(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
2983                      u32 regno, struct bpf_reg_state *reg, enum reg_arg_type t)
2984 {
2985         u8 code, class, op;
2986
2987         code = insn->code;
2988         class = BPF_CLASS(code);
2989         op = BPF_OP(code);
2990         if (class == BPF_JMP) {
2991                 /* BPF_EXIT for "main" will reach here. Return TRUE
2992                  * conservatively.
2993                  */
2994                 if (op == BPF_EXIT)
2995                         return true;
2996                 if (op == BPF_CALL) {
2997                         /* BPF to BPF call will reach here because of marking
2998                          * caller saved clobber with DST_OP_NO_MARK for which we
2999                          * don't care the register def because they are anyway
3000                          * marked as NOT_INIT already.
3001                          */
3002                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
3003                                 return false;
3004                         /* Helper call will reach here because of arg type
3005                          * check, conservatively return TRUE.
3006                          */
3007                         if (t == SRC_OP)
3008                                 return true;
3009
3010                         return false;
3011                 }
3012         }
3013
3014         if (class == BPF_ALU64 || class == BPF_JMP ||
3015             /* BPF_END always use BPF_ALU class. */
3016             (class == BPF_ALU && op == BPF_END && insn->imm == 64))
3017                 return true;
3018
3019         if (class == BPF_ALU || class == BPF_JMP32)
3020                 return false;
3021
3022         if (class == BPF_LDX) {
3023                 if (t != SRC_OP)
3024                         return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
3025                 /* LDX source must be ptr. */
3026                 return true;
3027         }
3028
3029         if (class == BPF_STX) {
3030                 /* BPF_STX (including atomic variants) has multiple source
3031                  * operands, one of which is a ptr. Check whether the caller is
3032                  * asking about it.
3033                  */
3034                 if (t == SRC_OP && reg->type != SCALAR_VALUE)
3035                         return true;
3036                 return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
3037         }
3038
3039         if (class == BPF_LD) {
3040                 u8 mode = BPF_MODE(code);
3041
3042                 /* LD_IMM64 */
3043                 if (mode == BPF_IMM)
3044                         return true;
3045
3046                 /* Both LD_IND and LD_ABS return 32-bit data. */
3047                 if (t != SRC_OP)
3048                         return  false;
3049
3050                 /* Implicit ctx ptr. */
3051                 if (regno == BPF_REG_6)
3052                         return true;
3053
3054                 /* Explicit source could be any width. */
3055                 return true;
3056         }
3057
3058         if (class == BPF_ST)
3059                 /* The only source register for BPF_ST is a ptr. */
3060                 return true;
3061
3062         /* Conservatively return true at default. */
3063         return true;
3064 }
3065
3066 /* Return the regno defined by the insn, or -1. */
3067 static int insn_def_regno(const struct bpf_insn *insn)
3068 {
3069         switch (BPF_CLASS(insn->code)) {
3070         case BPF_JMP:
3071         case BPF_JMP32:
3072         case BPF_ST:
3073                 return -1;
3074         case BPF_STX:
3075                 if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
3076                     (insn->imm & BPF_FETCH)) {
3077                         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
3078                                 return BPF_REG_0;
3079                         else
3080                                 return insn->src_reg;
3081                 } else {
3082                         return -1;
3083                 }
3084         default:
3085                 return insn->dst_reg;
3086         }
3087 }
3088
3089 /* Return TRUE if INSN has defined any 32-bit value explicitly. */
3090 static bool insn_has_def32(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
3091 {
3092         int dst_reg = insn_def_regno(insn);
3093
3094         if (dst_reg == -1)
3095                 return false;
3096
3097         return !is_reg64(env, insn, dst_reg, NULL, DST_OP);
3098 }
3099
3100 static void mark_insn_zext(struct bpf_verifier_env *env,
3101                            struct bpf_reg_state *reg)
3102 {
3103         s32 def_idx = reg->subreg_def;
3104
3105         if (def_idx == DEF_NOT_SUBREG)
3106                 return;
3107
3108         env->insn_aux_data[def_idx - 1].zext_dst = true;
3109         /* The dst will be zero extended, so won't be sub-register anymore. */
3110         reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
3111 }
3112
3113 static int check_reg_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3114                          enum reg_arg_type t)
3115 {
3116         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3117         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3118         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + env->insn_idx;
3119         struct bpf_reg_state *reg, *regs = state->regs;
3120         bool rw64;
3121
3122         if (regno >= MAX_BPF_REG) {
3123                 verbose(env, "R%d is invalid\n", regno);
3124                 return -EINVAL;
3125         }
3126
3127         mark_reg_scratched(env, regno);
3128
3129         reg = &regs[regno];
3130         rw64 = is_reg64(env, insn, regno, reg, t);
3131         if (t == SRC_OP) {
3132                 /* check whether register used as source operand can be read */
3133                 if (reg->type == NOT_INIT) {
3134                         verbose(env, "R%d !read_ok\n", regno);
3135                         return -EACCES;
3136                 }
3137                 /* We don't need to worry about FP liveness because it's read-only */
3138                 if (regno == BPF_REG_FP)
3139                         return 0;
3140
3141                 if (rw64)
3142                         mark_insn_zext(env, reg);
3143
3144                 return mark_reg_read(env, reg, reg->parent,
3145                                      rw64 ? REG_LIVE_READ64 : REG_LIVE_READ32);
3146         } else {
3147                 /* check whether register used as dest operand can be written to */
3148                 if (regno == BPF_REG_FP) {
3149                         verbose(env, "frame pointer is read only\n");
3150                         return -EACCES;
3151                 }
3152                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3153                 reg->subreg_def = rw64 ? DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
3154                 if (t == DST_OP)
3155                         mark_reg_unknown(env, regs, regno);
3156         }
3157         return 0;
3158 }
3159
3160 static void mark_jmp_point(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
3161 {
3162         env->insn_aux_data[idx].jmp_point = true;
3163 }
3164
3165 static bool is_jmp_point(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
3166 {
3167         return env->insn_aux_data[insn_idx].jmp_point;
3168 }
3169
3170 /* for any branch, call, exit record the history of jmps in the given state */
3171 static int push_jmp_history(struct bpf_verifier_env *env,
3172                             struct bpf_verifier_state *cur)
3173 {
3174         u32 cnt = cur->jmp_history_cnt;
3175         struct bpf_idx_pair *p;
3176         size_t alloc_size;
3177
3178         if (!is_jmp_point(env, env->insn_idx))
3179                 return 0;
3180
3181         cnt++;
3182         alloc_size = kmalloc_size_roundup(size_mul(cnt, sizeof(*p)));
3183         p = krealloc(cur->jmp_history, alloc_size, GFP_USER);
3184         if (!p)
3185                 return -ENOMEM;
3186         p[cnt - 1].idx = env->insn_idx;
3187         p[cnt - 1].prev_idx = env->prev_insn_idx;
3188         cur->jmp_history = p;
3189         cur->jmp_history_cnt = cnt;
3190         return 0;
3191 }
3192
3193 /* Backtrack one insn at a time. If idx is not at the top of recorded
3194  * history then previous instruction came from straight line execution.
3195  */
3196 static int get_prev_insn_idx(struct bpf_verifier_state *st, int i,
3197                              u32 *history)
3198 {
3199         u32 cnt = *history;
3200
3201         if (cnt && st->jmp_history[cnt - 1].idx == i) {
3202                 i = st->jmp_history[cnt - 1].prev_idx;
3203                 (*history)--;
3204         } else {
3205                 i--;
3206         }
3207         return i;
3208 }
3209
3210 static const char *disasm_kfunc_name(void *data, const struct bpf_insn *insn)
3211 {
3212         const struct btf_type *func;
3213         struct btf *desc_btf;
3214
3215         if (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL)
3216                 return NULL;
3217
3218         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(data, insn->off);
3219         if (IS_ERR(desc_btf))
3220                 return "<error>";
3221
3222         func = btf_type_by_id(desc_btf, insn->imm);
3223         return btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
3224 }
3225
3226 static inline void bt_init(struct backtrack_state *bt, u32 frame)
3227 {
3228         bt->frame = frame;
3229 }
3230
3231 static inline void bt_reset(struct backtrack_state *bt)
3232 {
3233         struct bpf_verifier_env *env = bt->env;
3234
3235         memset(bt, 0, sizeof(*bt));
3236         bt->env = env;
3237 }
3238
3239 static inline u32 bt_empty(struct backtrack_state *bt)
3240 {
3241         u64 mask = 0;
3242         int i;
3243
3244         for (i = 0; i <= bt->frame; i++)
3245                 mask |= bt->reg_masks[i] | bt->stack_masks[i];
3246
3247         return mask == 0;
3248 }
3249
3250 static inline int bt_subprog_enter(struct backtrack_state *bt)
3251 {
3252         if (bt->frame == MAX_CALL_FRAMES - 1) {
3253                 verbose(bt->env, "BUG subprog enter from frame %d\n", bt->frame);
3254                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3255                 return -EFAULT;
3256         }
3257         bt->frame++;
3258         return 0;
3259 }
3260
3261 static inline int bt_subprog_exit(struct backtrack_state *bt)
3262 {
3263         if (bt->frame == 0) {
3264                 verbose(bt->env, "BUG subprog exit from frame 0\n");
3265                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3266                 return -EFAULT;
3267         }
3268         bt->frame--;
3269         return 0;
3270 }
3271
3272 static inline void bt_set_frame_reg(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 reg)
3273 {
3274         bt->reg_masks[frame] |= 1 << reg;
3275 }
3276
3277 static inline void bt_clear_frame_reg(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 reg)
3278 {
3279         bt->reg_masks[frame] &= ~(1 << reg);
3280 }
3281
3282 static inline void bt_set_reg(struct backtrack_state *bt, u32 reg)
3283 {
3284         bt_set_frame_reg(bt, bt->frame, reg);
3285 }
3286
3287 static inline void bt_clear_reg(struct backtrack_state *bt, u32 reg)
3288 {
3289         bt_clear_frame_reg(bt, bt->frame, reg);
3290 }
3291
3292 static inline void bt_set_frame_slot(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 slot)
3293 {
3294         bt->stack_masks[frame] |= 1ull << slot;
3295 }
3296
3297 static inline void bt_clear_frame_slot(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 slot)
3298 {
3299         bt->stack_masks[frame] &= ~(1ull << slot);
3300 }
3301
3302 static inline void bt_set_slot(struct backtrack_state *bt, u32 slot)
3303 {
3304         bt_set_frame_slot(bt, bt->frame, slot);
3305 }
3306
3307 static inline void bt_clear_slot(struct backtrack_state *bt, u32 slot)
3308 {
3309         bt_clear_frame_slot(bt, bt->frame, slot);
3310 }
3311
3312 static inline u32 bt_frame_reg_mask(struct backtrack_state *bt, u32 frame)
3313 {
3314         return bt->reg_masks[frame];
3315 }
3316
3317 static inline u32 bt_reg_mask(struct backtrack_state *bt)
3318 {
3319         return bt->reg_masks[bt->frame];
3320 }
3321
3322 static inline u64 bt_frame_stack_mask(struct backtrack_state *bt, u32 frame)
3323 {
3324         return bt->stack_masks[frame];
3325 }
3326
3327 static inline u64 bt_stack_mask(struct backtrack_state *bt)
3328 {
3329         return bt->stack_masks[bt->frame];
3330 }
3331
3332 static inline bool bt_is_reg_set(struct backtrack_state *bt, u32 reg)
3333 {
3334         return bt->reg_masks[bt->frame] & (1 << reg);
3335 }
3336
3337 static inline bool bt_is_slot_set(struct backtrack_state *bt, u32 slot)
3338 {
3339         return bt->stack_masks[bt->frame] & (1ull << slot);
3340 }
3341
3342 /* format registers bitmask, e.g., "r0,r2,r4" for 0x15 mask */
3343 static void fmt_reg_mask(char *buf, ssize_t buf_sz, u32 reg_mask)
3344 {
3345         DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3346         bool first = true;
3347         int i, n;
3348
3349         buf[0] = '\0';
3350
3351         bitmap_from_u64(mask, reg_mask);
3352         for_each_set_bit(i, mask, 32) {
3353                 n = snprintf(buf, buf_sz, "%sr%d", first ? "" : ",", i);
3354                 first = false;
3355                 buf += n;
3356                 buf_sz -= n;
3357                 if (buf_sz < 0)
3358                         break;
3359         }
3360 }
3361 /* format stack slots bitmask, e.g., "-8,-24,-40" for 0x15 mask */
3362 static void fmt_stack_mask(char *buf, ssize_t buf_sz, u64 stack_mask)
3363 {
3364         DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3365         bool first = true;
3366         int i, n;
3367
3368         buf[0] = '\0';
3369
3370         bitmap_from_u64(mask, stack_mask);
3371         for_each_set_bit(i, mask, 64) {
3372                 n = snprintf(buf, buf_sz, "%s%d", first ? "" : ",", -(i + 1) * 8);
3373                 first = false;
3374                 buf += n;
3375                 buf_sz -= n;
3376                 if (buf_sz < 0)
3377                         break;
3378         }
3379 }
3380
3381 /* For given verifier state backtrack_insn() is called from the last insn to
3382  * the first insn. Its purpose is to compute a bitmask of registers and
3383  * stack slots that needs precision in the parent verifier state.
3384  *
3385  * @idx is an index of the instruction we are currently processing;
3386  * @subseq_idx is an index of the subsequent instruction that:
3387  *   - *would be* executed next, if jump history is viewed in forward order;
3388  *   - *was* processed previously during backtracking.
3389  */
3390 static int backtrack_insn(struct bpf_verifier_env *env, int idx, int subseq_idx,
3391                           struct backtrack_state *bt)
3392 {
3393         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
3394                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
3395                 .cb_print       = verbose,
3396                 .private_data   = env,
3397         };
3398         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + idx;
3399         u8 class = BPF_CLASS(insn->code);
3400         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
3401         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
3402         u32 dreg = insn->dst_reg;
3403         u32 sreg = insn->src_reg;
3404         u32 spi, i;
3405
3406         if (insn->code == 0)
3407                 return 0;
3408         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3409                 fmt_reg_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN, bt_reg_mask(bt));
3410                 verbose(env, "mark_precise: frame%d: regs=%s ",
3411                         bt->frame, env->tmp_str_buf);
3412                 fmt_stack_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN, bt_stack_mask(bt));
3413                 verbose(env, "stack=%s before ", env->tmp_str_buf);
3414                 verbose(env, "%d: ", idx);
3415                 print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
3416         }
3417
3418         if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
3419                 if (!bt_is_reg_set(bt, dreg))
3420                         return 0;
3421                 if (opcode == BPF_MOV) {
3422                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3423                                 /* dreg = sreg
3424                                  * dreg needs precision after this insn
3425                                  * sreg needs precision before this insn
3426                                  */
3427                                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3428                                 bt_set_reg(bt, sreg);
3429                         } else {
3430                                 /* dreg = K
3431                                  * dreg needs precision after this insn.
3432                                  * Corresponding register is already marked
3433                                  * as precise=true in this verifier state.
3434                                  * No further markings in parent are necessary
3435                                  */
3436                                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3437                         }
3438                 } else {
3439                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3440                                 /* dreg += sreg
3441                                  * both dreg and sreg need precision
3442                                  * before this insn
3443                                  */
3444                                 bt_set_reg(bt, sreg);
3445                         } /* else dreg += K
3446                            * dreg still needs precision before this insn
3447                            */
3448                 }
3449         } else if (class == BPF_LDX) {
3450                 if (!bt_is_reg_set(bt, dreg))
3451                         return 0;
3452                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3453
3454                 /* scalars can only be spilled into stack w/o losing precision.
3455                  * Load from any other memory can be zero extended.
3456                  * The desire to keep that precision is already indicated
3457                  * by 'precise' mark in corresponding register of this state.
3458                  * No further tracking necessary.
3459                  */
3460                 if (insn->src_reg != BPF_REG_FP)
3461                         return 0;
3462
3463                 /* dreg = *(u64 *)[fp - off] was a fill from the stack.
3464                  * that [fp - off] slot contains scalar that needs to be
3465                  * tracked with precision
3466                  */
3467                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
3468                 if (spi >= 64) {
3469                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
3470                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3471                         return -EFAULT;
3472                 }
3473                 bt_set_slot(bt, spi);
3474         } else if (class == BPF_STX || class == BPF_ST) {
3475                 if (bt_is_reg_set(bt, dreg))
3476                         /* stx & st shouldn't be using _scalar_ dst_reg
3477                          * to access memory. It means backtracking
3478                          * encountered a case of pointer subtraction.
3479                          */
3480                         return -ENOTSUPP;
3481                 /* scalars can only be spilled into stack */
3482                 if (insn->dst_reg != BPF_REG_FP)
3483                         return 0;
3484                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
3485                 if (spi >= 64) {
3486                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
3487                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3488                         return -EFAULT;
3489                 }
3490                 if (!bt_is_slot_set(bt, spi))
3491                         return 0;
3492                 bt_clear_slot(bt, spi);
3493                 if (class == BPF_STX)
3494                         bt_set_reg(bt, sreg);
3495         } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
3496                 if (bpf_pseudo_call(insn)) {
3497                         int subprog_insn_idx, subprog;
3498
3499                         subprog_insn_idx = idx + insn->imm + 1;
3500                         subprog = find_subprog(env, subprog_insn_idx);
3501                         if (subprog < 0)
3502                                 return -EFAULT;
3503
3504                         if (subprog_is_global(env, subprog)) {
3505                                 /* check that jump history doesn't have any
3506                                  * extra instructions from subprog; the next
3507                                  * instruction after call to global subprog
3508                                  * should be literally next instruction in
3509                                  * caller program
3510                                  */
3511                                 WARN_ONCE(idx + 1 != subseq_idx, "verifier backtracking bug");
3512                                 /* r1-r5 are invalidated after subprog call,
3513                                  * so for global func call it shouldn't be set
3514                                  * anymore
3515                                  */
3516                                 if (bt_reg_mask(bt) & BPF_REGMASK_ARGS) {
3517                                         verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3518                                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3519                                         return -EFAULT;
3520                                 }
3521                                 /* global subprog always sets R0 */
3522                                 bt_clear_reg(bt, BPF_REG_0);
3523                                 return 0;
3524                         } else {
3525                                 /* static subprog call instruction, which
3526                                  * means that we are exiting current subprog,
3527                                  * so only r1-r5 could be still requested as
3528                                  * precise, r0 and r6-r10 or any stack slot in
3529                                  * the current frame should be zero by now
3530                                  */
3531                                 if (bt_reg_mask(bt) & ~BPF_REGMASK_ARGS) {
3532                                         verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3533                                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3534                                         return -EFAULT;
3535                                 }
3536                                 /* we don't track register spills perfectly,
3537                                  * so fallback to force-precise instead of failing */
3538                                 if (bt_stack_mask(bt) != 0)
3539                                         return -ENOTSUPP;
3540                                 /* propagate r1-r5 to the caller */
3541                                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++) {
3542                                         if (bt_is_reg_set(bt, i)) {
3543                                                 bt_clear_reg(bt, i);
3544                                                 bt_set_frame_reg(bt, bt->frame - 1, i);
3545                                         }
3546                                 }
3547                                 if (bt_subprog_exit(bt))
3548                                         return -EFAULT;
3549                                 return 0;
3550                         }
3551                 } else if ((bpf_helper_call(insn) &&
3552                             is_callback_calling_function(insn->imm) &&
3553                             !is_async_callback_calling_function(insn->imm)) ||
3554                            (bpf_pseudo_kfunc_call(insn) && is_callback_calling_kfunc(insn->imm))) {
3555                         /* callback-calling helper or kfunc call, which means
3556                          * we are exiting from subprog, but unlike the subprog
3557                          * call handling above, we shouldn't propagate
3558                          * precision of r1-r5 (if any requested), as they are
3559                          * not actually arguments passed directly to callback
3560                          * subprogs
3561                          */
3562                         if (bt_reg_mask(bt) & ~BPF_REGMASK_ARGS) {
3563                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3564                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3565                                 return -EFAULT;
3566                         }
3567                         if (bt_stack_mask(bt) != 0)
3568                                 return -ENOTSUPP;
3569                         /* clear r1-r5 in callback subprog's mask */
3570                         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
3571                                 bt_clear_reg(bt, i);
3572                         if (bt_subprog_exit(bt))
3573                                 return -EFAULT;
3574                         return 0;
3575                 } else if (opcode == BPF_CALL) {
3576                         /* kfunc with imm==0 is invalid and fixup_kfunc_call will
3577                          * catch this error later. Make backtracking conservative
3578                          * with ENOTSUPP.
3579                          */
3580                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL && insn->imm == 0)
3581                                 return -ENOTSUPP;
3582                         /* regular helper call sets R0 */
3583                         bt_clear_reg(bt, BPF_REG_0);
3584                         if (bt_reg_mask(bt) & BPF_REGMASK_ARGS) {
3585                                 /* if backtracing was looking for registers R1-R5
3586                                  * they should have been found already.
3587                                  */
3588                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3589                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3590                                 return -EFAULT;
3591                         }
3592                 } else if (opcode == BPF_EXIT) {
3593                         bool r0_precise;
3594
3595                         if (bt_reg_mask(bt) & BPF_REGMASK_ARGS) {
3596                                 /* if backtracing was looking for registers R1-R5
3597                                  * they should have been found already.
3598                                  */
3599                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3600                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3601                                 return -EFAULT;
3602                         }
3603
3604                         /* BPF_EXIT in subprog or callback always returns
3605                          * right after the call instruction, so by checking
3606                          * whether the instruction at subseq_idx-1 is subprog
3607                          * call or not we can distinguish actual exit from
3608                          * *subprog* from exit from *callback*. In the former
3609                          * case, we need to propagate r0 precision, if
3610                          * necessary. In the former we never do that.
3611                          */
3612                         r0_precise = subseq_idx - 1 >= 0 &&
3613                                      bpf_pseudo_call(&env->prog->insnsi[subseq_idx - 1]) &&
3614                                      bt_is_reg_set(bt, BPF_REG_0);
3615
3616                         bt_clear_reg(bt, BPF_REG_0);
3617                         if (bt_subprog_enter(bt))
3618                                 return -EFAULT;
3619
3620                         if (r0_precise)
3621                                 bt_set_reg(bt, BPF_REG_0);
3622                         /* r6-r9 and stack slots will stay set in caller frame
3623                          * bitmasks until we return back from callee(s)
3624                          */
3625                         return 0;
3626                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3627                         if (!bt_is_reg_set(bt, dreg) && !bt_is_reg_set(bt, sreg))
3628                                 return 0;
3629                         /* dreg <cond> sreg
3630                          * Both dreg and sreg need precision before
3631                          * this insn. If only sreg was marked precise
3632                          * before it would be equally necessary to
3633                          * propagate it to dreg.
3634                          */
3635                         bt_set_reg(bt, dreg);
3636                         bt_set_reg(bt, sreg);
3637                          /* else dreg <cond> K
3638                           * Only dreg still needs precision before
3639                           * this insn, so for the K-based conditional
3640                           * there is nothing new to be marked.
3641                           */
3642                 }
3643         } else if (class == BPF_LD) {
3644                 if (!bt_is_reg_set(bt, dreg))
3645                         return 0;
3646                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3647                 /* It's ld_imm64 or ld_abs or ld_ind.
3648                  * For ld_imm64 no further tracking of precision
3649                  * into parent is necessary
3650                  */
3651                 if (mode == BPF_IND || mode == BPF_ABS)
3652                         /* to be analyzed */
3653                         return -ENOTSUPP;
3654         }
3655         return 0;
3656 }
3657
3658 /* the scalar precision tracking algorithm:
3659  * . at the start all registers have precise=false.
3660  * . scalar ranges are tracked as normal through alu and jmp insns.
3661  * . once precise value of the scalar register is used in:
3662  *   .  ptr + scalar alu
3663  *   . if (scalar cond K|scalar)
3664  *   .  helper_call(.., scalar, ...) where ARG_CONST is expected
3665  *   backtrack through the verifier states and mark all registers and
3666  *   stack slots with spilled constants that these scalar regisers
3667  *   should be precise.
3668  * . during state pruning two registers (or spilled stack slots)
3669  *   are equivalent if both are not precise.
3670  *
3671  * Note the verifier cannot simply walk register parentage chain,
3672  * since many different registers and stack slots could have been
3673  * used to compute single precise scalar.
3674  *
3675  * The approach of starting with precise=true for all registers and then
3676  * backtrack to mark a register as not precise when the verifier detects
3677  * that program doesn't care about specific value (e.g., when helper
3678  * takes register as ARG_ANYTHING parameter) is not safe.
3679  *
3680  * It's ok to walk single parentage chain of the verifier states.
3681  * It's possible that this backtracking will go all the way till 1st insn.
3682  * All other branches will be explored for needing precision later.
3683  *
3684  * The backtracking needs to deal with cases like:
3685  *   R8=map_value(id=0,off=0,ks=4,vs=1952,imm=0) R9_w=map_value(id=0,off=40,ks=4,vs=1952,imm=0)
3686  * r9 -= r8
3687  * r5 = r9
3688  * if r5 > 0x79f goto pc+7
3689  *    R5_w=inv(id=0,umax_value=1951,var_off=(0x0; 0x7ff))
3690  * r5 += 1
3691  * ...
3692  * call bpf_perf_event_output#25
3693  *   where .arg5_type = ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO
3694  *
3695  * and this case:
3696  * r6 = 1
3697  * call foo // uses callee's r6 inside to compute r0
3698  * r0 += r6
3699  * if r0 == 0 goto
3700  *
3701  * to track above reg_mask/stack_mask needs to be independent for each frame.
3702  *
3703  * Also if parent's curframe > frame where backtracking started,
3704  * the verifier need to mark registers in both frames, otherwise callees
3705  * may incorrectly prune callers. This is similar to
3706  * commit 7640ead93924 ("bpf: verifier: make sure callees don't prune with caller differences")
3707  *
3708  * For now backtracking falls back into conservative marking.
3709  */
3710 static void mark_all_scalars_precise(struct bpf_verifier_env *env,
3711                                      struct bpf_verifier_state *st)
3712 {
3713         struct bpf_func_state *func;
3714         struct bpf_reg_state *reg;
3715         int i, j;
3716
3717         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3718                 verbose(env, "mark_precise: frame%d: falling back to forcing all scalars precise\n",
3719                         st->curframe);
3720         }
3721
3722         /* big hammer: mark all scalars precise in this path.
3723          * pop_stack may still get !precise scalars.
3724          * We also skip current state and go straight to first parent state,
3725          * because precision markings in current non-checkpointed state are
3726          * not needed. See why in the comment in __mark_chain_precision below.
3727          */
3728         for (st = st->parent; st; st = st->parent) {
3729                 for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
3730                         func = st->frame[i];
3731                         for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
3732                                 reg = &func->regs[j];
3733                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE || reg->precise)
3734                                         continue;
3735                                 reg->precise = true;
3736                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3737                                         verbose(env, "force_precise: frame%d: forcing r%d to be precise\n",
3738                                                 i, j);
3739                                 }
3740                         }
3741                         for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
3742                                 if (!is_spilled_reg(&func->stack[j]))
3743                                         continue;
3744                                 reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
3745                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE || reg->precise)
3746                                         continue;
3747                                 reg->precise = true;
3748                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3749                                         verbose(env, "force_precise: frame%d: forcing fp%d to be precise\n",
3750                                                 i, -(j + 1) * 8);
3751                                 }
3752                         }
3753                 }
3754         }
3755 }
3756
3757 static void mark_all_scalars_imprecise(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
3758 {
3759         struct bpf_func_state *func;
3760         struct bpf_reg_state *reg;
3761         int i, j;
3762
3763         for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
3764                 func = st->frame[i];
3765                 for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
3766                         reg = &func->regs[j];
3767                         if (reg->type != SCALAR_VALUE)
3768                                 continue;
3769                         reg->precise = false;
3770                 }
3771                 for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
3772                         if (!is_spilled_reg(&func->stack[j]))
3773                                 continue;
3774                         reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
3775                         if (reg->type != SCALAR_VALUE)
3776                                 continue;
3777                         reg->precise = false;
3778                 }
3779         }
3780 }
3781
3782 static bool idset_contains(struct bpf_idset *s, u32 id)
3783 {
3784         u32 i;
3785
3786         for (i = 0; i < s->count; ++i)
3787                 if (s->ids[i] == id)
3788                         return true;
3789
3790         return false;
3791 }
3792
3793 static int idset_push(struct bpf_idset *s, u32 id)
3794 {
3795         if (WARN_ON_ONCE(s->count >= ARRAY_SIZE(s->ids)))
3796                 return -EFAULT;
3797         s->ids[s->count++] = id;
3798         return 0;
3799 }
3800
3801 static void idset_reset(struct bpf_idset *s)
3802 {
3803         s->count = 0;
3804 }
3805
3806 /* Collect a set of IDs for all registers currently marked as precise in env->bt.
3807  * Mark all registers with these IDs as precise.
3808  */
3809 static int mark_precise_scalar_ids(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
3810 {
3811         struct bpf_idset *precise_ids = &env->idset_scratch;
3812         struct backtrack_state *bt = &env->bt;
3813         struct bpf_func_state *func;
3814         struct bpf_reg_state *reg;
3815         DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3816         int i, fr;
3817
3818         idset_reset(precise_ids);
3819
3820         for (fr = bt->frame; fr >= 0; fr--) {
3821                 func = st->frame[fr];
3822
3823                 bitmap_from_u64(mask, bt_frame_reg_mask(bt, fr));
3824                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
3825                         reg = &func->regs[i];
3826                         if (!reg->id || reg->type != SCALAR_VALUE)
3827                                 continue;
3828                         if (idset_push(precise_ids, reg->id))
3829                                 return -EFAULT;
3830                 }
3831
3832                 bitmap_from_u64(mask, bt_frame_stack_mask(bt, fr));
3833                 for_each_set_bit(i, mask, 64) {
3834                         if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE)
3835                                 break;
3836                         if (!is_spilled_scalar_reg(&func->stack[i]))
3837                                 continue;
3838                         reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
3839                         if (!reg->id)
3840                                 continue;
3841                         if (idset_push(precise_ids, reg->id))
3842                                 return -EFAULT;
3843                 }
3844         }
3845
3846         for (fr = 0; fr <= st->curframe; ++fr) {
3847                 func = st->frame[fr];
3848
3849                 for (i = BPF_REG_0; i < BPF_REG_10; ++i) {
3850                         reg = &func->regs[i];
3851                         if (!reg->id)
3852                                 continue;
3853                         if (!idset_contains(precise_ids, reg->id))
3854                                 continue;
3855                         bt_set_frame_reg(bt, fr, i);
3856                 }
3857                 for (i = 0; i < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; ++i) {
3858                         if (!is_spilled_scalar_reg(&func->stack[i]))
3859                                 continue;
3860                         reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
3861                         if (!reg->id)
3862                                 continue;
3863                         if (!idset_contains(precise_ids, reg->id))
3864                                 continue;
3865                         bt_set_frame_slot(bt, fr, i);
3866                 }
3867         }
3868
3869         return 0;
3870 }
3871
3872 /*
3873  * __mark_chain_precision() backtracks BPF program instruction sequence and
3874  * chain of verifier states making sure that register *regno* (if regno >= 0)
3875  * and/or stack slot *spi* (if spi >= 0) are marked as precisely tracked
3876  * SCALARS, as well as any other registers and slots that contribute to
3877  * a tracked state of given registers/stack slots, depending on specific BPF
3878  * assembly instructions (see backtrack_insns() for exact instruction handling
3879  * logic). This backtracking relies on recorded jmp_history and is able to
3880  * traverse entire chain of parent states. This process ends only when all the
3881  * necessary registers/slots and their transitive dependencies are marked as
3882  * precise.
3883  *
3884  * One important and subtle aspect is that precise marks *do not matter* in
3885  * the currently verified state (current state). It is important to understand
3886  * why this is the case.
3887  *
3888  * First, note that current state is the state that is not yet "checkpointed",
3889  * i.e., it is not yet put into env->explored_states, and it has no children
3890  * states as well. It's ephemeral, and can end up either a) being discarded if
3891  * compatible explored state is found at some point or BPF_EXIT instruction is
3892  * reached or b) checkpointed and put into env->explored_states, branching out
3893  * into one or more children states.
3894  *
3895  * In the former case, precise markings in current state are completely
3896  * ignored by state comparison code (see regsafe() for details). Only
3897  * checkpointed ("old") state precise markings are important, and if old
3898  * state's register/slot is precise, regsafe() assumes current state's
3899  * register/slot as precise and checks value ranges exactly and precisely. If
3900  * states turn out to be compatible, current state's necessary precise
3901  * markings and any required parent states' precise markings are enforced
3902  * after the fact with propagate_precision() logic, after the fact. But it's
3903  * important to realize that in this case, even after marking current state
3904  * registers/slots as precise, we immediately discard current state. So what
3905  * actually matters is any of the precise markings propagated into current
3906  * state's parent states, which are always checkpointed (due to b) case above).
3907  * As such, for scenario a) it doesn't matter if current state has precise
3908  * markings set or not.
3909  *
3910  * Now, for the scenario b), checkpointing and forking into child(ren)
3911  * state(s). Note that before current state gets to checkpointing step, any
3912  * processed instruction always assumes precise SCALAR register/slot
3913  * knowledge: if precise value or range is useful to prune jump branch, BPF
3914  * verifier takes this opportunity enthusiastically. Similarly, when
3915  * register's value is used to calculate offset or memory address, exact
3916  * knowledge of SCALAR range is assumed, checked, and enforced. So, similar to
3917  * what we mentioned above about state comparison ignoring precise markings
3918  * during state comparison, BPF verifier ignores and also assumes precise
3919  * markings *at will* during instruction verification process. But as verifier
3920  * assumes precision, it also propagates any precision dependencies across
3921  * parent states, which are not yet finalized, so can be further restricted
3922  * based on new knowledge gained from restrictions enforced by their children
3923  * states. This is so that once those parent states are finalized, i.e., when
3924  * they have no more active children state, state comparison logic in
3925  * is_state_visited() would enforce strict and precise SCALAR ranges, if
3926  * required for correctness.
3927  *
3928  * To build a bit more intuition, note also that once a state is checkpointed,
3929  * the path we took to get to that state is not important. This is crucial
3930  * property for state pruning. When state is checkpointed and finalized at
3931  * some instruction index, it can be correctly and safely used to "short
3932  * circuit" any *compatible* state that reaches exactly the same instruction
3933  * index. I.e., if we jumped to that instruction from a completely different
3934  * code path than original finalized state was derived from, it doesn't
3935  * matter, current state can be discarded because from that instruction
3936  * forward having a compatible state will ensure we will safely reach the
3937  * exit. States describe preconditions for further exploration, but completely
3938  * forget the history of how we got here.
3939  *
3940  * This also means that even if we needed precise SCALAR range to get to
3941  * finalized state, but from that point forward *that same* SCALAR register is
3942  * never used in a precise context (i.e., it's precise value is not needed for
3943  * correctness), it's correct and safe to mark such register as "imprecise"
3944  * (i.e., precise marking set to false). This is what we rely on when we do
3945  * not set precise marking in current state. If no child state requires
3946  * precision for any given SCALAR register, it's safe to dictate that it can
3947  * be imprecise. If any child state does require this register to be precise,
3948  * we'll mark it precise later retroactively during precise markings
3949  * propagation from child state to parent states.
3950  *
3951  * Skipping precise marking setting in current state is a mild version of
3952  * relying on the above observation. But we can utilize this property even
3953  * more aggressively by proactively forgetting any precise marking in the
3954  * current state (which we inherited from the parent state), right before we
3955  * checkpoint it and branch off into new child state. This is done by
3956  * mark_all_scalars_imprecise() to hopefully get more permissive and generic
3957  * finalized states which help in short circuiting more future states.
3958  */
3959 static int __mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
3960 {
3961         struct backtrack_state *bt = &env->bt;
3962         struct bpf_verifier_state *st = env->cur_state;
3963         int first_idx = st->first_insn_idx;
3964         int last_idx = env->insn_idx;
3965         int subseq_idx = -1;
3966         struct bpf_func_state *func;
3967         struct bpf_reg_state *reg;
3968         bool skip_first = true;
3969         int i, fr, err;
3970
3971         if (!env->bpf_capable)
3972                 return 0;
3973
3974         /* set frame number from which we are starting to backtrack */
3975         bt_init(bt, env->cur_state->curframe);
3976
3977         /* Do sanity checks against current state of register and/or stack
3978          * slot, but don't set precise flag in current state, as precision
3979          * tracking in the current state is unnecessary.
3980          */
3981         func = st->frame[bt->frame];
3982         if (regno >= 0) {
3983                 reg = &func->regs[regno];
3984                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
3985                         WARN_ONCE(1, "backtracing misuse");
3986                         return -EFAULT;
3987                 }
3988                 bt_set_reg(bt, regno);
3989         }
3990
3991         if (bt_empty(bt))
3992                 return 0;
3993
3994         for (;;) {
3995                 DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3996                 u32 history = st->jmp_history_cnt;
3997
3998                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3999                         verbose(env, "mark_precise: frame%d: last_idx %d first_idx %d subseq_idx %d \n",
4000                                 bt->frame, last_idx, first_idx, subseq_idx);
4001                 }
4002
4003                 /* If some register with scalar ID is marked as precise,
4004                  * make sure that all registers sharing this ID are also precise.
4005                  * This is needed to estimate effect of find_equal_scalars().
4006                  * Do this at the last instruction of each state,
4007                  * bpf_reg_state::id fields are valid for these instructions.
4008                  *
4009                  * Allows to track precision in situation like below:
4010                  *
4011                  *     r2 = unknown value
4012                  *     ...
4013                  *   --- state #0 ---
4014                  *     ...
4015                  *     r1 = r2                 // r1 and r2 now share the same ID
4016                  *     ...
4017                  *   --- state #1 {r1.id = A, r2.id = A} ---
4018                  *     ...
4019                  *     if (r2 > 10) goto exit; // find_equal_scalars() assigns range to r1
4020                  *     ...
4021                  *   --- state #2 {r1.id = A, r2.id = A} ---
4022                  *     r3 = r10
4023                  *     r3 += r1                // need to mark both r1 and r2
4024                  */
4025                 if (mark_precise_scalar_ids(env, st))
4026                         return -EFAULT;
4027
4028                 if (last_idx < 0) {
4029                         /* we are at the entry into subprog, which
4030                          * is expected for global funcs, but only if
4031                          * requested precise registers are R1-R5
4032                          * (which are global func's input arguments)
4033                          */
4034                         if (st->curframe == 0 &&
4035                             st->frame[0]->subprogno > 0 &&
4036                             st->frame[0]->callsite == BPF_MAIN_FUNC &&
4037                             bt_stack_mask(bt) == 0 &&
4038                             (bt_reg_mask(bt) & ~BPF_REGMASK_ARGS) == 0) {
4039                                 bitmap_from_u64(mask, bt_reg_mask(bt));
4040                                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
4041                                         reg = &st->frame[0]->regs[i];
4042                                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
4043                                                 bt_clear_reg(bt, i);
4044                                                 continue;
4045                                         }
4046                                         reg->precise = true;
4047                                 }
4048                                 return 0;
4049                         }
4050
4051                         verbose(env, "BUG backtracking func entry subprog %d reg_mask %x stack_mask %llx\n",
4052                                 st->frame[0]->subprogno, bt_reg_mask(bt), bt_stack_mask(bt));
4053                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
4054                         return -EFAULT;
4055                 }
4056
4057                 for (i = last_idx;;) {
4058                         if (skip_first) {
4059                                 err = 0;
4060                                 skip_first = false;
4061                         } else {
4062                                 err = backtrack_insn(env, i, subseq_idx, bt);
4063                         }
4064                         if (err == -ENOTSUPP) {
4065                                 mark_all_scalars_precise(env, env->cur_state);
4066                                 bt_reset(bt);
4067                                 return 0;
4068                         } else if (err) {
4069                                 return err;
4070                         }
4071                         if (bt_empty(bt))
4072                                 /* Found assignment(s) into tracked register in this state.
4073                                  * Since this state is already marked, just return.
4074                                  * Nothing to be tracked further in the parent state.
4075                                  */
4076                                 return 0;
4077                         if (i == first_idx)
4078                                 break;
4079                         subseq_idx = i;
4080                         i = get_prev_insn_idx(st, i, &history);
4081                         if (i >= env->prog->len) {
4082                                 /* This can happen if backtracking reached insn 0
4083                                  * and there are still reg_mask or stack_mask
4084                                  * to backtrack.
4085                                  * It means the backtracking missed the spot where
4086                                  * particular register was initialized with a constant.
4087                                  */
4088                                 verbose(env, "BUG backtracking idx %d\n", i);
4089                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
4090                                 return -EFAULT;
4091                         }
4092                 }
4093                 st = st->parent;
4094                 if (!st)
4095                         break;
4096
4097                 for (fr = bt->frame; fr >= 0; fr--) {
4098                         func = st->frame[fr];
4099                         bitmap_from_u64(mask, bt_frame_reg_mask(bt, fr));
4100                         for_each_set_bit(i, mask, 32) {
4101                                 reg = &func->regs[i];
4102                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
4103                                         bt_clear_frame_reg(bt, fr, i);
4104                                         continue;
4105                                 }
4106                                 if (reg->precise)
4107                                         bt_clear_frame_reg(bt, fr, i);
4108                                 else
4109                                         reg->precise = true;
4110                         }
4111
4112                         bitmap_from_u64(mask, bt_frame_stack_mask(bt, fr));
4113                         for_each_set_bit(i, mask, 64) {
4114                                 if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE) {
4115                                         /* the sequence of instructions:
4116                                          * 2: (bf) r3 = r10
4117                                          * 3: (7b) *(u64 *)(r3 -8) = r0
4118                                          * 4: (79) r4 = *(u64 *)(r10 -8)
4119                                          * doesn't contain jmps. It's backtracked
4120                                          * as a single block.
4121                                          * During backtracking insn 3 is not recognized as
4122                                          * stack access, so at the end of backtracking
4123                                          * stack slot fp-8 is still marked in stack_mask.
4124                                          * However the parent state may not have accessed
4125                                          * fp-8 and it's "unallocated" stack space.
4126                                          * In such case fallback to conservative.
4127                                          */
4128                                         mark_all_scalars_precise(env, env->cur_state);
4129                                         bt_reset(bt);
4130                                         return 0;
4131                                 }
4132
4133                                 if (!is_spilled_scalar_reg(&func->stack[i])) {
4134                                         bt_clear_frame_slot(bt, fr, i);
4135                                         continue;
4136                                 }
4137                                 reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
4138                                 if (reg->precise)
4139                                         bt_clear_frame_slot(bt, fr, i);
4140                                 else
4141                                         reg->precise = true;
4142                         }
4143                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
4144                                 fmt_reg_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN,
4145                                              bt_frame_reg_mask(bt, fr));
4146                                 verbose(env, "mark_precise: frame%d: parent state regs=%s ",
4147                                         fr, env->tmp_str_buf);
4148                                 fmt_stack_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN,
4149                                                bt_frame_stack_mask(bt, fr));
4150                                 verbose(env, "stack=%s: ", env->tmp_str_buf);
4151                                 print_verifier_state(env, func, true);
4152                         }
4153                 }
4154
4155                 if (bt_empty(bt))
4156                         return 0;
4157
4158                 subseq_idx = first_idx;
4159                 last_idx = st->last_insn_idx;
4160                 first_idx = st->first_insn_idx;
4161         }
4162
4163         /* if we still have requested precise regs or slots, we missed
4164          * something (e.g., stack access through non-r10 register), so
4165          * fallback to marking all precise
4166          */
4167         if (!bt_empty(bt)) {
4168                 mark_all_scalars_precise(env, env->cur_state);
4169                 bt_reset(bt);
4170         }
4171
4172         return 0;
4173 }
4174
4175 int mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4176 {
4177         return __mark_chain_precision(env, regno);
4178 }
4179
4180 /* mark_chain_precision_batch() assumes that env->bt is set in the caller to
4181  * desired reg and stack masks across all relevant frames
4182  */
4183 static int mark_chain_precision_batch(struct bpf_verifier_env *env)
4184 {
4185         return __mark_chain_precision(env, -1);
4186 }
4187
4188 static bool is_spillable_regtype(enum bpf_reg_type type)
4189 {
4190         switch (base_type(type)) {
4191         case PTR_TO_MAP_VALUE:
4192         case PTR_TO_STACK:
4193         case PTR_TO_CTX:
4194         case PTR_TO_PACKET:
4195         case PTR_TO_PACKET_META:
4196         case PTR_TO_PACKET_END:
4197         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
4198         case CONST_PTR_TO_MAP:
4199         case PTR_TO_SOCKET:
4200         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
4201         case PTR_TO_TCP_SOCK:
4202         case PTR_TO_XDP_SOCK:
4203         case PTR_TO_BTF_ID:
4204         case PTR_TO_BUF:
4205         case PTR_TO_MEM:
4206         case PTR_TO_FUNC:
4207         case PTR_TO_MAP_KEY:
4208                 return true;
4209         default:
4210                 return false;
4211         }
4212 }
4213
4214 /* Does this register contain a constant zero? */
4215 static bool register_is_null(struct bpf_reg_state *reg)
4216 {
4217         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
4218 }
4219
4220 static bool register_is_const(struct bpf_reg_state *reg)
4221 {
4222         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off);
4223 }
4224
4225 static bool __is_scalar_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
4226 {
4227         return tnum_is_unknown(reg->var_off) &&
4228                reg->smin_value == S64_MIN && reg->smax_value == S64_MAX &&
4229                reg->umin_value == 0 && reg->umax_value == U64_MAX &&
4230                reg->s32_min_value == S32_MIN && reg->s32_max_value == S32_MAX &&
4231                reg->u32_min_value == 0 && reg->u32_max_value == U32_MAX;
4232 }
4233
4234 static bool register_is_bounded(struct bpf_reg_state *reg)
4235 {
4236         return reg->type == SCALAR_VALUE && !__is_scalar_unbounded(reg);
4237 }
4238
4239 static bool __is_pointer_value(bool allow_ptr_leaks,
4240                                const struct bpf_reg_state *reg)
4241 {
4242         if (allow_ptr_leaks)
4243                 return false;
4244
4245         return reg->type != SCALAR_VALUE;
4246 }
4247
4248 /* Copy src state preserving dst->parent and dst->live fields */
4249 static void copy_register_state(struct bpf_reg_state *dst, const struct bpf_reg_state *src)
4250 {
4251         struct bpf_reg_state *parent = dst->parent;
4252         enum bpf_reg_liveness live = dst->live;
4253
4254         *dst = *src;
4255         dst->parent = parent;
4256         dst->live = live;
4257 }
4258
4259 static void save_register_state(struct bpf_func_state *state,
4260                                 int spi, struct bpf_reg_state *reg,
4261                                 int size)
4262 {
4263         int i;
4264
4265         copy_register_state(&state->stack[spi].spilled_ptr, reg);
4266         if (size == BPF_REG_SIZE)
4267                 state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4268
4269         for (i = BPF_REG_SIZE; i > BPF_REG_SIZE - size; i--)
4270                 state->stack[spi].slot_type[i - 1] = STACK_SPILL;
4271
4272         /* size < 8 bytes spill */
4273         for (; i; i--)
4274                 scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[i - 1]);
4275 }
4276
4277 static bool is_bpf_st_mem(struct bpf_insn *insn)
4278 {
4279         return BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ST && BPF_MODE(insn->code) == BPF_MEM;
4280 }
4281
4282 /* check_stack_{read,write}_fixed_off functions track spill/fill of registers,
4283  * stack boundary and alignment are checked in check_mem_access()
4284  */
4285 static int check_stack_write_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
4286                                        /* stack frame we're writing to */
4287                                        struct bpf_func_state *state,
4288                                        int off, int size, int value_regno,
4289                                        int insn_idx)
4290 {
4291         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
4292         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE, err;
4293         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
4294         struct bpf_reg_state *reg = NULL;
4295         u32 dst_reg = insn->dst_reg;
4296
4297         err = grow_stack_state(state, round_up(slot + 1, BPF_REG_SIZE));
4298         if (err)
4299                 return err;
4300         /* caller checked that off % size == 0 and -MAX_BPF_STACK <= off < 0,
4301          * so it's aligned access and [off, off + size) are within stack limits
4302          */
4303         if (!env->allow_ptr_leaks &&
4304             state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
4305             size != BPF_REG_SIZE) {
4306                 verbose(env, "attempt to corrupt spilled pointer on stack\n");
4307                 return -EACCES;
4308         }
4309
4310         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
4311         if (value_regno >= 0)
4312                 reg = &cur->regs[value_regno];
4313         if (!env->bypass_spec_v4) {
4314                 bool sanitize = reg && is_spillable_regtype(reg->type);
4315
4316                 for (i = 0; i < size; i++) {
4317                         u8 type = state->stack[spi].slot_type[i];
4318
4319                         if (type != STACK_MISC && type != STACK_ZERO) {
4320                                 sanitize = true;
4321                                 break;
4322                         }
4323                 }
4324
4325                 if (sanitize)
4326                         env->insn_aux_data[insn_idx].sanitize_stack_spill = true;
4327         }
4328
4329         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
4330         if (err)
4331                 return err;
4332
4333         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4334         if (reg && !(off % BPF_REG_SIZE) && register_is_bounded(reg) &&
4335             !register_is_null(reg) && env->bpf_capable) {
4336                 if (dst_reg != BPF_REG_FP) {
4337                         /* The backtracking logic can only recognize explicit
4338                          * stack slot address like [fp - 8]. Other spill of
4339                          * scalar via different register has to be conservative.
4340                          * Backtrack from here and mark all registers as precise
4341                          * that contributed into 'reg' being a constant.
4342                          */
4343                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
4344                         if (err)
4345                                 return err;
4346                 }
4347                 save_register_state(state, spi, reg, size);
4348                 /* Break the relation on a narrowing spill. */
4349                 if (fls64(reg->umax_value) > BITS_PER_BYTE * size)
4350                         state->stack[spi].spilled_ptr.id = 0;
4351         } else if (!reg && !(off % BPF_REG_SIZE) && is_bpf_st_mem(insn) &&
4352                    insn->imm != 0 && env->bpf_capable) {
4353                 struct bpf_reg_state fake_reg = {};
4354
4355                 __mark_reg_known(&fake_reg, (u32)insn->imm);
4356                 fake_reg.type = SCALAR_VALUE;
4357                 save_register_state(state, spi, &fake_reg, size);
4358         } else if (reg && is_spillable_regtype(reg->type)) {
4359                 /* register containing pointer is being spilled into stack */
4360                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
4361                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
4362                         verbose(env, "invalid size of register spill\n");
4363                         return -EACCES;
4364                 }
4365                 if (state != cur && reg->type == PTR_TO_STACK) {
4366                         verbose(env, "cannot spill pointers to stack into stack frame of the caller\n");
4367                         return -EINVAL;
4368                 }
4369                 save_register_state(state, spi, reg, size);
4370         } else {
4371                 u8 type = STACK_MISC;
4372
4373                 /* regular write of data into stack destroys any spilled ptr */
4374                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
4375                 /* Mark slots as STACK_MISC if they belonged to spilled ptr/dynptr/iter. */
4376                 if (is_stack_slot_special(&state->stack[spi]))
4377                         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
4378                                 scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[i]);
4379
4380                 /* only mark the slot as written if all 8 bytes were written
4381                  * otherwise read propagation may incorrectly stop too soon
4382                  * when stack slots are partially written.
4383                  * This heuristic means that read propagation will be
4384                  * conservative, since it will add reg_live_read marks
4385                  * to stack slots all the way to first state when programs
4386                  * writes+reads less than 8 bytes
4387                  */
4388                 if (size == BPF_REG_SIZE)
4389                         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4390
4391                 /* when we zero initialize stack slots mark them as such */
4392                 if ((reg && register_is_null(reg)) ||
4393                     (!reg && is_bpf_st_mem(insn) && insn->imm == 0)) {
4394                         /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
4395                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
4396                         if (err)
4397                                 return err;
4398                         type = STACK_ZERO;
4399                 }
4400
4401                 /* Mark slots affected by this stack write. */
4402                 for (i = 0; i < size; i++)
4403                         state->stack[spi].slot_type[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] =
4404                                 type;
4405         }
4406         return 0;
4407 }
4408
4409 /* Write the stack: 'stack[ptr_regno + off] = value_regno'. 'ptr_regno' is
4410  * known to contain a variable offset.
4411  * This function checks whether the write is permitted and conservatively
4412  * tracks the effects of the write, considering that each stack slot in the
4413  * dynamic range is potentially written to.
4414  *
4415  * 'off' includes 'regno->off'.
4416  * 'value_regno' can be -1, meaning that an unknown value is being written to
4417  * the stack.
4418  *
4419  * Spilled pointers in range are not marked as written because we don't know
4420  * what's going to be actually written. This means that read propagation for
4421  * future reads cannot be terminated by this write.
4422  *
4423  * For privileged programs, uninitialized stack slots are considered
4424  * initialized by this write (even though we don't know exactly what offsets
4425  * are going to be written to). The idea is that we don't want the verifier to
4426  * reject future reads that access slots written to through variable offsets.
4427  */
4428 static int check_stack_write_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
4429                                      /* func where register points to */
4430                                      struct bpf_func_state *state,
4431                                      int ptr_regno, int off, int size,
4432                                      int value_regno, int insn_idx)
4433 {
4434         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
4435         int min_off, max_off;
4436         int i, err;
4437         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, *value_reg = NULL;
4438         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
4439         bool writing_zero = false;
4440         /* set if the fact that we're writing a zero is used to let any
4441          * stack slots remain STACK_ZERO
4442          */
4443         bool zero_used = false;
4444
4445         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
4446         ptr_reg = &cur->regs[ptr_regno];
4447         min_off = ptr_reg->smin_value + off;
4448         max_off = ptr_reg->smax_value + off + size;
4449         if (value_regno >= 0)
4450                 value_reg = &cur->regs[value_regno];
4451         if ((value_reg && register_is_null(value_reg)) ||
4452             (!value_reg && is_bpf_st_mem(insn) && insn->imm == 0))
4453                 writing_zero = true;
4454
4455         err = grow_stack_state(state, round_up(-min_off, BPF_REG_SIZE));
4456         if (err)
4457                 return err;
4458
4459         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4460                 int spi;
4461
4462                 spi = __get_spi(i);
4463                 err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
4464                 if (err)
4465                         return err;
4466         }
4467
4468         /* Variable offset writes destroy any spilled pointers in range. */
4469         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4470                 u8 new_type, *stype;
4471                 int slot, spi;
4472
4473                 slot = -i - 1;
4474                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4475                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
4476                 mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4477
4478                 if (!env->allow_ptr_leaks && *stype != STACK_MISC && *stype != STACK_ZERO) {
4479                         /* Reject the write if range we may write to has not
4480                          * been initialized beforehand. If we didn't reject
4481                          * here, the ptr status would be erased below (even
4482                          * though not all slots are actually overwritten),
4483                          * possibly opening the door to leaks.
4484                          *
4485                          * We do however catch STACK_INVALID case below, and
4486                          * only allow reading possibly uninitialized memory
4487                          * later for CAP_PERFMON, as the write may not happen to
4488                          * that slot.
4489                          */
4490                         verbose(env, "spilled ptr in range of var-offset stack write; insn %d, ptr off: %d",
4491                                 insn_idx, i);
4492                         return -EINVAL;
4493                 }
4494
4495                 /* Erase all spilled pointers. */
4496                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
4497
4498                 /* Update the slot type. */
4499                 new_type = STACK_MISC;
4500                 if (writing_zero && *stype == STACK_ZERO) {
4501                         new_type = STACK_ZERO;
4502                         zero_used = true;
4503                 }
4504                 /* If the slot is STACK_INVALID, we check whether it's OK to
4505                  * pretend that it will be initialized by this write. The slot
4506                  * might not actually be written to, and so if we mark it as
4507                  * initialized future reads might leak uninitialized memory.
4508                  * For privileged programs, we will accept such reads to slots
4509                  * that may or may not be written because, if we're reject
4510                  * them, the error would be too confusing.
4511                  */
4512                 if (*stype == STACK_INVALID && !env->allow_uninit_stack) {
4513                         verbose(env, "uninit stack in range of var-offset write prohibited for !root; insn %d, off: %d",
4514                                         insn_idx, i);
4515                         return -EINVAL;
4516                 }
4517                 *stype = new_type;
4518         }
4519         if (zero_used) {
4520                 /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
4521                 err = mark_chain_precision(env, value_regno);
4522                 if (err)
4523                         return err;
4524         }
4525         return 0;
4526 }
4527
4528 /* When register 'dst_regno' is assigned some values from stack[min_off,
4529  * max_off), we set the register's type according to the types of the
4530  * respective stack slots. If all the stack values are known to be zeros, then
4531  * so is the destination reg. Otherwise, the register is considered to be
4532  * SCALAR. This function does not deal with register filling; the caller must
4533  * ensure that all spilled registers in the stack range have been marked as
4534  * read.
4535  */
4536 static void mark_reg_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
4537                                 /* func where src register points to */
4538                                 struct bpf_func_state *ptr_state,
4539                                 int min_off, int max_off, int dst_regno)
4540 {
4541         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4542         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4543         int i, slot, spi;
4544         u8 *stype;
4545         int zeros = 0;
4546
4547         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4548                 slot = -i - 1;
4549                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4550                 mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4551                 stype = ptr_state->stack[spi].slot_type;
4552                 if (stype[slot % BPF_REG_SIZE] != STACK_ZERO)
4553                         break;
4554                 zeros++;
4555         }
4556         if (zeros == max_off - min_off) {
4557                 /* any access_size read into register is zero extended,
4558                  * so the whole register == const_zero
4559                  */
4560                 __mark_reg_const_zero(&state->regs[dst_regno]);
4561                 /* backtracking doesn't support STACK_ZERO yet,
4562                  * so mark it precise here, so that later
4563                  * backtracking can stop here.
4564                  * Backtracking may not need this if this register
4565                  * doesn't participate in pointer adjustment.
4566                  * Forward propagation of precise flag is not
4567                  * necessary either. This mark is only to stop
4568                  * backtracking. Any register that contributed
4569                  * to const 0 was marked precise before spill.
4570                  */
4571                 state->regs[dst_regno].precise = true;
4572         } else {
4573                 /* have read misc data from the stack */
4574                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
4575         }
4576         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4577 }
4578
4579 /* Read the stack at 'off' and put the results into the register indicated by
4580  * 'dst_regno'. It handles reg filling if the addressed stack slot is a
4581  * spilled reg.
4582  *
4583  * 'dst_regno' can be -1, meaning that the read value is not going to a
4584  * register.
4585  *
4586  * The access is assumed to be within the current stack bounds.
4587  */
4588 static int check_stack_read_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
4589                                       /* func where src register points to */
4590                                       struct bpf_func_state *reg_state,
4591                                       int off, int size, int dst_regno)
4592 {
4593         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4594         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4595         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4596         struct bpf_reg_state *reg;
4597         u8 *stype, type;
4598
4599         stype = reg_state->stack[spi].slot_type;
4600         reg = &reg_state->stack[spi].spilled_ptr;
4601
4602         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4603
4604         if (is_spilled_reg(&reg_state->stack[spi])) {
4605                 u8 spill_size = 1;
4606
4607                 for (i = BPF_REG_SIZE - 1; i > 0 && stype[i - 1] == STACK_SPILL; i--)
4608                         spill_size++;
4609
4610                 if (size != BPF_REG_SIZE || spill_size != BPF_REG_SIZE) {
4611                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
4612                                 verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
4613                                 verbose(env, "invalid size of register fill\n");
4614                                 return -EACCES;
4615                         }
4616
4617                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
4618                         if (dst_regno < 0)
4619                                 return 0;
4620
4621                         if (!(off % BPF_REG_SIZE) && size == spill_size) {
4622                                 /* The earlier check_reg_arg() has decided the
4623                                  * subreg_def for this insn.  Save it first.
4624                                  */
4625                                 s32 subreg_def = state->regs[dst_regno].subreg_def;
4626
4627                                 copy_register_state(&state->regs[dst_regno], reg);
4628                                 state->regs[dst_regno].subreg_def = subreg_def;
4629                         } else {
4630                                 for (i = 0; i < size; i++) {
4631                                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
4632                                         if (type == STACK_SPILL)
4633                                                 continue;
4634                                         if (type == STACK_MISC)
4635                                                 continue;
4636                                         if (type == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)
4637                                                 continue;
4638                                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
4639                                                 off, i, size);
4640                                         return -EACCES;
4641                                 }
4642                                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
4643                         }
4644                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4645                         return 0;
4646                 }
4647
4648                 if (dst_regno >= 0) {
4649                         /* restore register state from stack */
4650                         copy_register_state(&state->regs[dst_regno], reg);
4651                         /* mark reg as written since spilled pointer state likely
4652                          * has its liveness marks cleared by is_state_visited()
4653                          * which resets stack/reg liveness for state transitions
4654                          */
4655                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4656                 } else if (__is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg)) {
4657                         /* If dst_regno==-1, the caller is asking us whether
4658                          * it is acceptable to use this value as a SCALAR_VALUE
4659                          * (e.g. for XADD).
4660                          * We must not allow unprivileged callers to do that
4661                          * with spilled pointers.
4662                          */
4663                         verbose(env, "leaking pointer from stack off %d\n",
4664                                 off);
4665                         return -EACCES;
4666                 }
4667                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
4668         } else {
4669                 for (i = 0; i < size; i++) {
4670                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
4671                         if (type == STACK_MISC)
4672                                 continue;
4673                         if (type == STACK_ZERO)
4674                                 continue;
4675                         if (type == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)
4676                                 continue;
4677                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
4678                                 off, i, size);
4679                         return -EACCES;
4680                 }
4681                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
4682                 if (dst_regno >= 0)
4683                         mark_reg_stack_read(env, reg_state, off, off + size, dst_regno);
4684         }
4685         return 0;
4686 }
4687
4688 enum bpf_access_src {
4689         ACCESS_DIRECT = 1,  /* the access is performed by an instruction */
4690         ACCESS_HELPER = 2,  /* the access is performed by a helper */
4691 };
4692
4693 static int check_stack_range_initialized(struct bpf_verifier_env *env,
4694                                          int regno, int off, int access_size,
4695                                          bool zero_size_allowed,
4696                                          enum bpf_access_src type,
4697                                          struct bpf_call_arg_meta *meta);
4698
4699 static struct bpf_reg_state *reg_state(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4700 {
4701         return cur_regs(env) + regno;
4702 }
4703
4704 /* Read the stack at 'ptr_regno + off' and put the result into the register
4705  * 'dst_regno'.
4706  * 'off' includes the pointer register's fixed offset(i.e. 'ptr_regno.off'),
4707  * but not its variable offset.
4708  * 'size' is assumed to be <= reg size and the access is assumed to be aligned.
4709  *
4710  * As opposed to check_stack_read_fixed_off, this function doesn't deal with
4711  * filling registers (i.e. reads of spilled register cannot be detected when
4712  * the offset is not fixed). We conservatively mark 'dst_regno' as containing
4713  * SCALAR_VALUE. That's why we assert that the 'ptr_regno' has a variable
4714  * offset; for a fixed offset check_stack_read_fixed_off should be used
4715  * instead.
4716  */
4717 static int check_stack_read_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
4718                                     int ptr_regno, int off, int size, int dst_regno)
4719 {
4720         /* The state of the source register. */
4721         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
4722         struct bpf_func_state *ptr_state = func(env, reg);
4723         int err;
4724         int min_off, max_off;
4725
4726         /* Note that we pass a NULL meta, so raw access will not be permitted.
4727          */
4728         err = check_stack_range_initialized(env, ptr_regno, off, size,
4729                                             false, ACCESS_DIRECT, NULL);
4730         if (err)
4731                 return err;
4732
4733         min_off = reg->smin_value + off;
4734         max_off = reg->smax_value + off;
4735         mark_reg_stack_read(env, ptr_state, min_off, max_off + size, dst_regno);
4736         return 0;
4737 }
4738
4739 /* check_stack_read dispatches to check_stack_read_fixed_off or
4740  * check_stack_read_var_off.
4741  *
4742  * The caller must ensure that the offset falls within the allocated stack
4743  * bounds.
4744  *
4745  * 'dst_regno' is a register which will receive the value from the stack. It
4746  * can be -1, meaning that the read value is not going to a register.
4747  */
4748 static int check_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
4749                             int ptr_regno, int off, int size,
4750                             int dst_regno)
4751 {
4752         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
4753         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
4754         int err;
4755         /* Some accesses are only permitted with a static offset. */
4756         bool var_off = !tnum_is_const(reg->var_off);
4757
4758         /* The offset is required to be static when reads don't go to a
4759          * register, in order to not leak pointers (see
4760          * check_stack_read_fixed_off).
4761          */
4762         if (dst_regno < 0 && var_off) {
4763                 char tn_buf[48];
4764
4765                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4766                 verbose(env, "variable offset stack pointer cannot be passed into helper function; var_off=%s off=%d size=%d\n",
4767                         tn_buf, off, size);
4768                 return -EACCES;
4769         }
4770         /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity
4771          * since it requires corresponding support in Spectre masking for stack
4772          * ALU. See also retrieve_ptr_limit(). The check in
4773          * check_stack_access_for_ptr_arithmetic() called by
4774          * adjust_ptr_min_max_vals() prevents users from creating stack pointers
4775          * with variable offsets, therefore no check is required here. Further,
4776          * just checking it here would be insufficient as speculative stack
4777          * writes could still lead to unsafe speculative behaviour.
4778          */
4779         if (!var_off) {
4780                 off += reg->var_off.value;
4781                 err = check_stack_read_fixed_off(env, state, off, size,
4782                                                  dst_regno);
4783         } else {
4784                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
4785                  * than fixed offset ones. Note that dst_regno >= 0 on this
4786                  * branch.
4787                  */
4788                 err = check_stack_read_var_off(env, ptr_regno, off, size,
4789                                                dst_regno);
4790         }
4791         return err;
4792 }
4793
4794
4795 /* check_stack_write dispatches to check_stack_write_fixed_off or
4796  * check_stack_write_var_off.
4797  *
4798  * 'ptr_regno' is the register used as a pointer into the stack.
4799  * 'off' includes 'ptr_regno->off', but not its variable offset (if any).
4800  * 'value_regno' is the register whose value we're writing to the stack. It can
4801  * be -1, meaning that we're not writing from a register.
4802  *
4803  * The caller must ensure that the offset falls within the maximum stack size.
4804  */
4805 static int check_stack_write(struct bpf_verifier_env *env,
4806                              int ptr_regno, int off, int size,
4807                              int value_regno, int insn_idx)
4808 {
4809         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
4810         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
4811         int err;
4812
4813         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
4814                 off += reg->var_off.value;
4815                 err = check_stack_write_fixed_off(env, state, off, size,
4816                                                   value_regno, insn_idx);
4817         } else {
4818                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
4819                  * than fixed offset ones.
4820                  */
4821                 err = check_stack_write_var_off(env, state,
4822                                                 ptr_regno, off, size,
4823                                                 value_regno, insn_idx);
4824         }
4825         return err;
4826 }
4827
4828 static int check_map_access_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
4829                                  int off, int size, enum bpf_access_type type)
4830 {
4831         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
4832         struct bpf_map *map = regs[regno].map_ptr;
4833         u32 cap = bpf_map_flags_to_cap(map);
4834
4835         if (type == BPF_WRITE && !(cap & BPF_MAP_CAN_WRITE)) {
4836                 verbose(env, "write into map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
4837                         map->value_size, off, size);
4838                 return -EACCES;
4839         }
4840
4841         if (type == BPF_READ && !(cap & BPF_MAP_CAN_READ)) {
4842                 verbose(env, "read from map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
4843                         map->value_size, off, size);
4844                 return -EACCES;
4845         }
4846
4847         return 0;
4848 }
4849
4850 /* check read/write into memory region (e.g., map value, ringbuf sample, etc) */
4851 static int __check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
4852                               int off, int size, u32 mem_size,
4853                               bool zero_size_allowed)
4854 {
4855         bool size_ok = size > 0 || (size == 0 && zero_size_allowed);
4856         struct bpf_reg_state *reg;
4857
4858         if (off >= 0 && size_ok && (u64)off + size <= mem_size)
4859                 return 0;
4860
4861         reg = &cur_regs(env)[regno];
4862         switch (reg->type) {
4863         case PTR_TO_MAP_KEY:
4864                 verbose(env, "invalid access to map key, key_size=%d off=%d size=%d\n",
4865                         mem_size, off, size);
4866                 break;
4867         case PTR_TO_MAP_VALUE:
4868                 verbose(env, "invalid access to map value, value_size=%d off=%d size=%d\n",
4869                         mem_size, off, size);
4870                 break;
4871         case PTR_TO_PACKET:
4872         case PTR_TO_PACKET_META:
4873         case PTR_TO_PACKET_END:
4874                 verbose(env, "invalid access to packet, off=%d size=%d, R%d(id=%d,off=%d,r=%d)\n",
4875                         off, size, regno, reg->id, off, mem_size);
4876                 break;
4877         case PTR_TO_MEM:
4878         default:
4879                 verbose(env, "invalid access to memory, mem_size=%u off=%d size=%d\n",
4880                         mem_size, off, size);
4881         }
4882
4883         return -EACCES;
4884 }
4885
4886 /* check read/write into a memory region with possible variable offset */
4887 static int check_mem_region_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
4888                                    int off, int size, u32 mem_size,
4889                                    bool zero_size_allowed)
4890 {
4891         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4892         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4893         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
4894         int err;
4895
4896         /* We may have adjusted the register pointing to memory region, so we
4897          * need to try adding each of min_value and max_value to off
4898          * to make sure our theoretical access will be safe.
4899          *
4900          * The minimum value is only important with signed
4901          * comparisons where we can't assume the floor of a
4902          * value is 0.  If we are using signed variables for our
4903          * index'es we need to make sure that whatever we use
4904          * will have a set floor within our range.
4905          */
4906         if (reg->smin_value < 0 &&
4907             (reg->smin_value == S64_MIN ||
4908              (off + reg->smin_value != (s64)(s32)(off + reg->smin_value)) ||
4909               reg->smin_value + off < 0)) {
4910                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
4911                         regno);
4912                 return -EACCES;
4913         }
4914         err = __check_mem_access(env, regno, reg->smin_value + off, size,
4915                                  mem_size, zero_size_allowed);
4916         if (err) {
4917                 verbose(env, "R%d min value is outside of the allowed memory range\n",
4918                         regno);
4919                 return err;
4920         }
4921
4922         /* If we haven't set a max value then we need to bail since we can't be
4923          * sure we won't do bad things.
4924          * If reg->umax_value + off could overflow, treat that as unbounded too.
4925          */
4926         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
4927                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, make sure to bounds check any such access\n",
4928                         regno);
4929                 return -EACCES;
4930         }
4931         err = __check_mem_access(env, regno, reg->umax_value + off, size,
4932                                  mem_size, zero_size_allowed);
4933         if (err) {
4934                 verbose(env, "R%d max value is outside of the allowed memory range\n",
4935                         regno);
4936                 return err;
4937         }
4938
4939         return 0;
4940 }
4941
4942 static int __check_ptr_off_reg(struct bpf_verifier_env *env,
4943                                const struct bpf_reg_state *reg, int regno,
4944                                bool fixed_off_ok)
4945 {
4946         /* Access to this pointer-typed register or passing it to a helper
4947          * is only allowed in its original, unmodified form.
4948          */
4949
4950         if (reg->off < 0) {
4951                 verbose(env, "negative offset %s ptr R%d off=%d disallowed\n",
4952                         reg_type_str(env, reg->type), regno, reg->off);
4953                 return -EACCES;
4954         }
4955
4956         if (!fixed_off_ok && reg->off) {
4957                 verbose(env, "dereference of modified %s ptr R%d off=%d disallowed\n",
4958                         reg_type_str(env, reg->type), regno, reg->off);
4959                 return -EACCES;
4960         }
4961
4962         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
4963                 char tn_buf[48];
4964
4965                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4966                 verbose(env, "variable %s access var_off=%s disallowed\n",
4967                         reg_type_str(env, reg->type), tn_buf);
4968                 return -EACCES;
4969         }
4970
4971         return 0;
4972 }
4973
4974 int check_ptr_off_reg(struct bpf_verifier_env *env,
4975                       const struct bpf_reg_state *reg, int regno)
4976 {
4977         return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
4978 }
4979
4980 static int map_kptr_match_type(struct bpf_verifier_env *env,
4981                                struct btf_field *kptr_field,
4982                                struct bpf_reg_state *reg, u32 regno)
4983 {
4984         const char *targ_name = btf_type_name(kptr_field->kptr.btf, kptr_field->kptr.btf_id);
4985         int perm_flags = PTR_MAYBE_NULL | PTR_TRUSTED | MEM_RCU;
4986         const char *reg_name = "";
4987
4988         /* Only unreferenced case accepts untrusted pointers */
4989         if (kptr_field->type == BPF_KPTR_UNREF)
4990                 perm_flags |= PTR_UNTRUSTED;
4991
4992         if (base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID || (type_flag(reg->type) & ~perm_flags))
4993                 goto bad_type;
4994
4995         if (!btf_is_kernel(reg->btf)) {
4996                 verbose(env, "R%d must point to kernel BTF\n", regno);
4997                 return -EINVAL;
4998         }
4999         /* We need to verify reg->type and reg->btf, before accessing reg->btf */
5000         reg_name = btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id);
5001
5002         /* For ref_ptr case, release function check should ensure we get one
5003          * referenced PTR_TO_BTF_ID, and that its fixed offset is 0. For the
5004          * normal store of unreferenced kptr, we must ensure var_off is zero.
5005          * Since ref_ptr cannot be accessed directly by BPF insns, checks for
5006          * reg->off and reg->ref_obj_id are not needed here.
5007          */
5008         if (__check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true))
5009                 return -EACCES;
5010
5011         /* A full type match is needed, as BTF can be vmlinux or module BTF, and
5012          * we also need to take into account the reg->off.
5013          *
5014          * We want to support cases like:
5015          *
5016          * struct foo {
5017          *         struct bar br;
5018          *         struct baz bz;
5019          * };
5020          *
5021          * struct foo *v;
5022          * v = func();        // PTR_TO_BTF_ID
5023          * val->foo = v;      // reg->off is zero, btf and btf_id match type
5024          * val->bar = &v->br; // reg->off is still zero, but we need to retry with
5025          *                    // first member type of struct after comparison fails
5026          * val->baz = &v->bz; // reg->off is non-zero, so struct needs to be walked
5027          *                    // to match type
5028          *
5029          * In the kptr_ref case, check_func_arg_reg_off already ensures reg->off
5030          * is zero. We must also ensure that btf_struct_ids_match does not walk
5031          * the struct to match type against first member of struct, i.e. reject
5032          * second case from above. Hence, when type is BPF_KPTR_REF, we set
5033          * strict mode to true for type match.
5034          */
5035         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
5036                                   kptr_field->kptr.btf, kptr_field->kptr.btf_id,
5037                                   kptr_field->type == BPF_KPTR_REF))
5038                 goto bad_type;
5039         return 0;
5040 bad_type:
5041         verbose(env, "invalid kptr access, R%d type=%s%s ", regno,
5042                 reg_type_str(env, reg->type), reg_name);
5043         verbose(env, "expected=%s%s", reg_type_str(env, PTR_TO_BTF_ID), targ_name);
5044         if (kptr_field->type == BPF_KPTR_UNREF)
5045                 verbose(env, " or %s%s\n", reg_type_str(env, PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED),
5046                         targ_name);
5047         else
5048                 verbose(env, "\n");
5049         return -EINVAL;
5050 }
5051
5052 /* The non-sleepable programs and sleepable programs with explicit bpf_rcu_read_lock()
5053  * can dereference RCU protected pointers and result is PTR_TRUSTED.
5054  */
5055 static bool in_rcu_cs(struct bpf_verifier_env *env)
5056 {
5057         return env->cur_state->active_rcu_lock || !env->prog->aux->sleepable;
5058 }
5059
5060 /* Once GCC supports btf_type_tag the following mechanism will be replaced with tag check */
5061 BTF_SET_START(rcu_protected_types)
5062 BTF_ID(struct, prog_test_ref_kfunc)
5063 BTF_ID(struct, cgroup)
5064 BTF_ID(struct, bpf_cpumask)
5065 BTF_ID(struct, task_struct)
5066 BTF_SET_END(rcu_protected_types)
5067
5068 static bool rcu_protected_object(const struct btf *btf, u32 btf_id)
5069 {
5070         if (!btf_is_kernel(btf))
5071                 return false;
5072         return btf_id_set_contains(&rcu_protected_types, btf_id);
5073 }
5074
5075 static bool rcu_safe_kptr(const struct btf_field *field)
5076 {
5077         const struct btf_field_kptr *kptr = &field->kptr;
5078
5079         return field->type == BPF_KPTR_REF && rcu_protected_object(kptr->btf, kptr->btf_id);
5080 }
5081
5082 static int check_map_kptr_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
5083                                  int value_regno, int insn_idx,
5084                                  struct btf_field *kptr_field)
5085 {
5086         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
5087         int class = BPF_CLASS(insn->code);
5088         struct bpf_reg_state *val_reg;
5089
5090         /* Things we already checked for in check_map_access and caller:
5091          *  - Reject cases where variable offset may touch kptr
5092          *  - size of access (must be BPF_DW)
5093          *  - tnum_is_const(reg->var_off)
5094          *  - kptr_field->offset == off + reg->var_off.value
5095          */
5096         /* Only BPF_[LDX,STX,ST] | BPF_MEM | BPF_DW is supported */
5097         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM) {
5098                 verbose(env, "kptr in map can only be accessed using BPF_MEM instruction mode\n");
5099                 return -EACCES;
5100         }
5101
5102         /* We only allow loading referenced kptr, since it will be marked as
5103          * untrusted, similar to unreferenced kptr.
5104          */
5105         if (class != BPF_LDX && kptr_field->type == BPF_KPTR_REF) {
5106                 verbose(env, "store to referenced kptr disallowed\n");
5107                 return -EACCES;
5108         }
5109
5110         if (class == BPF_LDX) {
5111                 val_reg = reg_state(env, value_regno);
5112                 /* We can simply mark the value_regno receiving the pointer
5113                  * value from map as PTR_TO_BTF_ID, with the correct type.
5114                  */
5115                 mark_btf_ld_reg(env, cur_regs(env), value_regno, PTR_TO_BTF_ID, kptr_field->kptr.btf,
5116                                 kptr_field->kptr.btf_id,
5117                                 rcu_safe_kptr(kptr_field) && in_rcu_cs(env) ?
5118                                 PTR_MAYBE_NULL | MEM_RCU :
5119                                 PTR_MAYBE_NULL | PTR_UNTRUSTED);
5120                 /* For mark_ptr_or_null_reg */
5121                 val_reg->id = ++env->id_gen;
5122         } else if (class == BPF_STX) {
5123                 val_reg = reg_state(env, value_regno);
5124                 if (!register_is_null(val_reg) &&
5125                     map_kptr_match_type(env, kptr_field, val_reg, value_regno))
5126                         return -EACCES;
5127         } else if (class == BPF_ST) {
5128                 if (insn->imm) {
5129                         verbose(env, "BPF_ST imm must be 0 when storing to kptr at off=%u\n",
5130                                 kptr_field->offset);
5131                         return -EACCES;
5132                 }
5133         } else {
5134                 verbose(env, "kptr in map can only be accessed using BPF_LDX/BPF_STX/BPF_ST\n");
5135                 return -EACCES;
5136         }
5137         return 0;
5138 }
5139
5140 /* check read/write into a map element with possible variable offset */
5141 static int check_map_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
5142                             int off, int size, bool zero_size_allowed,
5143                             enum bpf_access_src src)
5144 {
5145         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
5146         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
5147         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
5148         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
5149         struct btf_record *rec;
5150         int err, i;
5151
5152         err = check_mem_region_access(env, regno, off, size, map->value_size,
5153                                       zero_size_allowed);
5154         if (err)
5155                 return err;
5156
5157         if (IS_ERR_OR_NULL(map->record))
5158                 return 0;
5159         rec = map->record;
5160         for (i = 0; i < rec->cnt; i++) {
5161                 struct btf_field *field = &rec->fields[i];
5162                 u32 p = field->offset;
5163
5164                 /* If any part of a field  can be touched by load/store, reject
5165                  * this program. To check that [x1, x2) overlaps with [y1, y2),
5166                  * it is sufficient to check x1 < y2 && y1 < x2.
5167                  */
5168                 if (reg->smin_value + off < p + btf_field_type_size(field->type) &&
5169                     p < reg->umax_value + off + size) {
5170                         switch (field->type) {
5171                         case BPF_KPTR_UNREF:
5172                         case BPF_KPTR_REF:
5173                                 if (src != ACCESS_DIRECT) {
5174                                         verbose(env, "kptr cannot be accessed indirectly by helper\n");
5175                                         return -EACCES;
5176                                 }
5177                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
5178                                         verbose(env, "kptr access cannot have variable offset\n");
5179                                         return -EACCES;
5180                                 }
5181                                 if (p != off + reg->var_off.value) {
5182                                         verbose(env, "kptr access misaligned expected=%u off=%llu\n",
5183                                                 p, off + reg->var_off.value);
5184                                         return -EACCES;
5185                                 }
5186                                 if (size != bpf_size_to_bytes(BPF_DW)) {
5187                                         verbose(env, "kptr access size must be BPF_DW\n");
5188                                         return -EACCES;
5189                                 }
5190                                 break;
5191                         default:
5192                                 verbose(env, "%s cannot be accessed directly by load/store\n",
5193                                         btf_field_type_name(field->type));
5194                                 return -EACCES;
5195                         }
5196                 }
5197         }
5198         return 0;
5199 }
5200
5201 #define MAX_PACKET_OFF 0xffff
5202
5203 static bool may_access_direct_pkt_data(struct bpf_verifier_env *env,
5204                                        const struct bpf_call_arg_meta *meta,
5205                                        enum bpf_access_type t)
5206 {
5207         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
5208
5209         switch (prog_type) {
5210         /* Program types only with direct read access go here! */
5211         case BPF_PROG_TYPE_LWT_IN:
5212         case BPF_PROG_TYPE_LWT_OUT:
5213         case BPF_PROG_TYPE_LWT_SEG6LOCAL:
5214         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
5215         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
5216         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
5217                 if (t == BPF_WRITE)
5218                         return false;
5219                 fallthrough;
5220
5221         /* Program types with direct read + write access go here! */
5222         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
5223         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
5224         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
5225         case BPF_PROG_TYPE_LWT_XMIT:
5226         case BPF_PROG_TYPE_SK_SKB:
5227         case BPF_PROG_TYPE_SK_MSG:
5228                 if (meta)
5229                         return meta->pkt_access;
5230
5231                 env->seen_direct_write = true;
5232                 return true;
5233
5234         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
5235                 if (t == BPF_WRITE)
5236                         env->seen_direct_write = true;
5237
5238                 return true;
5239
5240         default:
5241                 return false;
5242         }
5243 }
5244
5245 static int check_packet_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno, int off,
5246                                int size, bool zero_size_allowed)
5247 {
5248         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
5249         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
5250         int err;
5251
5252         /* We may have added a variable offset to the packet pointer; but any
5253          * reg->range we have comes after that.  We are only checking the fixed
5254          * offset.
5255          */
5256
5257         /* We don't allow negative numbers, because we aren't tracking enough
5258          * detail to prove they're safe.
5259          */
5260         if (reg->smin_value < 0) {
5261                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
5262                         regno);
5263                 return -EACCES;
5264         }
5265
5266         err = reg->range < 0 ? -EINVAL :
5267               __check_mem_access(env, regno, off, size, reg->range,
5268                                  zero_size_allowed);
5269         if (err) {
5270                 verbose(env, "R%d offset is outside of the packet\n", regno);
5271                 return err;
5272         }
5273
5274         /* __check_mem_access has made sure "off + size - 1" is within u16.
5275          * reg->umax_value can't be bigger than MAX_PACKET_OFF which is 0xffff,
5276          * otherwise find_good_pkt_pointers would have refused to set range info
5277          * that __check_mem_access would have rejected this pkt access.
5278          * Therefore, "off + reg->umax_value + size - 1" won't overflow u32.
5279          */
5280         env->prog->aux->max_pkt_offset =
5281                 max_t(u32, env->prog->aux->max_pkt_offset,
5282                       off + reg->umax_value + size - 1);
5283
5284         return err;
5285 }
5286
5287 /* check access to 'struct bpf_context' fields.  Supports fixed offsets only */
5288 static int check_ctx_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, int off, int size,
5289                             enum bpf_access_type t, enum bpf_reg_type *reg_type,
5290                             struct btf **btf, u32 *btf_id)
5291 {
5292         struct bpf_insn_access_aux info = {
5293                 .reg_type = *reg_type,
5294                 .log = &env->log,
5295         };
5296
5297         if (env->ops->is_valid_access &&
5298             env->ops->is_valid_access(off, size, t, env->prog, &info)) {
5299                 /* A non zero info.ctx_field_size indicates that this field is a
5300                  * candidate for later verifier transformation to load the whole
5301                  * field and then apply a mask when accessed with a narrower
5302                  * access than actual ctx access size. A zero info.ctx_field_size
5303                  * will only allow for whole field access and rejects any other
5304                  * type of narrower access.
5305                  */
5306                 *reg_type = info.reg_type;
5307
5308                 if (base_type(*reg_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
5309                         *btf = info.btf;
5310                         *btf_id = info.btf_id;
5311                 } else {
5312                         env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size = info.ctx_field_size;
5313                 }
5314                 /* remember the offset of last byte accessed in ctx */
5315                 if (env->prog->aux->max_ctx_offset < off + size)
5316                         env->prog->aux->max_ctx_offset = off + size;
5317                 return 0;
5318         }
5319
5320         verbose(env, "invalid bpf_context access off=%d size=%d\n", off, size);
5321         return -EACCES;
5322 }
5323
5324 static int check_flow_keys_access(struct bpf_verifier_env *env, int off,
5325                                   int size)
5326 {
5327         if (size < 0 || off < 0 ||
5328             (u64)off + size > sizeof(struct bpf_flow_keys)) {
5329                 verbose(env, "invalid access to flow keys off=%d size=%d\n",
5330                         off, size);
5331                 return -EACCES;
5332         }
5333         return 0;
5334 }
5335
5336 static int check_sock_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
5337                              u32 regno, int off, int size,
5338                              enum bpf_access_type t)
5339 {
5340         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
5341         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
5342         struct bpf_insn_access_aux info = {};
5343         bool valid;
5344
5345         if (reg->smin_value < 0) {
5346                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
5347                         regno);
5348                 return -EACCES;
5349         }
5350
5351         switch (reg->type) {
5352         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
5353                 valid = bpf_sock_common_is_valid_access(off, size, t, &info);
5354                 break;
5355         case PTR_TO_SOCKET:
5356                 valid = bpf_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
5357                 break;
5358         case PTR_TO_TCP_SOCK:
5359                 valid = bpf_tcp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
5360                 break;
5361         case PTR_TO_XDP_SOCK:
5362                 valid = bpf_xdp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
5363                 break;
5364         default:
5365                 valid = false;
5366         }
5367
5368
5369         if (valid) {
5370                 env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size =
5371                         info.ctx_field_size;
5372                 return 0;
5373         }
5374
5375         verbose(env, "R%d invalid %s access off=%d size=%d\n",
5376                 regno, reg_type_str(env, reg->type), off, size);
5377
5378         return -EACCES;
5379 }
5380
5381 static bool is_pointer_value(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5382 {
5383         return __is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg_state(env, regno));
5384 }
5385
5386 static bool is_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5387 {
5388         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5389
5390         return reg->type == PTR_TO_CTX;
5391 }
5392
5393 static bool is_sk_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5394 {
5395         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5396
5397         return type_is_sk_pointer(reg->type);
5398 }
5399
5400 static bool is_pkt_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5401 {
5402         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5403
5404         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
5405 }
5406
5407 static bool is_flow_key_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5408 {
5409         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5410
5411         /* Separate to is_ctx_reg() since we still want to allow BPF_ST here. */
5412         return reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS;
5413 }
5414
5415 static bool is_trusted_reg(const struct bpf_reg_state *reg)
5416 {
5417         /* A referenced register is always trusted. */
5418         if (reg->ref_obj_id)
5419                 return true;
5420
5421         /* If a register is not referenced, it is trusted if it has the
5422          * MEM_ALLOC or PTR_TRUSTED type modifiers, and no others. Some of the
5423          * other type modifiers may be safe, but we elect to take an opt-in
5424          * approach here as some (e.g. PTR_UNTRUSTED and PTR_MAYBE_NULL) are
5425          * not.
5426          *
5427          * Eventually, we should make PTR_TRUSTED the single source of truth
5428          * for whether a register is trusted.
5429          */
5430         return type_flag(reg->type) & BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS &&
5431                !bpf_type_has_unsafe_modifiers(reg->type);
5432 }
5433
5434 static bool is_rcu_reg(const struct bpf_reg_state *reg)
5435 {
5436         return reg->type & MEM_RCU;
5437 }
5438
5439 static void clear_trusted_flags(enum bpf_type_flag *flag)
5440 {
5441         *flag &= ~(BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS | MEM_RCU);
5442 }
5443
5444 static int check_pkt_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
5445                                    const struct bpf_reg_state *reg,
5446                                    int off, int size, bool strict)
5447 {
5448         struct tnum reg_off;
5449         int ip_align;
5450
5451         /* Byte size accesses are always allowed. */
5452         if (!strict || size == 1)
5453                 return 0;
5454
5455         /* For platforms that do not have a Kconfig enabling
5456          * CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS the value of
5457          * NET_IP_ALIGN is universally set to '2'.  And on platforms
5458          * that do set CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS, we get
5459          * to this code only in strict mode where we want to emulate
5460          * the NET_IP_ALIGN==2 checking.  Therefore use an
5461          * unconditional IP align value of '2'.
5462          */
5463         ip_align = 2;
5464
5465         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(ip_align + reg->off + off));
5466         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
5467                 char tn_buf[48];
5468
5469                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5470                 verbose(env,
5471                         "misaligned packet access off %d+%s+%d+%d size %d\n",
5472                         ip_align, tn_buf, reg->off, off, size);
5473                 return -EACCES;
5474         }
5475
5476         return 0;
5477 }
5478
5479 static int check_generic_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
5480                                        const struct bpf_reg_state *reg,
5481                                        const char *pointer_desc,
5482                                        int off, int size, bool strict)
5483 {
5484         struct tnum reg_off;
5485
5486         /* Byte size accesses are always allowed. */
5487         if (!strict || size == 1)
5488                 return 0;
5489
5490         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(reg->off + off));
5491         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
5492                 char tn_buf[48];
5493
5494                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5495                 verbose(env, "misaligned %saccess off %s+%d+%d size %d\n",
5496                         pointer_desc, tn_buf, reg->off, off, size);
5497                 return -EACCES;
5498         }
5499
5500         return 0;
5501 }
5502
5503 static int check_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
5504                                const struct bpf_reg_state *reg, int off,
5505                                int size, bool strict_alignment_once)
5506 {
5507         bool strict = env->strict_alignment || strict_alignment_once;
5508         const char *pointer_desc = "";
5509
5510         switch (reg->type) {
5511         case PTR_TO_PACKET:
5512         case PTR_TO_PACKET_META:
5513                 /* Special case, because of NET_IP_ALIGN. Given metadata sits
5514                  * right in front, treat it the very same way.
5515                  */
5516                 return check_pkt_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict);
5517         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
5518                 pointer_desc = "flow keys ";
5519                 break;
5520         case PTR_TO_MAP_KEY:
5521                 pointer_desc = "key ";
5522                 break;
5523         case PTR_TO_MAP_VALUE:
5524                 pointer_desc = "value ";
5525                 break;
5526         case PTR_TO_CTX:
5527                 pointer_desc = "context ";
5528                 break;
5529         case PTR_TO_STACK:
5530                 pointer_desc = "stack ";
5531                 /* The stack spill tracking logic in check_stack_write_fixed_off()
5532                  * and check_stack_read_fixed_off() relies on stack accesses being
5533                  * aligned.
5534                  */
5535                 strict = true;
5536                 break;
5537         case PTR_TO_SOCKET:
5538                 pointer_desc = "sock ";
5539                 break;
5540         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
5541                 pointer_desc = "sock_common ";
5542                 break;
5543         case PTR_TO_TCP_SOCK:
5544                 pointer_desc = "tcp_sock ";
5545                 break;
5546         case PTR_TO_XDP_SOCK:
5547                 pointer_desc = "xdp_sock ";
5548                 break;
5549         default:
5550                 break;
5551         }
5552         return check_generic_ptr_alignment(env, reg, pointer_desc, off, size,
5553                                            strict);
5554 }
5555
5556 static int update_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
5557                               const struct bpf_func_state *func,
5558                               int off)
5559 {
5560         u16 stack = env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth;
5561
5562         if (stack >= -off)
5563                 return 0;
5564
5565         /* update known max for given subprogram */
5566         env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth = -off;
5567         return 0;
5568 }
5569
5570 /* starting from main bpf function walk all instructions of the function
5571  * and recursively walk all callees that given function can call.
5572  * Ignore jump and exit insns.
5573  * Since recursion is prevented by check_cfg() this algorithm
5574  * only needs a local stack of MAX_CALL_FRAMES to remember callsites
5575  */
5576 static int check_max_stack_depth_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
5577 {
5578         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
5579         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
5580         int depth = 0, frame = 0, i, subprog_end;
5581         bool tail_call_reachable = false;
5582         int ret_insn[MAX_CALL_FRAMES];
5583         int ret_prog[MAX_CALL_FRAMES];
5584         int j;
5585
5586         i = subprog[idx].start;
5587 process_func:
5588         /* protect against potential stack overflow that might happen when
5589          * bpf2bpf calls get combined with tailcalls. Limit the caller's stack
5590          * depth for such case down to 256 so that the worst case scenario
5591          * would result in 8k stack size (32 which is tailcall limit * 256 =
5592          * 8k).
5593          *
5594          * To get the idea what might happen, see an example:
5595          * func1 -> sub rsp, 128
5596          *  subfunc1 -> sub rsp, 256
5597          *  tailcall1 -> add rsp, 256
5598          *   func2 -> sub rsp, 192 (total stack size = 128 + 192 = 320)
5599          *   subfunc2 -> sub rsp, 64
5600          *   subfunc22 -> sub rsp, 128
5601          *   tailcall2 -> add rsp, 128
5602          *    func3 -> sub rsp, 32 (total stack size 128 + 192 + 64 + 32 = 416)
5603          *
5604          * tailcall will unwind the current stack frame but it will not get rid
5605          * of caller's stack as shown on the example above.
5606          */
5607         if (idx && subprog[idx].has_tail_call && depth >= 256) {
5608                 verbose(env,
5609                         "tail_calls are not allowed when call stack of previous frames is %d bytes. Too large\n",
5610                         depth);
5611                 return -EACCES;
5612         }
5613         /* round up to 32-bytes, since this is granularity
5614          * of interpreter stack size
5615          */
5616         depth += round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
5617         if (depth > MAX_BPF_STACK) {
5618                 verbose(env, "combined stack size of %d calls is %d. Too large\n",
5619                         frame + 1, depth);
5620                 return -EACCES;
5621         }
5622 continue_func:
5623         subprog_end = subprog[idx + 1].start;
5624         for (; i < subprog_end; i++) {
5625                 int next_insn, sidx;
5626
5627                 if (!bpf_pseudo_call(insn + i) && !bpf_pseudo_func(insn + i))
5628                         continue;
5629                 /* remember insn and function to return to */
5630                 ret_insn[frame] = i + 1;
5631                 ret_prog[frame] = idx;
5632
5633                 /* find the callee */
5634                 next_insn = i + insn[i].imm + 1;
5635                 sidx = find_subprog(env, next_insn);
5636                 if (sidx < 0) {
5637                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
5638                                   next_insn);
5639                         return -EFAULT;
5640                 }
5641                 if (subprog[sidx].is_async_cb) {
5642                         if (subprog[sidx].has_tail_call) {
5643                                 verbose(env, "verifier bug. subprog has tail_call and async cb\n");
5644                                 return -EFAULT;
5645                         }
5646                         /* async callbacks don't increase bpf prog stack size unless called directly */
5647                         if (!bpf_pseudo_call(insn + i))
5648                                 continue;
5649                 }
5650                 i = next_insn;
5651                 idx = sidx;
5652
5653                 if (subprog[idx].has_tail_call)
5654                         tail_call_reachable = true;
5655
5656                 frame++;
5657                 if (frame >= MAX_CALL_FRAMES) {
5658                         verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep !\n",
5659                                 frame);
5660                         return -E2BIG;
5661                 }
5662                 goto process_func;
5663         }
5664         /* if tail call got detected across bpf2bpf calls then mark each of the
5665          * currently present subprog frames as tail call reachable subprogs;
5666          * this info will be utilized by JIT so that we will be preserving the
5667          * tail call counter throughout bpf2bpf calls combined with tailcalls
5668          */
5669         if (tail_call_reachable)
5670                 for (j = 0; j < frame; j++)
5671                         subprog[ret_prog[j]].tail_call_reachable = true;
5672         if (subprog[0].tail_call_reachable)
5673                 env->prog->aux->tail_call_reachable = true;
5674
5675         /* end of for() loop means the last insn of the 'subprog'
5676          * was reached. Doesn't matter whether it was JA or EXIT
5677          */
5678         if (frame == 0)
5679                 return 0;
5680         depth -= round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
5681         frame--;
5682         i = ret_insn[frame];
5683         idx = ret_prog[frame];
5684         goto continue_func;
5685 }
5686
5687 static int check_max_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env)
5688 {
5689         struct bpf_subprog_info *si = env->subprog_info;
5690         int ret;
5691
5692         for (int i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
5693                 if (!i || si[i].is_async_cb) {
5694                         ret = check_max_stack_depth_subprog(env, i);
5695                         if (ret < 0)
5696                                 return ret;
5697                 }
5698                 continue;
5699         }
5700         return 0;
5701 }
5702
5703 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
5704 static int get_callee_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
5705                                   const struct bpf_insn *insn, int idx)
5706 {
5707         int start = idx + insn->imm + 1, subprog;
5708
5709         subprog = find_subprog(env, start);
5710         if (subprog < 0) {
5711                 WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
5712                           start);
5713                 return -EFAULT;
5714         }
5715         return env->subprog_info[subprog].stack_depth;
5716 }
5717 #endif
5718
5719 static int __check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
5720                                  const char *buf_info,
5721                                  const struct bpf_reg_state *reg,
5722                                  int regno, int off, int size)
5723 {
5724         if (off < 0) {
5725                 verbose(env,
5726                         "R%d invalid %s buffer access: off=%d, size=%d\n",
5727                         regno, buf_info, off, size);
5728                 return -EACCES;
5729         }
5730         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
5731                 char tn_buf[48];
5732
5733                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5734                 verbose(env,
5735                         "R%d invalid variable buffer offset: off=%d, var_off=%s\n",
5736                         regno, off, tn_buf);
5737                 return -EACCES;
5738         }
5739
5740         return 0;
5741 }
5742
5743 static int check_tp_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
5744                                   const struct bpf_reg_state *reg,
5745                                   int regno, int off, int size)
5746 {
5747         int err;
5748
5749         err = __check_buffer_access(env, "tracepoint", reg, regno, off, size);
5750         if (err)
5751                 return err;
5752
5753         if (off + size > env->prog->aux->max_tp_access)
5754                 env->prog->aux->max_tp_access = off + size;
5755
5756         return 0;
5757 }
5758
5759 static int check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
5760                                const struct bpf_reg_state *reg,
5761                                int regno, int off, int size,
5762                                bool zero_size_allowed,
5763                                u32 *max_access)
5764 {
5765         const char *buf_info = type_is_rdonly_mem(reg->type) ? "rdonly" : "rdwr";
5766         int err;
5767
5768         err = __check_buffer_access(env, buf_info, reg, regno, off, size);
5769         if (err)
5770                 return err;
5771
5772         if (off + size > *max_access)
5773                 *max_access = off + size;
5774
5775         return 0;
5776 }
5777
5778 /* BPF architecture zero extends alu32 ops into 64-bit registesr */
5779 static void zext_32_to_64(struct bpf_reg_state *reg)
5780 {
5781         reg->var_off = tnum_subreg(reg->var_off);
5782         __reg_assign_32_into_64(reg);
5783 }
5784
5785 /* truncate register to smaller size (in bytes)
5786  * must be called with size < BPF_REG_SIZE
5787  */
5788 static void coerce_reg_to_size(struct bpf_reg_state *reg, int size)
5789 {
5790         u64 mask;
5791
5792         /* clear high bits in bit representation */
5793         reg->var_off = tnum_cast(reg->var_off, size);
5794
5795         /* fix arithmetic bounds */
5796         mask = ((u64)1 << (size * 8)) - 1;
5797         if ((reg->umin_value & ~mask) == (reg->umax_value & ~mask)) {
5798                 reg->umin_value &= mask;
5799                 reg->umax_value &= mask;
5800         } else {
5801                 reg->umin_value = 0;
5802                 reg->umax_value = mask;
5803         }
5804         reg->smin_value = reg->umin_value;
5805         reg->smax_value = reg->umax_value;
5806
5807         /* If size is smaller than 32bit register the 32bit register
5808          * values are also truncated so we push 64-bit bounds into
5809          * 32-bit bounds. Above were truncated < 32-bits already.
5810          */
5811         if (size >= 4)
5812                 return;
5813         __reg_combine_64_into_32(reg);
5814 }
5815
5816 static bool bpf_map_is_rdonly(const struct bpf_map *map)
5817 {
5818         /* A map is considered read-only if the following condition are true:
5819          *
5820          * 1) BPF program side cannot change any of the map content. The
5821          *    BPF_F_RDONLY_PROG flag is throughout the lifetime of a map
5822          *    and was set at map creation time.
5823          * 2) The map value(s) have been initialized from user space by a
5824          *    loader and then "frozen", such that no new map update/delete
5825          *    operations from syscall side are possible for the rest of
5826          *    the map's lifetime from that point onwards.
5827          * 3) Any parallel/pending map update/delete operations from syscall
5828          *    side have been completed. Only after that point, it's safe to
5829          *    assume that map value(s) are immutable.
5830          */
5831         return (map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
5832                READ_ONCE(map->frozen) &&
5833                !bpf_map_write_active(map);
5834 }
5835
5836 static int bpf_map_direct_read(struct bpf_map *map, int off, int size, u64 *val)
5837 {
5838         void *ptr;
5839         u64 addr;
5840         int err;
5841
5842         err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
5843         if (err)
5844                 return err;
5845         ptr = (void *)(long)addr + off;
5846
5847         switch (size) {
5848         case sizeof(u8):
5849                 *val = (u64)*(u8 *)ptr;
5850                 break;
5851         case sizeof(u16):
5852                 *val = (u64)*(u16 *)ptr;
5853                 break;
5854         case sizeof(u32):
5855                 *val = (u64)*(u32 *)ptr;
5856                 break;
5857         case sizeof(u64):
5858                 *val = *(u64 *)ptr;
5859                 break;
5860         default:
5861                 return -EINVAL;
5862         }
5863         return 0;
5864 }
5865
5866 #define BTF_TYPE_SAFE_RCU(__type)  __PASTE(__type, __safe_rcu)
5867 #define BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(__type)  __PASTE(__type, __safe_rcu_or_null)
5868 #define BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(__type)  __PASTE(__type, __safe_trusted)
5869
5870 /*
5871  * Allow list few fields as RCU trusted or full trusted.
5872  * This logic doesn't allow mix tagging and will be removed once GCC supports
5873  * btf_type_tag.
5874  */
5875
5876 /* RCU trusted: these fields are trusted in RCU CS and never NULL */
5877 BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct task_struct) {
5878         const cpumask_t *cpus_ptr;
5879         struct css_set __rcu *cgroups;
5880         struct task_struct __rcu *real_parent;
5881         struct task_struct *group_leader;
5882 };
5883
5884 BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct cgroup) {
5885         /* cgrp->kn is always accessible as documented in kernel/cgroup/cgroup.c */
5886         struct kernfs_node *kn;
5887 };
5888
5889 BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct css_set) {
5890         struct cgroup *dfl_cgrp;
5891 };
5892
5893 /* RCU trusted: these fields are trusted in RCU CS and can be NULL */
5894 BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct mm_struct) {
5895         struct file __rcu *exe_file;
5896 };
5897
5898 /* skb->sk, req->sk are not RCU protected, but we mark them as such
5899  * because bpf prog accessible sockets are SOCK_RCU_FREE.
5900  */
5901 BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct sk_buff) {
5902         struct sock *sk;
5903 };
5904
5905 BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct request_sock) {
5906         struct sock *sk;
5907 };
5908
5909 /* full trusted: these fields are trusted even outside of RCU CS and never NULL */
5910 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter_meta) {
5911         struct seq_file *seq;
5912 };
5913
5914 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter__task) {
5915         struct bpf_iter_meta *meta;
5916         struct task_struct *task;
5917 };
5918
5919 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct linux_binprm) {
5920         struct file *file;
5921 };
5922
5923 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct file) {
5924         struct inode *f_inode;
5925 };
5926
5927 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct dentry) {
5928         /* no negative dentry-s in places where bpf can see it */
5929         struct inode *d_inode;
5930 };
5931
5932 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct socket) {
5933         struct sock *sk;
5934 };
5935
5936 static bool type_is_rcu(struct bpf_verifier_env *env,
5937                         struct bpf_reg_state *reg,
5938                         const char *field_name, u32 btf_id)
5939 {
5940         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct task_struct));
5941         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct cgroup));
5942         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct css_set));
5943
5944         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id, "__safe_rcu");
5945 }
5946
5947 static bool type_is_rcu_or_null(struct bpf_verifier_env *env,
5948                                 struct bpf_reg_state *reg,
5949                                 const char *field_name, u32 btf_id)
5950 {
5951         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct mm_struct));
5952         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct sk_buff));
5953         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct request_sock));
5954
5955         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id, "__safe_rcu_or_null");
5956 }
5957
5958 static bool type_is_trusted(struct bpf_verifier_env *env,
5959                             struct bpf_reg_state *reg,
5960                             const char *field_name, u32 btf_id)
5961 {
5962         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter_meta));
5963         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter__task));
5964         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct linux_binprm));
5965         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct file));
5966         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct dentry));
5967         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct socket));
5968
5969         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id, "__safe_trusted");
5970 }
5971
5972 static int check_ptr_to_btf_access(struct bpf_verifier_env *env,
5973                                    struct bpf_reg_state *regs,
5974                                    int regno, int off, int size,
5975                                    enum bpf_access_type atype,
5976                                    int value_regno)
5977 {
5978         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
5979         const struct btf_type *t = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
5980         const char *tname = btf_name_by_offset(reg->btf, t->name_off);
5981         const char *field_name = NULL;
5982         enum bpf_type_flag flag = 0;
5983         u32 btf_id = 0;
5984         int ret;
5985
5986         if (!env->allow_ptr_leaks) {
5987                 verbose(env,
5988                         "'struct %s' access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
5989                         tname);
5990                 return -EPERM;
5991         }
5992         if (!env->prog->gpl_compatible && btf_is_kernel(reg->btf)) {
5993                 verbose(env,
5994                         "Cannot access kernel 'struct %s' from non-GPL compatible program\n",
5995                         tname);
5996                 return -EINVAL;
5997         }
5998         if (off < 0) {
5999                 verbose(env,
6000                         "R%d is ptr_%s invalid negative access: off=%d\n",
6001                         regno, tname, off);
6002                 return -EACCES;
6003         }
6004         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
6005                 char tn_buf[48];
6006
6007                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6008                 verbose(env,
6009                         "R%d is ptr_%s invalid variable offset: off=%d, var_off=%s\n",
6010                         regno, tname, off, tn_buf);
6011                 return -EACCES;
6012         }
6013
6014         if (reg->type & MEM_USER) {
6015                 verbose(env,
6016                         "R%d is ptr_%s access user memory: off=%d\n",
6017                         regno, tname, off);
6018                 return -EACCES;
6019         }
6020
6021         if (reg->type & MEM_PERCPU) {
6022                 verbose(env,
6023                         "R%d is ptr_%s access percpu memory: off=%d\n",
6024                         regno, tname, off);
6025                 return -EACCES;
6026         }
6027
6028         if (env->ops->btf_struct_access && !type_is_alloc(reg->type) && atype == BPF_WRITE) {
6029                 if (!btf_is_kernel(reg->btf)) {
6030                         verbose(env, "verifier internal error: reg->btf must be kernel btf\n");
6031                         return -EFAULT;
6032                 }
6033                 ret = env->ops->btf_struct_access(&env->log, reg, off, size);
6034         } else {
6035                 /* Writes are permitted with default btf_struct_access for
6036                  * program allocated objects (which always have ref_obj_id > 0),
6037                  * but not for untrusted PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC.
6038                  */
6039                 if (atype != BPF_READ && !type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
6040                         verbose(env, "only read is supported\n");
6041                         return -EACCES;
6042                 }
6043
6044                 if (type_is_alloc(reg->type) && !type_is_non_owning_ref(reg->type) &&
6045                     !reg->ref_obj_id) {
6046                         verbose(env, "verifier internal error: ref_obj_id for allocated object must be non-zero\n");
6047                         return -EFAULT;
6048                 }
6049
6050                 ret = btf_struct_access(&env->log, reg, off, size, atype, &btf_id, &flag, &field_name);
6051         }
6052
6053         if (ret < 0)
6054                 return ret;
6055
6056         if (ret != PTR_TO_BTF_ID) {
6057                 /* just mark; */
6058
6059         } else if (type_flag(reg->type) & PTR_UNTRUSTED) {
6060                 /* If this is an untrusted pointer, all pointers formed by walking it
6061                  * also inherit the untrusted flag.
6062                  */
6063                 flag = PTR_UNTRUSTED;
6064
6065         } else if (is_trusted_reg(reg) || is_rcu_reg(reg)) {
6066                 /* By default any pointer obtained from walking a trusted pointer is no
6067                  * longer trusted, unless the field being accessed has explicitly been
6068                  * marked as inheriting its parent's state of trust (either full or RCU).
6069                  * For example:
6070                  * 'cgroups' pointer is untrusted if task->cgroups dereference
6071                  * happened in a sleepable program outside of bpf_rcu_read_lock()
6072                  * section. In a non-sleepable program it's trusted while in RCU CS (aka MEM_RCU).
6073                  * Note bpf_rcu_read_unlock() converts MEM_RCU pointers to PTR_UNTRUSTED.
6074                  *
6075                  * A regular RCU-protected pointer with __rcu tag can also be deemed
6076                  * trusted if we are in an RCU CS. Such pointer can be NULL.
6077                  */
6078                 if (type_is_trusted(env, reg, field_name, btf_id)) {
6079                         flag |= PTR_TRUSTED;
6080                 } else if (in_rcu_cs(env) && !type_may_be_null(reg->type)) {
6081                         if (type_is_rcu(env, reg, field_name, btf_id)) {
6082                                 /* ignore __rcu tag and mark it MEM_RCU */
6083                                 flag |= MEM_RCU;
6084                         } else if (flag & MEM_RCU ||
6085                                    type_is_rcu_or_null(env, reg, field_name, btf_id)) {
6086                                 /* __rcu tagged pointers can be NULL */
6087                                 flag |= MEM_RCU | PTR_MAYBE_NULL;
6088                         } else if (flag & (MEM_PERCPU | MEM_USER)) {
6089                                 /* keep as-is */
6090                         } else {
6091                                 /* walking unknown pointers yields old deprecated PTR_TO_BTF_ID */
6092                                 clear_trusted_flags(&flag);
6093                         }
6094                 } else {
6095                         /*
6096                          * If not in RCU CS or MEM_RCU pointer can be NULL then
6097                          * aggressively mark as untrusted otherwise such
6098                          * pointers will be plain PTR_TO_BTF_ID without flags
6099                          * and will be allowed to be passed into helpers for
6100                          * compat reasons.
6101                          */
6102                         flag = PTR_UNTRUSTED;
6103                 }
6104         } else {
6105                 /* Old compat. Deprecated */
6106                 clear_trusted_flags(&flag);
6107         }
6108
6109         if (atype == BPF_READ && value_regno >= 0)
6110                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, reg->btf, btf_id, flag);
6111
6112         return 0;
6113 }
6114
6115 static int check_ptr_to_map_access(struct bpf_verifier_env *env,
6116                                    struct bpf_reg_state *regs,
6117                                    int regno, int off, int size,
6118                                    enum bpf_access_type atype,
6119                                    int value_regno)
6120 {
6121         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6122         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
6123         struct bpf_reg_state map_reg;
6124         enum bpf_type_flag flag = 0;
6125         const struct btf_type *t;
6126         const char *tname;
6127         u32 btf_id;
6128         int ret;
6129
6130         if (!btf_vmlinux) {
6131                 verbose(env, "map_ptr access not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
6132                 return -ENOTSUPP;
6133         }
6134
6135         if (!map->ops->map_btf_id || !*map->ops->map_btf_id) {
6136                 verbose(env, "map_ptr access not supported for map type %d\n",
6137                         map->map_type);
6138                 return -ENOTSUPP;
6139         }
6140
6141         t = btf_type_by_id(btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id);
6142         tname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
6143
6144         if (!env->allow_ptr_leaks) {
6145                 verbose(env,
6146                         "'struct %s' access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
6147                         tname);
6148                 return -EPERM;
6149         }
6150
6151         if (off < 0) {
6152                 verbose(env, "R%d is %s invalid negative access: off=%d\n",
6153                         regno, tname, off);
6154                 return -EACCES;
6155         }
6156
6157         if (atype != BPF_READ) {
6158                 verbose(env, "only read from %s is supported\n", tname);
6159                 return -EACCES;
6160         }
6161
6162         /* Simulate access to a PTR_TO_BTF_ID */
6163         memset(&map_reg, 0, sizeof(map_reg));
6164         mark_btf_ld_reg(env, &map_reg, 0, PTR_TO_BTF_ID, btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id, 0);
6165         ret = btf_struct_access(&env->log, &map_reg, off, size, atype, &btf_id, &flag, NULL);
6166         if (ret < 0)
6167                 return ret;
6168
6169         if (value_regno >= 0)
6170                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, btf_vmlinux, btf_id, flag);
6171
6172         return 0;
6173 }
6174
6175 /* Check that the stack access at the given offset is within bounds. The
6176  * maximum valid offset is -1.
6177  *
6178  * The minimum valid offset is -MAX_BPF_STACK for writes, and
6179  * -state->allocated_stack for reads.
6180  */
6181 static int check_stack_slot_within_bounds(int off,
6182                                           struct bpf_func_state *state,
6183                                           enum bpf_access_type t)
6184 {
6185         int min_valid_off;
6186
6187         if (t == BPF_WRITE)
6188                 min_valid_off = -MAX_BPF_STACK;
6189         else
6190                 min_valid_off = -state->allocated_stack;
6191
6192         if (off < min_valid_off || off > -1)
6193                 return -EACCES;
6194         return 0;
6195 }
6196
6197 /* Check that the stack access at 'regno + off' falls within the maximum stack
6198  * bounds.
6199  *
6200  * 'off' includes `regno->offset`, but not its dynamic part (if any).
6201  */
6202 static int check_stack_access_within_bounds(
6203                 struct bpf_verifier_env *env,
6204                 int regno, int off, int access_size,
6205                 enum bpf_access_src src, enum bpf_access_type type)
6206 {
6207         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
6208         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6209         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
6210         int min_off, max_off;
6211         int err;
6212         char *err_extra;
6213
6214         if (src == ACCESS_HELPER)
6215                 /* We don't know if helpers are reading or writing (or both). */
6216                 err_extra = " indirect access to";
6217         else if (type == BPF_READ)
6218                 err_extra = " read from";
6219         else
6220                 err_extra = " write to";
6221
6222         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6223                 min_off = reg->var_off.value + off;
6224                 if (access_size > 0)
6225                         max_off = min_off + access_size - 1;
6226                 else
6227                         max_off = min_off;
6228         } else {
6229                 if (reg->smax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF ||
6230                     reg->smin_value <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
6231                         verbose(env, "invalid unbounded variable-offset%s stack R%d\n",
6232                                 err_extra, regno);
6233                         return -EACCES;
6234                 }
6235                 min_off = reg->smin_value + off;
6236                 if (access_size > 0)
6237                         max_off = reg->smax_value + off + access_size - 1;
6238                 else
6239                         max_off = min_off;
6240         }
6241
6242         err = check_stack_slot_within_bounds(min_off, state, type);
6243         if (!err)
6244                 err = check_stack_slot_within_bounds(max_off, state, type);
6245
6246         if (err) {
6247                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6248                         verbose(env, "invalid%s stack R%d off=%d size=%d\n",
6249                                 err_extra, regno, off, access_size);
6250                 } else {
6251                         char tn_buf[48];
6252
6253                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6254                         verbose(env, "invalid variable-offset%s stack R%d var_off=%s size=%d\n",
6255                                 err_extra, regno, tn_buf, access_size);
6256                 }
6257         }
6258         return err;
6259 }
6260
6261 /* check whether memory at (regno + off) is accessible for t = (read | write)
6262  * if t==write, value_regno is a register which value is stored into memory
6263  * if t==read, value_regno is a register which will receive the value from memory
6264  * if t==write && value_regno==-1, some unknown value is stored into memory
6265  * if t==read && value_regno==-1, don't care what we read from memory
6266  */
6267 static int check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, u32 regno,
6268                             int off, int bpf_size, enum bpf_access_type t,
6269                             int value_regno, bool strict_alignment_once)
6270 {
6271         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
6272         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6273         struct bpf_func_state *state;
6274         int size, err = 0;
6275
6276         size = bpf_size_to_bytes(bpf_size);
6277         if (size < 0)
6278                 return size;
6279
6280         /* alignment checks will add in reg->off themselves */
6281         err = check_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict_alignment_once);
6282         if (err)
6283                 return err;
6284
6285         /* for access checks, reg->off is just part of off */
6286         off += reg->off;
6287
6288         if (reg->type == PTR_TO_MAP_KEY) {
6289                 if (t == BPF_WRITE) {
6290                         verbose(env, "write to change key R%d not allowed\n", regno);
6291                         return -EACCES;
6292                 }
6293
6294                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
6295                                               reg->map_ptr->key_size, false);
6296                 if (err)
6297                         return err;
6298                 if (value_regno >= 0)
6299                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6300         } else if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
6301                 struct btf_field *kptr_field = NULL;
6302
6303                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6304                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6305                         verbose(env, "R%d leaks addr into map\n", value_regno);
6306                         return -EACCES;
6307                 }
6308                 err = check_map_access_type(env, regno, off, size, t);
6309                 if (err)
6310                         return err;
6311                 err = check_map_access(env, regno, off, size, false, ACCESS_DIRECT);
6312                 if (err)
6313                         return err;
6314                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
6315                         kptr_field = btf_record_find(reg->map_ptr->record,
6316                                                      off + reg->var_off.value, BPF_KPTR);
6317                 if (kptr_field) {
6318                         err = check_map_kptr_access(env, regno, value_regno, insn_idx, kptr_field);
6319                 } else if (t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
6320                         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
6321
6322                         /* if map is read-only, track its contents as scalars */
6323                         if (tnum_is_const(reg->var_off) &&
6324                             bpf_map_is_rdonly(map) &&
6325                             map->ops->map_direct_value_addr) {
6326                                 int map_off = off + reg->var_off.value;
6327                                 u64 val = 0;
6328
6329                                 err = bpf_map_direct_read(map, map_off, size,
6330                                                           &val);
6331                                 if (err)
6332                                         return err;
6333
6334                                 regs[value_regno].type = SCALAR_VALUE;
6335                                 __mark_reg_known(&regs[value_regno], val);
6336                         } else {
6337                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6338                         }
6339                 }
6340         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_MEM) {
6341                 bool rdonly_mem = type_is_rdonly_mem(reg->type);
6342
6343                 if (type_may_be_null(reg->type)) {
6344                         verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
6345                                 reg_type_str(env, reg->type));
6346                         return -EACCES;
6347                 }
6348
6349                 if (t == BPF_WRITE && rdonly_mem) {
6350                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
6351                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
6352                         return -EACCES;
6353                 }
6354
6355                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6356                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6357                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", value_regno);
6358                         return -EACCES;
6359                 }
6360
6361                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
6362                                               reg->mem_size, false);
6363                 if (!err && value_regno >= 0 && (t == BPF_READ || rdonly_mem))
6364                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6365         } else if (reg->type == PTR_TO_CTX) {
6366                 enum bpf_reg_type reg_type = SCALAR_VALUE;
6367                 struct btf *btf = NULL;
6368                 u32 btf_id = 0;
6369
6370                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6371                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6372                         verbose(env, "R%d leaks addr into ctx\n", value_regno);
6373                         return -EACCES;
6374                 }
6375
6376                 err = check_ptr_off_reg(env, reg, regno);
6377                 if (err < 0)
6378                         return err;
6379
6380                 err = check_ctx_access(env, insn_idx, off, size, t, &reg_type, &btf,
6381                                        &btf_id);
6382                 if (err)
6383                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
6384                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
6385                         /* ctx access returns either a scalar, or a
6386                          * PTR_TO_PACKET[_META,_END]. In the latter
6387                          * case, we know the offset is zero.
6388                          */
6389                         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
6390                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6391                         } else {
6392                                 mark_reg_known_zero(env, regs,
6393                                                     value_regno);
6394                                 if (type_may_be_null(reg_type))
6395                                         regs[value_regno].id = ++env->id_gen;
6396                                 /* A load of ctx field could have different
6397                                  * actual load size with the one encoded in the
6398                                  * insn. When the dst is PTR, it is for sure not
6399                                  * a sub-register.
6400                                  */
6401                                 regs[value_regno].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
6402                                 if (base_type(reg_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
6403                                         regs[value_regno].btf = btf;
6404                                         regs[value_regno].btf_id = btf_id;
6405                                 }
6406                         }
6407                         regs[value_regno].type = reg_type;
6408                 }
6409
6410         } else if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
6411                 /* Basic bounds checks. */
6412                 err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, size, ACCESS_DIRECT, t);
6413                 if (err)
6414                         return err;
6415
6416                 state = func(env, reg);
6417                 err = update_stack_depth(env, state, off);
6418                 if (err)
6419                         return err;
6420
6421                 if (t == BPF_READ)
6422                         err = check_stack_read(env, regno, off, size,
6423                                                value_regno);
6424                 else
6425                         err = check_stack_write(env, regno, off, size,
6426                                                 value_regno, insn_idx);
6427         } else if (reg_is_pkt_pointer(reg)) {
6428                 if (t == BPF_WRITE && !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, t)) {
6429                         verbose(env, "cannot write into packet\n");
6430                         return -EACCES;
6431                 }
6432                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6433                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6434                         verbose(env, "R%d leaks addr into packet\n",
6435                                 value_regno);
6436                         return -EACCES;
6437                 }
6438                 err = check_packet_access(env, regno, off, size, false);
6439                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
6440                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6441         } else if (reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS) {
6442                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6443                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6444                         verbose(env, "R%d leaks addr into flow keys\n",
6445                                 value_regno);
6446                         return -EACCES;
6447                 }
6448
6449                 err = check_flow_keys_access(env, off, size);
6450                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
6451                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6452         } else if (type_is_sk_pointer(reg->type)) {
6453                 if (t == BPF_WRITE) {
6454                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
6455                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
6456                         return -EACCES;
6457                 }
6458                 err = check_sock_access(env, insn_idx, regno, off, size, t);
6459                 if (!err && value_regno >= 0)
6460                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6461         } else if (reg->type == PTR_TO_TP_BUFFER) {
6462                 err = check_tp_buffer_access(env, reg, regno, off, size);
6463                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
6464                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6465         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID &&
6466                    !type_may_be_null(reg->type)) {
6467                 err = check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, off, size, t,
6468                                               value_regno);
6469         } else if (reg->type == CONST_PTR_TO_MAP) {
6470                 err = check_ptr_to_map_access(env, regs, regno, off, size, t,
6471                                               value_regno);
6472         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BUF) {
6473                 bool rdonly_mem = type_is_rdonly_mem(reg->type);
6474                 u32 *max_access;
6475
6476                 if (rdonly_mem) {
6477                         if (t == BPF_WRITE) {
6478                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
6479                                         regno, reg_type_str(env, reg->type));
6480                                 return -EACCES;
6481                         }
6482                         max_access = &env->prog->aux->max_rdonly_access;
6483                 } else {
6484                         max_access = &env->prog->aux->max_rdwr_access;
6485                 }
6486
6487                 err = check_buffer_access(env, reg, regno, off, size, false,
6488                                           max_access);
6489
6490                 if (!err && value_regno >= 0 && (rdonly_mem || t == BPF_READ))
6491                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6492         } else {
6493                 verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
6494                         reg_type_str(env, reg->type));
6495                 return -EACCES;
6496         }
6497
6498         if (!err && size < BPF_REG_SIZE && value_regno >= 0 && t == BPF_READ &&
6499             regs[value_regno].type == SCALAR_VALUE) {
6500                 /* b/h/w load zero-extends, mark upper bits as known 0 */
6501                 coerce_reg_to_size(&regs[value_regno], size);
6502         }
6503         return err;
6504 }
6505
6506 static int check_atomic(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, struct bpf_insn *insn)
6507 {
6508         int load_reg;
6509         int err;
6510
6511         switch (insn->imm) {
6512         case BPF_ADD:
6513         case BPF_ADD | BPF_FETCH:
6514         case BPF_AND:
6515         case BPF_AND | BPF_FETCH:
6516         case BPF_OR:
6517         case BPF_OR | BPF_FETCH:
6518         case BPF_XOR:
6519         case BPF_XOR | BPF_FETCH:
6520         case BPF_XCHG:
6521         case BPF_CMPXCHG:
6522                 break;
6523         default:
6524                 verbose(env, "BPF_ATOMIC uses invalid atomic opcode %02x\n", insn->imm);
6525                 return -EINVAL;
6526         }
6527
6528         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_W && BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
6529                 verbose(env, "invalid atomic operand size\n");
6530                 return -EINVAL;
6531         }
6532
6533         /* check src1 operand */
6534         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
6535         if (err)
6536                 return err;
6537
6538         /* check src2 operand */
6539         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
6540         if (err)
6541                 return err;
6542
6543         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG) {
6544                 /* Check comparison of R0 with memory location */
6545                 const u32 aux_reg = BPF_REG_0;
6546
6547                 err = check_reg_arg(env, aux_reg, SRC_OP);
6548                 if (err)
6549                         return err;
6550
6551                 if (is_pointer_value(env, aux_reg)) {
6552                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", aux_reg);
6553                         return -EACCES;
6554                 }
6555         }
6556
6557         if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
6558                 verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", insn->src_reg);
6559                 return -EACCES;
6560         }
6561
6562         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg) ||
6563             is_pkt_reg(env, insn->dst_reg) ||
6564             is_flow_key_reg(env, insn->dst_reg) ||
6565             is_sk_reg(env, insn->dst_reg)) {
6566                 verbose(env, "BPF_ATOMIC stores into R%d %s is not allowed\n",
6567                         insn->dst_reg,
6568                         reg_type_str(env, reg_state(env, insn->dst_reg)->type));
6569                 return -EACCES;
6570         }
6571
6572         if (insn->imm & BPF_FETCH) {
6573                 if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
6574                         load_reg = BPF_REG_0;
6575                 else
6576                         load_reg = insn->src_reg;
6577
6578                 /* check and record load of old value */
6579                 err = check_reg_arg(env, load_reg, DST_OP);
6580                 if (err)
6581                         return err;
6582         } else {
6583                 /* This instruction accesses a memory location but doesn't
6584                  * actually load it into a register.
6585                  */
6586                 load_reg = -1;
6587         }
6588
6589         /* Check whether we can read the memory, with second call for fetch
6590          * case to simulate the register fill.
6591          */
6592         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
6593                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, -1, true);
6594         if (!err && load_reg >= 0)
6595                 err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
6596                                        BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, load_reg,
6597                                        true);
6598         if (err)
6599                 return err;
6600
6601         /* Check whether we can write into the same memory. */
6602         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
6603                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_WRITE, -1, true);
6604         if (err)
6605                 return err;
6606
6607         return 0;
6608 }
6609
6610 /* When register 'regno' is used to read the stack (either directly or through
6611  * a helper function) make sure that it's within stack boundary and, depending
6612  * on the access type, that all elements of the stack are initialized.
6613  *
6614  * 'off' includes 'regno->off', but not its dynamic part (if any).
6615  *
6616  * All registers that have been spilled on the stack in the slots within the
6617  * read offsets are marked as read.
6618  */
6619 static int check_stack_range_initialized(
6620                 struct bpf_verifier_env *env, int regno, int off,
6621                 int access_size, bool zero_size_allowed,
6622                 enum bpf_access_src type, struct bpf_call_arg_meta *meta)
6623 {
6624         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
6625         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
6626         int err, min_off, max_off, i, j, slot, spi;
6627         char *err_extra = type == ACCESS_HELPER ? " indirect" : "";
6628         enum bpf_access_type bounds_check_type;
6629         /* Some accesses can write anything into the stack, others are
6630          * read-only.
6631          */
6632         bool clobber = false;
6633
6634         if (access_size == 0 && !zero_size_allowed) {
6635                 verbose(env, "invalid zero-sized read\n");
6636                 return -EACCES;
6637         }
6638
6639         if (type == ACCESS_HELPER) {
6640                 /* The bounds checks for writes are more permissive than for
6641                  * reads. However, if raw_mode is not set, we'll do extra
6642                  * checks below.
6643                  */
6644                 bounds_check_type = BPF_WRITE;
6645                 clobber = true;
6646         } else {
6647                 bounds_check_type = BPF_READ;
6648         }
6649         err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, access_size,
6650                                                type, bounds_check_type);
6651         if (err)
6652                 return err;
6653
6654
6655         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6656                 min_off = max_off = reg->var_off.value + off;
6657         } else {
6658                 /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for
6659                  * simplicity since it requires corresponding support in
6660                  * Spectre masking for stack ALU.
6661                  * See also retrieve_ptr_limit().
6662                  */
6663                 if (!env->bypass_spec_v1) {
6664                         char tn_buf[48];
6665
6666                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6667                         verbose(env, "R%d%s variable offset stack access prohibited for !root, var_off=%s\n",
6668                                 regno, err_extra, tn_buf);
6669                         return -EACCES;
6670                 }
6671                 /* Only initialized buffer on stack is allowed to be accessed
6672                  * with variable offset. With uninitialized buffer it's hard to
6673                  * guarantee that whole memory is marked as initialized on
6674                  * helper return since specific bounds are unknown what may
6675                  * cause uninitialized stack leaking.
6676                  */
6677                 if (meta && meta->raw_mode)
6678                         meta = NULL;
6679
6680                 min_off = reg->smin_value + off;
6681                 max_off = reg->smax_value + off;
6682         }
6683
6684         if (meta && meta->raw_mode) {
6685                 /* Ensure we won't be overwriting dynptrs when simulating byte
6686                  * by byte access in check_helper_call using meta.access_size.
6687                  * This would be a problem if we have a helper in the future
6688                  * which takes:
6689                  *
6690                  *      helper(uninit_mem, len, dynptr)
6691                  *
6692                  * Now, uninint_mem may overlap with dynptr pointer. Hence, it
6693                  * may end up writing to dynptr itself when touching memory from
6694                  * arg 1. This can be relaxed on a case by case basis for known
6695                  * safe cases, but reject due to the possibilitiy of aliasing by
6696                  * default.
6697                  */
6698                 for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
6699                         int stack_off = -i - 1;
6700
6701                         spi = __get_spi(i);
6702                         /* raw_mode may write past allocated_stack */
6703                         if (state->allocated_stack <= stack_off)
6704                                 continue;
6705                         if (state->stack[spi].slot_type[stack_off % BPF_REG_SIZE] == STACK_DYNPTR) {
6706                                 verbose(env, "potential write to dynptr at off=%d disallowed\n", i);
6707                                 return -EACCES;
6708                         }
6709                 }
6710                 meta->access_size = access_size;
6711                 meta->regno = regno;
6712                 return 0;
6713         }
6714
6715         for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
6716                 u8 *stype;
6717
6718                 slot = -i - 1;
6719                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
6720                 if (state->allocated_stack <= slot)
6721                         goto err;
6722                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
6723                 if (*stype == STACK_MISC)
6724                         goto mark;
6725                 if ((*stype == STACK_ZERO) ||
6726                     (*stype == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)) {
6727                         if (clobber) {
6728                                 /* helper can write anything into the stack */
6729                                 *stype = STACK_MISC;
6730                         }
6731                         goto mark;
6732                 }
6733
6734                 if (is_spilled_reg(&state->stack[spi]) &&
6735                     (state->stack[spi].spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE ||
6736                      env->allow_ptr_leaks)) {
6737                         if (clobber) {
6738                                 __mark_reg_unknown(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
6739                                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
6740                                         scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[j]);
6741                         }
6742                         goto mark;
6743                 }
6744
6745 err:
6746                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6747                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d off %d+%d size %d\n",
6748                                 err_extra, regno, min_off, i - min_off, access_size);
6749                 } else {
6750                         char tn_buf[48];
6751
6752                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6753                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d var_off %s+%d size %d\n",
6754                                 err_extra, regno, tn_buf, i - min_off, access_size);
6755                 }
6756                 return -EACCES;
6757 mark:
6758                 /* reading any byte out of 8-byte 'spill_slot' will cause
6759                  * the whole slot to be marked as 'read'
6760                  */
6761                 mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
6762                               state->stack[spi].spilled_ptr.parent,
6763                               REG_LIVE_READ64);
6764                 /* We do not set REG_LIVE_WRITTEN for stack slot, as we can not
6765                  * be sure that whether stack slot is written to or not. Hence,
6766                  * we must still conservatively propagate reads upwards even if
6767                  * helper may write to the entire memory range.
6768                  */
6769         }
6770         return update_stack_depth(env, state, min_off);
6771 }
6772
6773 static int check_helper_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
6774                                    int access_size, bool zero_size_allowed,
6775                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
6776 {
6777         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
6778         u32 *max_access;
6779
6780         switch (base_type(reg->type)) {
6781         case PTR_TO_PACKET:
6782         case PTR_TO_PACKET_META:
6783                 return check_packet_access(env, regno, reg->off, access_size,
6784                                            zero_size_allowed);
6785         case PTR_TO_MAP_KEY:
6786                 if (meta && meta->raw_mode) {
6787                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
6788                                 reg_type_str(env, reg->type));
6789                         return -EACCES;
6790                 }
6791                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off, access_size,
6792                                                reg->map_ptr->key_size, false);
6793         case PTR_TO_MAP_VALUE:
6794                 if (check_map_access_type(env, regno, reg->off, access_size,
6795                                           meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE :
6796                                           BPF_READ))
6797                         return -EACCES;
6798                 return check_map_access(env, regno, reg->off, access_size,
6799                                         zero_size_allowed, ACCESS_HELPER);
6800         case PTR_TO_MEM:
6801                 if (type_is_rdonly_mem(reg->type)) {
6802                         if (meta && meta->raw_mode) {
6803                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
6804                                         reg_type_str(env, reg->type));
6805                                 return -EACCES;
6806                         }
6807                 }
6808                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off,
6809                                                access_size, reg->mem_size,
6810                                                zero_size_allowed);
6811         case PTR_TO_BUF:
6812                 if (type_is_rdonly_mem(reg->type)) {
6813                         if (meta && meta->raw_mode) {
6814                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
6815                                         reg_type_str(env, reg->type));
6816                                 return -EACCES;
6817                         }
6818
6819                         max_access = &env->prog->aux->max_rdonly_access;
6820                 } else {
6821                         max_access = &env->prog->aux->max_rdwr_access;
6822                 }
6823                 return check_buffer_access(env, reg, regno, reg->off,
6824                                            access_size, zero_size_allowed,
6825                                            max_access);
6826         case PTR_TO_STACK:
6827                 return check_stack_range_initialized(
6828                                 env,
6829                                 regno, reg->off, access_size,
6830                                 zero_size_allowed, ACCESS_HELPER, meta);
6831         case PTR_TO_BTF_ID:
6832                 return check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, reg->off,
6833                                                access_size, BPF_READ, -1);
6834         case PTR_TO_CTX:
6835                 /* in case the function doesn't know how to access the context,
6836                  * (because we are in a program of type SYSCALL for example), we
6837                  * can not statically check its size.
6838                  * Dynamically check it now.
6839                  */
6840                 if (!env->ops->convert_ctx_access) {
6841                         enum bpf_access_type atype = meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE : BPF_READ;
6842                         int offset = access_size - 1;
6843
6844                         /* Allow zero-byte read from PTR_TO_CTX */
6845                         if (access_size == 0)
6846                                 return zero_size_allowed ? 0 : -EACCES;
6847
6848                         return check_mem_access(env, env->insn_idx, regno, offset, BPF_B,
6849                                                 atype, -1, false);
6850                 }
6851
6852                 fallthrough;
6853         default: /* scalar_value or invalid ptr */
6854                 /* Allow zero-byte read from NULL, regardless of pointer type */
6855                 if (zero_size_allowed && access_size == 0 &&
6856                     register_is_null(reg))
6857                         return 0;
6858
6859                 verbose(env, "R%d type=%s ", regno,
6860                         reg_type_str(env, reg->type));
6861                 verbose(env, "expected=%s\n", reg_type_str(env, PTR_TO_STACK));
6862                 return -EACCES;
6863         }
6864 }
6865
6866 static int check_mem_size_reg(struct bpf_verifier_env *env,
6867                               struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
6868                               bool zero_size_allowed,
6869                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
6870 {
6871         int err;
6872
6873         /* This is used to refine r0 return value bounds for helpers
6874          * that enforce this value as an upper bound on return values.
6875          * See do_refine_retval_range() for helpers that can refine
6876          * the return value. C type of helper is u32 so we pull register
6877          * bound from umax_value however, if negative verifier errors
6878          * out. Only upper bounds can be learned because retval is an
6879          * int type and negative retvals are allowed.
6880          */
6881         meta->msize_max_value = reg->umax_value;
6882
6883         /* The register is SCALAR_VALUE; the access check
6884          * happens using its boundaries.
6885          */
6886         if (!tnum_is_const(reg->var_off))
6887                 /* For unprivileged variable accesses, disable raw
6888                  * mode so that the program is required to
6889                  * initialize all the memory that the helper could
6890                  * just partially fill up.
6891                  */
6892                 meta = NULL;
6893
6894         if (reg->smin_value < 0) {
6895                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned or 'var &= const'\n",
6896                         regno);
6897                 return -EACCES;
6898         }
6899
6900         if (reg->umin_value == 0) {
6901                 err = check_helper_mem_access(env, regno - 1, 0,
6902                                               zero_size_allowed,
6903                                               meta);
6904                 if (err)
6905                         return err;
6906         }
6907
6908         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_SIZ) {
6909                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, use 'var &= const' or 'if (var < const)'\n",
6910                         regno);
6911                 return -EACCES;
6912         }
6913         err = check_helper_mem_access(env, regno - 1,
6914                                       reg->umax_value,
6915                                       zero_size_allowed, meta);
6916         if (!err)
6917                 err = mark_chain_precision(env, regno);
6918         return err;
6919 }
6920
6921 int check_mem_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
6922                    u32 regno, u32 mem_size)
6923 {
6924         bool may_be_null = type_may_be_null(reg->type);
6925         struct bpf_reg_state saved_reg;
6926         struct bpf_call_arg_meta meta;
6927         int err;
6928
6929         if (register_is_null(reg))
6930                 return 0;
6931
6932         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
6933         /* Assuming that the register contains a value check if the memory
6934          * access is safe. Temporarily save and restore the register's state as
6935          * the conversion shouldn't be visible to a caller.
6936          */
6937         if (may_be_null) {
6938                 saved_reg = *reg;
6939                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
6940         }
6941
6942         err = check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, &meta);
6943         /* Check access for BPF_WRITE */
6944         meta.raw_mode = true;
6945         err = err ?: check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, &meta);
6946
6947         if (may_be_null)
6948                 *reg = saved_reg;
6949
6950         return err;
6951 }
6952
6953 static int check_kfunc_mem_size_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
6954                                     u32 regno)
6955 {
6956         struct bpf_reg_state *mem_reg = &cur_regs(env)[regno - 1];
6957         bool may_be_null = type_may_be_null(mem_reg->type);
6958         struct bpf_reg_state saved_reg;
6959         struct bpf_call_arg_meta meta;
6960         int err;
6961
6962         WARN_ON_ONCE(regno < BPF_REG_2 || regno > BPF_REG_5);
6963
6964         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
6965
6966         if (may_be_null) {
6967                 saved_reg = *mem_reg;
6968                 mark_ptr_not_null_reg(mem_reg);
6969         }
6970
6971         err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, &meta);
6972         /* Check access for BPF_WRITE */
6973         meta.raw_mode = true;
6974         err = err ?: check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, &meta);
6975
6976         if (may_be_null)
6977                 *mem_reg = saved_reg;
6978         return err;
6979 }
6980
6981 /* Implementation details:
6982  * bpf_map_lookup returns PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL.
6983  * bpf_obj_new returns PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | PTR_MAYBE_NULL.
6984  * Two bpf_map_lookups (even with the same key) will have different reg->id.
6985  * Two separate bpf_obj_new will also have different reg->id.
6986  * For traditional PTR_TO_MAP_VALUE or PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC, the verifier
6987  * clears reg->id after value_or_null->value transition, since the verifier only
6988  * cares about the range of access to valid map value pointer and doesn't care
6989  * about actual address of the map element.
6990  * For maps with 'struct bpf_spin_lock' inside map value the verifier keeps
6991  * reg->id > 0 after value_or_null->value transition. By doing so
6992  * two bpf_map_lookups will be considered two different pointers that
6993  * point to different bpf_spin_locks. Likewise for pointers to allocated objects
6994  * returned from bpf_obj_new.
6995  * The verifier allows taking only one bpf_spin_lock at a time to avoid
6996  * dead-locks.
6997  * Since only one bpf_spin_lock is allowed the checks are simpler than
6998  * reg_is_refcounted() logic. The verifier needs to remember only
6999  * one spin_lock instead of array of acquired_refs.
7000  * cur_state->active_lock remembers which map value element or allocated
7001  * object got locked and clears it after bpf_spin_unlock.
7002  */
7003 static int process_spin_lock(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7004                              bool is_lock)
7005 {
7006         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7007         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
7008         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
7009         u64 val = reg->var_off.value;
7010         struct bpf_map *map = NULL;
7011         struct btf *btf = NULL;
7012         struct btf_record *rec;
7013
7014         if (!is_const) {
7015                 verbose(env,
7016                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_spin_lock has to be at the constant offset\n",
7017                         regno);
7018                 return -EINVAL;
7019         }
7020         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
7021                 map = reg->map_ptr;
7022                 if (!map->btf) {
7023                         verbose(env,
7024                                 "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_spin_lock\n",
7025                                 map->name);
7026                         return -EINVAL;
7027                 }
7028         } else {
7029                 btf = reg->btf;
7030         }
7031
7032         rec = reg_btf_record(reg);
7033         if (!btf_record_has_field(rec, BPF_SPIN_LOCK)) {
7034                 verbose(env, "%s '%s' has no valid bpf_spin_lock\n", map ? "map" : "local",
7035                         map ? map->name : "kptr");
7036                 return -EINVAL;
7037         }
7038         if (rec->spin_lock_off != val + reg->off) {
7039                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_spin_lock' that is at %d\n",
7040                         val + reg->off, rec->spin_lock_off);
7041                 return -EINVAL;
7042         }
7043         if (is_lock) {
7044                 if (cur->active_lock.ptr) {
7045                         verbose(env,
7046                                 "Locking two bpf_spin_locks are not allowed\n");
7047                         return -EINVAL;
7048                 }
7049                 if (map)
7050                         cur->active_lock.ptr = map;
7051                 else
7052                         cur->active_lock.ptr = btf;
7053                 cur->active_lock.id = reg->id;
7054         } else {
7055                 void *ptr;
7056
7057                 if (map)
7058                         ptr = map;
7059                 else
7060                         ptr = btf;
7061
7062                 if (!cur->active_lock.ptr) {
7063                         verbose(env, "bpf_spin_unlock without taking a lock\n");
7064                         return -EINVAL;
7065                 }
7066                 if (cur->active_lock.ptr != ptr ||
7067                     cur->active_lock.id != reg->id) {
7068                         verbose(env, "bpf_spin_unlock of different lock\n");
7069                         return -EINVAL;
7070                 }
7071
7072                 invalidate_non_owning_refs(env);
7073
7074                 cur->active_lock.ptr = NULL;
7075                 cur->active_lock.id = 0;
7076         }
7077         return 0;
7078 }
7079
7080 static int process_timer_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7081                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
7082 {
7083         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7084         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
7085         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
7086         u64 val = reg->var_off.value;
7087
7088         if (!is_const) {
7089                 verbose(env,
7090                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_timer has to be at the constant offset\n",
7091                         regno);
7092                 return -EINVAL;
7093         }
7094         if (!map->btf) {
7095                 verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_timer\n",
7096                         map->name);
7097                 return -EINVAL;
7098         }
7099         if (!btf_record_has_field(map->record, BPF_TIMER)) {
7100                 verbose(env, "map '%s' has no valid bpf_timer\n", map->name);
7101                 return -EINVAL;
7102         }
7103         if (map->record->timer_off != val + reg->off) {
7104                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_timer' that is at %d\n",
7105                         val + reg->off, map->record->timer_off);
7106                 return -EINVAL;
7107         }
7108         if (meta->map_ptr) {
7109                 verbose(env, "verifier bug. Two map pointers in a timer helper\n");
7110                 return -EFAULT;
7111         }
7112         meta->map_uid = reg->map_uid;
7113         meta->map_ptr = map;
7114         return 0;
7115 }
7116
7117 static int process_kptr_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7118                              struct bpf_call_arg_meta *meta)
7119 {
7120         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7121         struct bpf_map *map_ptr = reg->map_ptr;
7122         struct btf_field *kptr_field;
7123         u32 kptr_off;
7124
7125         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
7126                 verbose(env,
7127                         "R%d doesn't have constant offset. kptr has to be at the constant offset\n",
7128                         regno);
7129                 return -EINVAL;
7130         }
7131         if (!map_ptr->btf) {
7132                 verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_kptr_xchg\n",
7133                         map_ptr->name);
7134                 return -EINVAL;
7135         }
7136         if (!btf_record_has_field(map_ptr->record, BPF_KPTR)) {
7137                 verbose(env, "map '%s' has no valid kptr\n", map_ptr->name);
7138                 return -EINVAL;
7139         }
7140
7141         meta->map_ptr = map_ptr;
7142         kptr_off = reg->off + reg->var_off.value;
7143         kptr_field = btf_record_find(map_ptr->record, kptr_off, BPF_KPTR);
7144         if (!kptr_field) {
7145                 verbose(env, "off=%d doesn't point to kptr\n", kptr_off);
7146                 return -EACCES;
7147         }
7148         if (kptr_field->type != BPF_KPTR_REF) {
7149                 verbose(env, "off=%d kptr isn't referenced kptr\n", kptr_off);
7150                 return -EACCES;
7151         }
7152         meta->kptr_field = kptr_field;
7153         return 0;
7154 }
7155
7156 /* There are two register types representing a bpf_dynptr, one is PTR_TO_STACK
7157  * which points to a stack slot, and the other is CONST_PTR_TO_DYNPTR.
7158  *
7159  * In both cases we deal with the first 8 bytes, but need to mark the next 8
7160  * bytes as STACK_DYNPTR in case of PTR_TO_STACK. In case of
7161  * CONST_PTR_TO_DYNPTR, we are guaranteed to get the beginning of the object.
7162  *
7163  * Mutability of bpf_dynptr is at two levels, one is at the level of struct
7164  * bpf_dynptr itself, i.e. whether the helper is receiving a pointer to struct
7165  * bpf_dynptr or pointer to const struct bpf_dynptr. In the former case, it can
7166  * mutate the view of the dynptr and also possibly destroy it. In the latter
7167  * case, it cannot mutate the bpf_dynptr itself but it can still mutate the
7168  * memory that dynptr points to.
7169  *
7170  * The verifier will keep track both levels of mutation (bpf_dynptr's in
7171  * reg->type and the memory's in reg->dynptr.type), but there is no support for
7172  * readonly dynptr view yet, hence only the first case is tracked and checked.
7173  *
7174  * This is consistent with how C applies the const modifier to a struct object,
7175  * where the pointer itself inside bpf_dynptr becomes const but not what it
7176  * points to.
7177  *
7178  * Helpers which do not mutate the bpf_dynptr set MEM_RDONLY in their argument
7179  * type, and declare it as 'const struct bpf_dynptr *' in their prototype.
7180  */
7181 static int process_dynptr_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno, int insn_idx,
7182                                enum bpf_arg_type arg_type, int clone_ref_obj_id)
7183 {
7184         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7185         int err;
7186
7187         /* MEM_UNINIT and MEM_RDONLY are exclusive, when applied to an
7188          * ARG_PTR_TO_DYNPTR (or ARG_PTR_TO_DYNPTR | DYNPTR_TYPE_*):
7189          */
7190         if ((arg_type & (MEM_UNINIT | MEM_RDONLY)) == (MEM_UNINIT | MEM_RDONLY)) {
7191                 verbose(env, "verifier internal error: misconfigured dynptr helper type flags\n");
7192                 return -EFAULT;
7193         }
7194
7195         /*  MEM_UNINIT - Points to memory that is an appropriate candidate for
7196          *               constructing a mutable bpf_dynptr object.
7197          *
7198          *               Currently, this is only possible with PTR_TO_STACK
7199          *               pointing to a region of at least 16 bytes which doesn't
7200          *               contain an existing bpf_dynptr.
7201          *
7202          *  MEM_RDONLY - Points to a initialized bpf_dynptr that will not be
7203          *               mutated or destroyed. However, the memory it points to
7204          *               may be mutated.
7205          *
7206          *  None       - Points to a initialized dynptr that can be mutated and
7207          *               destroyed, including mutation of the memory it points
7208          *               to.
7209          */
7210         if (arg_type & MEM_UNINIT) {
7211                 int i;
7212
7213                 if (!is_dynptr_reg_valid_uninit(env, reg)) {
7214                         verbose(env, "Dynptr has to be an uninitialized dynptr\n");
7215                         return -EINVAL;
7216                 }
7217
7218                 /* we write BPF_DW bits (8 bytes) at a time */
7219                 for (i = 0; i < BPF_DYNPTR_SIZE; i += 8) {
7220                         err = check_mem_access(env, insn_idx, regno,
7221                                                i, BPF_DW, BPF_WRITE, -1, false);
7222                         if (err)
7223                                 return err;
7224                 }
7225
7226                 err = mark_stack_slots_dynptr(env, reg, arg_type, insn_idx, clone_ref_obj_id);
7227         } else /* MEM_RDONLY and None case from above */ {
7228                 /* For the reg->type == PTR_TO_STACK case, bpf_dynptr is never const */
7229                 if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR && !(arg_type & MEM_RDONLY)) {
7230                         verbose(env, "cannot pass pointer to const bpf_dynptr, the helper mutates it\n");
7231                         return -EINVAL;
7232                 }
7233
7234                 if (!is_dynptr_reg_valid_init(env, reg)) {
7235                         verbose(env,
7236                                 "Expected an initialized dynptr as arg #%d\n",
7237                                 regno);
7238                         return -EINVAL;
7239                 }
7240
7241                 /* Fold modifiers (in this case, MEM_RDONLY) when checking expected type */
7242                 if (!is_dynptr_type_expected(env, reg, arg_type & ~MEM_RDONLY)) {
7243                         verbose(env,
7244                                 "Expected a dynptr of type %s as arg #%d\n",
7245                                 dynptr_type_str(arg_to_dynptr_type(arg_type)), regno);
7246                         return -EINVAL;
7247                 }
7248
7249                 err = mark_dynptr_read(env, reg);
7250         }
7251         return err;
7252 }
7253
7254 static u32 iter_ref_obj_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg, int spi)
7255 {
7256         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
7257
7258         return state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
7259 }
7260
7261 static bool is_iter_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7262 {
7263         return meta->kfunc_flags & (KF_ITER_NEW | KF_ITER_NEXT | KF_ITER_DESTROY);
7264 }
7265
7266 static bool is_iter_new_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7267 {
7268         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_NEW;
7269 }
7270
7271 static bool is_iter_next_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7272 {
7273         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_NEXT;
7274 }
7275
7276 static bool is_iter_destroy_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7277 {
7278         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_DESTROY;
7279 }
7280
7281 static bool is_kfunc_arg_iter(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta, int arg)
7282 {
7283         /* btf_check_iter_kfuncs() guarantees that first argument of any iter
7284          * kfunc is iter state pointer
7285          */
7286         return arg == 0 && is_iter_kfunc(meta);
7287 }
7288
7289 static int process_iter_arg(struct bpf_verifier_env *env, int regno, int insn_idx,
7290                             struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7291 {
7292         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7293         const struct btf_type *t;
7294         const struct btf_param *arg;
7295         int spi, err, i, nr_slots;
7296         u32 btf_id;
7297
7298         /* btf_check_iter_kfuncs() ensures we don't need to validate anything here */
7299         arg = &btf_params(meta->func_proto)[0];
7300         t = btf_type_skip_modifiers(meta->btf, arg->type, NULL);        /* PTR */
7301         t = btf_type_skip_modifiers(meta->btf, t->type, &btf_id);       /* STRUCT */
7302         nr_slots = t->size / BPF_REG_SIZE;
7303
7304         if (is_iter_new_kfunc(meta)) {
7305                 /* bpf_iter_<type>_new() expects pointer to uninit iter state */
7306                 if (!is_iter_reg_valid_uninit(env, reg, nr_slots)) {
7307                         verbose(env, "expected uninitialized iter_%s as arg #%d\n",
7308                                 iter_type_str(meta->btf, btf_id), regno);
7309                         return -EINVAL;
7310                 }
7311
7312                 for (i = 0; i < nr_slots * 8; i += BPF_REG_SIZE) {
7313                         err = check_mem_access(env, insn_idx, regno,
7314                                                i, BPF_DW, BPF_WRITE, -1, false);
7315                         if (err)
7316                                 return err;
7317                 }
7318
7319                 err = mark_stack_slots_iter(env, reg, insn_idx, meta->btf, btf_id, nr_slots);
7320                 if (err)
7321                         return err;
7322         } else {
7323                 /* iter_next() or iter_destroy() expect initialized iter state*/
7324                 if (!is_iter_reg_valid_init(env, reg, meta->btf, btf_id, nr_slots)) {
7325                         verbose(env, "expected an initialized iter_%s as arg #%d\n",
7326                                 iter_type_str(meta->btf, btf_id), regno);
7327                         return -EINVAL;
7328                 }
7329
7330                 spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
7331                 if (spi < 0)
7332                         return spi;
7333
7334                 err = mark_iter_read(env, reg, spi, nr_slots);
7335                 if (err)
7336                         return err;
7337
7338                 /* remember meta->iter info for process_iter_next_call() */
7339                 meta->iter.spi = spi;
7340                 meta->iter.frameno = reg->frameno;
7341                 meta->ref_obj_id = iter_ref_obj_id(env, reg, spi);
7342
7343                 if (is_iter_destroy_kfunc(meta)) {
7344                         err = unmark_stack_slots_iter(env, reg, nr_slots);
7345                         if (err)
7346                                 return err;
7347                 }
7348         }
7349
7350         return 0;
7351 }
7352
7353 /* process_iter_next_call() is called when verifier gets to iterator's next
7354  * "method" (e.g., bpf_iter_num_next() for numbers iterator) call. We'll refer
7355  * to it as just "iter_next()" in comments below.
7356  *
7357  * BPF verifier relies on a crucial contract for any iter_next()
7358  * implementation: it should *eventually* return NULL, and once that happens
7359  * it should keep returning NULL. That is, once iterator exhausts elements to
7360  * iterate, it should never reset or spuriously return new elements.
7361  *
7362  * With the assumption of such contract, process_iter_next_call() simulates
7363  * a fork in the verifier state to validate loop logic correctness and safety
7364  * without having to simulate infinite amount of iterations.
7365  *
7366  * In current state, we first assume that iter_next() returned NULL and
7367  * iterator state is set to DRAINED (BPF_ITER_STATE_DRAINED). In such
7368  * conditions we should not form an infinite loop and should eventually reach
7369  * exit.
7370  *
7371  * Besides that, we also fork current state and enqueue it for later
7372  * verification. In a forked state we keep iterator state as ACTIVE
7373  * (BPF_ITER_STATE_ACTIVE) and assume non-NULL return from iter_next(). We
7374  * also bump iteration depth to prevent erroneous infinite loop detection
7375  * later on (see iter_active_depths_differ() comment for details). In this
7376  * state we assume that we'll eventually loop back to another iter_next()
7377  * calls (it could be in exactly same location or in some other instruction,
7378  * it doesn't matter, we don't make any unnecessary assumptions about this,
7379  * everything revolves around iterator state in a stack slot, not which
7380  * instruction is calling iter_next()). When that happens, we either will come
7381  * to iter_next() with equivalent state and can conclude that next iteration
7382  * will proceed in exactly the same way as we just verified, so it's safe to
7383  * assume that loop converges. If not, we'll go on another iteration
7384  * simulation with a different input state, until all possible starting states
7385  * are validated or we reach maximum number of instructions limit.
7386  *
7387  * This way, we will either exhaustively discover all possible input states
7388  * that iterator loop can start with and eventually will converge, or we'll
7389  * effectively regress into bounded loop simulation logic and either reach
7390  * maximum number of instructions if loop is not provably convergent, or there
7391  * is some statically known limit on number of iterations (e.g., if there is
7392  * an explicit `if n > 100 then break;` statement somewhere in the loop).
7393  *
7394  * One very subtle but very important aspect is that we *always* simulate NULL
7395  * condition first (as the current state) before we simulate non-NULL case.
7396  * This has to do with intricacies of scalar precision tracking. By simulating
7397  * "exit condition" of iter_next() returning NULL first, we make sure all the
7398  * relevant precision marks *that will be set **after** we exit iterator loop*
7399  * are propagated backwards to common parent state of NULL and non-NULL
7400  * branches. Thanks to that, state equivalence checks done later in forked
7401  * state, when reaching iter_next() for ACTIVE iterator, can assume that
7402  * precision marks are finalized and won't change. Because simulating another
7403  * ACTIVE iterator iteration won't change them (because given same input
7404  * states we'll end up with exactly same output states which we are currently
7405  * comparing; and verification after the loop already propagated back what
7406  * needs to be **additionally** tracked as precise). It's subtle, grok
7407  * precision tracking for more intuitive understanding.
7408  */
7409 static int process_iter_next_call(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
7410                                   struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7411 {
7412         struct bpf_verifier_state *cur_st = env->cur_state, *queued_st;
7413         struct bpf_func_state *cur_fr = cur_st->frame[cur_st->curframe], *queued_fr;
7414         struct bpf_reg_state *cur_iter, *queued_iter;
7415         int iter_frameno = meta->iter.frameno;
7416         int iter_spi = meta->iter.spi;
7417
7418         BTF_TYPE_EMIT(struct bpf_iter);
7419
7420         cur_iter = &env->cur_state->frame[iter_frameno]->stack[iter_spi].spilled_ptr;
7421
7422         if (cur_iter->iter.state != BPF_ITER_STATE_ACTIVE &&
7423             cur_iter->iter.state != BPF_ITER_STATE_DRAINED) {
7424                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected iterator state %d (%s)\n",
7425                         cur_iter->iter.state, iter_state_str(cur_iter->iter.state));
7426                 return -EFAULT;
7427         }
7428
7429         if (cur_iter->iter.state == BPF_ITER_STATE_ACTIVE) {
7430                 /* branch out active iter state */
7431                 queued_st = push_stack(env, insn_idx + 1, insn_idx, false);
7432                 if (!queued_st)
7433                         return -ENOMEM;
7434
7435                 queued_iter = &queued_st->frame[iter_frameno]->stack[iter_spi].spilled_ptr;
7436                 queued_iter->iter.state = BPF_ITER_STATE_ACTIVE;
7437                 queued_iter->iter.depth++;
7438
7439                 queued_fr = queued_st->frame[queued_st->curframe];
7440                 mark_ptr_not_null_reg(&queued_fr->regs[BPF_REG_0]);
7441         }
7442
7443         /* switch to DRAINED state, but keep the depth unchanged */
7444         /* mark current iter state as drained and assume returned NULL */
7445         cur_iter->iter.state = BPF_ITER_STATE_DRAINED;
7446         __mark_reg_const_zero(&cur_fr->regs[BPF_REG_0]);
7447
7448         return 0;
7449 }
7450
7451 static bool arg_type_is_mem_size(enum bpf_arg_type type)
7452 {
7453         return type == ARG_CONST_SIZE ||
7454                type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO;
7455 }
7456
7457 static bool arg_type_is_release(enum bpf_arg_type type)
7458 {
7459         return type & OBJ_RELEASE;
7460 }
7461
7462 static bool arg_type_is_dynptr(enum bpf_arg_type type)
7463 {
7464         return base_type(type) == ARG_PTR_TO_DYNPTR;
7465 }
7466
7467 static int int_ptr_type_to_size(enum bpf_arg_type type)
7468 {
7469         if (type == ARG_PTR_TO_INT)
7470                 return sizeof(u32);
7471         else if (type == ARG_PTR_TO_LONG)
7472                 return sizeof(u64);
7473
7474         return -EINVAL;
7475 }
7476
7477 static int resolve_map_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
7478                                  const struct bpf_call_arg_meta *meta,
7479                                  enum bpf_arg_type *arg_type)
7480 {
7481         if (!meta->map_ptr) {
7482                 /* kernel subsystem misconfigured verifier */
7483                 verbose(env, "invalid map_ptr to access map->type\n");
7484                 return -EACCES;
7485         }
7486
7487         switch (meta->map_ptr->map_type) {
7488         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
7489         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
7490                 if (*arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
7491                         *arg_type = ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON;
7492                 } else {
7493                         verbose(env, "invalid arg_type for sockmap/sockhash\n");
7494                         return -EINVAL;
7495                 }
7496                 break;
7497         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
7498                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_map_peek_elem)
7499                         *arg_type = ARG_PTR_TO_MAP_VALUE;
7500                 break;
7501         default:
7502                 break;
7503         }
7504         return 0;
7505 }
7506
7507 struct bpf_reg_types {
7508         const enum bpf_reg_type types[10];
7509         u32 *btf_id;
7510 };
7511
7512 static const struct bpf_reg_types sock_types = {
7513         .types = {
7514                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
7515                 PTR_TO_SOCKET,
7516                 PTR_TO_TCP_SOCK,
7517                 PTR_TO_XDP_SOCK,
7518         },
7519 };
7520
7521 #ifdef CONFIG_NET
7522 static const struct bpf_reg_types btf_id_sock_common_types = {
7523         .types = {
7524                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
7525                 PTR_TO_SOCKET,
7526                 PTR_TO_TCP_SOCK,
7527                 PTR_TO_XDP_SOCK,
7528                 PTR_TO_BTF_ID,
7529                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
7530         },
7531         .btf_id = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
7532 };
7533 #endif
7534
7535 static const struct bpf_reg_types mem_types = {
7536         .types = {
7537                 PTR_TO_STACK,
7538                 PTR_TO_PACKET,
7539                 PTR_TO_PACKET_META,
7540                 PTR_TO_MAP_KEY,
7541                 PTR_TO_MAP_VALUE,
7542                 PTR_TO_MEM,
7543                 PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF,
7544                 PTR_TO_BUF,
7545                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
7546         },
7547 };
7548
7549 static const struct bpf_reg_types int_ptr_types = {
7550         .types = {
7551                 PTR_TO_STACK,
7552                 PTR_TO_PACKET,
7553                 PTR_TO_PACKET_META,
7554                 PTR_TO_MAP_KEY,
7555                 PTR_TO_MAP_VALUE,
7556         },
7557 };
7558
7559 static const struct bpf_reg_types spin_lock_types = {
7560         .types = {
7561                 PTR_TO_MAP_VALUE,
7562                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC,
7563         }
7564 };
7565
7566 static const struct bpf_reg_types fullsock_types = { .types = { PTR_TO_SOCKET } };
7567 static const struct bpf_reg_types scalar_types = { .types = { SCALAR_VALUE } };
7568 static const struct bpf_reg_types context_types = { .types = { PTR_TO_CTX } };
7569 static const struct bpf_reg_types ringbuf_mem_types = { .types = { PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF } };
7570 static const struct bpf_reg_types const_map_ptr_types = { .types = { CONST_PTR_TO_MAP } };
7571 static const struct bpf_reg_types btf_ptr_types = {
7572         .types = {
7573                 PTR_TO_BTF_ID,
7574                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
7575                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU,
7576         },
7577 };
7578 static const struct bpf_reg_types percpu_btf_ptr_types = {
7579         .types = {
7580                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU,
7581                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | PTR_TRUSTED,
7582         }
7583 };
7584 static const struct bpf_reg_types func_ptr_types = { .types = { PTR_TO_FUNC } };
7585 static const struct bpf_reg_types stack_ptr_types = { .types = { PTR_TO_STACK } };
7586 static const struct bpf_reg_types const_str_ptr_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
7587 static const struct bpf_reg_types timer_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
7588 static const struct bpf_reg_types kptr_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
7589 static const struct bpf_reg_types dynptr_types = {
7590         .types = {
7591                 PTR_TO_STACK,
7592                 CONST_PTR_TO_DYNPTR,
7593         }
7594 };
7595
7596 static const struct bpf_reg_types *compatible_reg_types[__BPF_ARG_TYPE_MAX] = {
7597         [ARG_PTR_TO_MAP_KEY]            = &mem_types,
7598         [ARG_PTR_TO_MAP_VALUE]          = &mem_types,
7599         [ARG_CONST_SIZE]                = &scalar_types,
7600         [ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO]        = &scalar_types,
7601         [ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO]  = &scalar_types,
7602         [ARG_CONST_MAP_PTR]             = &const_map_ptr_types,
7603         [ARG_PTR_TO_CTX]                = &context_types,
7604         [ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON]        = &sock_types,
7605 #ifdef CONFIG_NET
7606         [ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON] = &btf_id_sock_common_types,
7607 #endif
7608         [ARG_PTR_TO_SOCKET]             = &fullsock_types,
7609         [ARG_PTR_TO_BTF_ID]             = &btf_ptr_types,
7610         [ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK]          = &spin_lock_types,
7611         [ARG_PTR_TO_MEM]                = &mem_types,
7612         [ARG_PTR_TO_RINGBUF_MEM]        = &ringbuf_mem_types,
7613         [ARG_PTR_TO_INT]                = &int_ptr_types,
7614         [ARG_PTR_TO_LONG]               = &int_ptr_types,
7615         [ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID]      = &percpu_btf_ptr_types,
7616         [ARG_PTR_TO_FUNC]               = &func_ptr_types,
7617         [ARG_PTR_TO_STACK]              = &stack_ptr_types,
7618         [ARG_PTR_TO_CONST_STR]          = &const_str_ptr_types,
7619         [ARG_PTR_TO_TIMER]              = &timer_types,
7620         [ARG_PTR_TO_KPTR]               = &kptr_types,
7621         [ARG_PTR_TO_DYNPTR]             = &dynptr_types,
7622 };
7623
7624 static int check_reg_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
7625                           enum bpf_arg_type arg_type,
7626                           const u32 *arg_btf_id,
7627                           struct bpf_call_arg_meta *meta)
7628 {
7629         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7630         enum bpf_reg_type expected, type = reg->type;
7631         const struct bpf_reg_types *compatible;
7632         int i, j;
7633
7634         compatible = compatible_reg_types[base_type(arg_type)];
7635         if (!compatible) {
7636                 verbose(env, "verifier internal error: unsupported arg type %d\n", arg_type);
7637                 return -EFAULT;
7638         }
7639
7640         /* ARG_PTR_TO_MEM + RDONLY is compatible with PTR_TO_MEM and PTR_TO_MEM + RDONLY,
7641          * but ARG_PTR_TO_MEM is compatible only with PTR_TO_MEM and NOT with PTR_TO_MEM + RDONLY
7642          *
7643          * Same for MAYBE_NULL:
7644          *
7645          * ARG_PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL is compatible with PTR_TO_MEM and PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL,
7646          * but ARG_PTR_TO_MEM is compatible only with PTR_TO_MEM but NOT with PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL
7647          *
7648          * ARG_PTR_TO_MEM is compatible with PTR_TO_MEM that is tagged with a dynptr type.
7649          *
7650          * Therefore we fold these flags depending on the arg_type before comparison.
7651          */
7652         if (arg_type & MEM_RDONLY)
7653                 type &= ~MEM_RDONLY;
7654         if (arg_type & PTR_MAYBE_NULL)
7655                 type &= ~PTR_MAYBE_NULL;
7656         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_MEM)
7657                 type &= ~DYNPTR_TYPE_FLAG_MASK;
7658
7659         if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg && type_is_alloc(type))
7660                 type &= ~MEM_ALLOC;
7661
7662         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(compatible->types); i++) {
7663                 expected = compatible->types[i];
7664                 if (expected == NOT_INIT)
7665                         break;
7666
7667                 if (type == expected)
7668                         goto found;
7669         }
7670
7671         verbose(env, "R%d type=%s expected=", regno, reg_type_str(env, reg->type));
7672         for (j = 0; j + 1 < i; j++)
7673                 verbose(env, "%s, ", reg_type_str(env, compatible->types[j]));
7674         verbose(env, "%s\n", reg_type_str(env, compatible->types[j]));
7675         return -EACCES;
7676
7677 found:
7678         if (base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID)
7679                 return 0;
7680
7681         if (compatible == &mem_types) {
7682                 if (!(arg_type & MEM_RDONLY)) {
7683                         verbose(env,
7684                                 "%s() may write into memory pointed by R%d type=%s\n",
7685                                 func_id_name(meta->func_id),
7686                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
7687                         return -EACCES;
7688                 }
7689                 return 0;
7690         }
7691
7692         switch ((int)reg->type) {
7693         case PTR_TO_BTF_ID:
7694         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED:
7695         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU:
7696         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_MAYBE_NULL:
7697         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_MAYBE_NULL | MEM_RCU:
7698         {
7699                 /* For bpf_sk_release, it needs to match against first member
7700                  * 'struct sock_common', hence make an exception for it. This
7701                  * allows bpf_sk_release to work for multiple socket types.
7702                  */
7703                 bool strict_type_match = arg_type_is_release(arg_type) &&
7704                                          meta->func_id != BPF_FUNC_sk_release;
7705
7706                 if (type_may_be_null(reg->type) &&
7707                     (!type_may_be_null(arg_type) || arg_type_is_release(arg_type))) {
7708                         verbose(env, "Possibly NULL pointer passed to helper arg%d\n", regno);
7709                         return -EACCES;
7710                 }
7711
7712                 if (!arg_btf_id) {
7713                         if (!compatible->btf_id) {
7714                                 verbose(env, "verifier internal error: missing arg compatible BTF ID\n");
7715                                 return -EFAULT;
7716                         }
7717                         arg_btf_id = compatible->btf_id;
7718                 }
7719
7720                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
7721                         if (map_kptr_match_type(env, meta->kptr_field, reg, regno))
7722                                 return -EACCES;
7723                 } else {
7724                         if (arg_btf_id == BPF_PTR_POISON) {
7725                                 verbose(env, "verifier internal error:");
7726                                 verbose(env, "R%d has non-overwritten BPF_PTR_POISON type\n",
7727                                         regno);
7728                                 return -EACCES;
7729                         }
7730
7731                         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
7732                                                   btf_vmlinux, *arg_btf_id,
7733                                                   strict_type_match)) {
7734                                 verbose(env, "R%d is of type %s but %s is expected\n",
7735                                         regno, btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id),
7736                                         btf_type_name(btf_vmlinux, *arg_btf_id));
7737                                 return -EACCES;
7738                         }
7739                 }
7740                 break;
7741         }
7742         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
7743                 if (meta->func_id != BPF_FUNC_spin_lock && meta->func_id != BPF_FUNC_spin_unlock &&
7744                     meta->func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg) {
7745                         verbose(env, "verifier internal error: unimplemented handling of MEM_ALLOC\n");
7746                         return -EFAULT;
7747                 }
7748                 /* Handled by helper specific checks */
7749                 break;
7750         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU:
7751         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | PTR_TRUSTED:
7752                 /* Handled by helper specific checks */
7753                 break;
7754         default:
7755                 verbose(env, "verifier internal error: invalid PTR_TO_BTF_ID register for type match\n");
7756                 return -EFAULT;
7757         }
7758         return 0;
7759 }
7760
7761 static struct btf_field *
7762 reg_find_field_offset(const struct bpf_reg_state *reg, s32 off, u32 fields)
7763 {
7764         struct btf_field *field;
7765         struct btf_record *rec;
7766
7767         rec = reg_btf_record(reg);
7768         if (!rec)
7769                 return NULL;
7770
7771         field = btf_record_find(rec, off, fields);
7772         if (!field)
7773                 return NULL;
7774
7775         return field;
7776 }
7777
7778 int check_func_arg_reg_off(struct bpf_verifier_env *env,
7779                            const struct bpf_reg_state *reg, int regno,
7780                            enum bpf_arg_type arg_type)
7781 {
7782         u32 type = reg->type;
7783
7784         /* When referenced register is passed to release function, its fixed
7785          * offset must be 0.
7786          *
7787          * We will check arg_type_is_release reg has ref_obj_id when storing
7788          * meta->release_regno.
7789          */
7790         if (arg_type_is_release(arg_type)) {
7791                 /* ARG_PTR_TO_DYNPTR with OBJ_RELEASE is a bit special, as it
7792                  * may not directly point to the object being released, but to
7793                  * dynptr pointing to such object, which might be at some offset
7794                  * on the stack. In that case, we simply to fallback to the
7795                  * default handling.
7796                  */
7797                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type) && type == PTR_TO_STACK)
7798                         return 0;
7799
7800                 if ((type_is_ptr_alloc_obj(type) || type_is_non_owning_ref(type)) && reg->off) {
7801                         if (reg_find_field_offset(reg, reg->off, BPF_GRAPH_NODE_OR_ROOT))
7802                                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true);
7803
7804                         verbose(env, "R%d must have zero offset when passed to release func\n",
7805                                 regno);
7806                         verbose(env, "No graph node or root found at R%d type:%s off:%d\n", regno,
7807                                 btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id), reg->off);
7808                         return -EINVAL;
7809                 }
7810
7811                 /* Doing check_ptr_off_reg check for the offset will catch this
7812                  * because fixed_off_ok is false, but checking here allows us
7813                  * to give the user a better error message.
7814                  */
7815                 if (reg->off) {
7816                         verbose(env, "R%d must have zero offset when passed to release func or trusted arg to kfunc\n",
7817                                 regno);
7818                         return -EINVAL;
7819                 }
7820                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
7821         }
7822
7823         switch (type) {
7824         /* Pointer types where both fixed and variable offset is explicitly allowed: */
7825         case PTR_TO_STACK:
7826         case PTR_TO_PACKET:
7827         case PTR_TO_PACKET_META:
7828         case PTR_TO_MAP_KEY:
7829         case PTR_TO_MAP_VALUE:
7830         case PTR_TO_MEM:
7831         case PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY:
7832         case PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF:
7833         case PTR_TO_BUF:
7834         case PTR_TO_BUF | MEM_RDONLY:
7835         case SCALAR_VALUE:
7836                 return 0;
7837         /* All the rest must be rejected, except PTR_TO_BTF_ID which allows
7838          * fixed offset.
7839          */
7840         case PTR_TO_BTF_ID:
7841         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
7842         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED:
7843         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU:
7844         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | NON_OWN_REF:
7845                 /* When referenced PTR_TO_BTF_ID is passed to release function,
7846                  * its fixed offset must be 0. In the other cases, fixed offset
7847                  * can be non-zero. This was already checked above. So pass
7848                  * fixed_off_ok as true to allow fixed offset for all other
7849                  * cases. var_off always must be 0 for PTR_TO_BTF_ID, hence we
7850                  * still need to do checks instead of returning.
7851                  */
7852                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true);
7853         default:
7854                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
7855         }
7856 }
7857
7858 static struct bpf_reg_state *get_dynptr_arg_reg(struct bpf_verifier_env *env,
7859                                                 const struct bpf_func_proto *fn,
7860                                                 struct bpf_reg_state *regs)
7861 {
7862         struct bpf_reg_state *state = NULL;
7863         int i;
7864
7865         for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++)
7866                 if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[i])) {
7867                         if (state) {
7868                                 verbose(env, "verifier internal error: multiple dynptr args\n");
7869                                 return NULL;
7870                         }
7871                         state = &regs[BPF_REG_1 + i];
7872                 }
7873
7874         if (!state)
7875                 verbose(env, "verifier internal error: no dynptr arg found\n");
7876
7877         return state;
7878 }
7879
7880 static int dynptr_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
7881 {
7882         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
7883         int spi;
7884
7885         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
7886                 return reg->id;
7887         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
7888         if (spi < 0)
7889                 return spi;
7890         return state->stack[spi].spilled_ptr.id;
7891 }
7892
7893 static int dynptr_ref_obj_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
7894 {
7895         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
7896         int spi;
7897
7898         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
7899                 return reg->ref_obj_id;
7900         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
7901         if (spi < 0)
7902                 return spi;
7903         return state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
7904 }
7905
7906 static enum bpf_dynptr_type dynptr_get_type(struct bpf_verifier_env *env,
7907                                             struct bpf_reg_state *reg)
7908 {
7909         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
7910         int spi;
7911
7912         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
7913                 return reg->dynptr.type;
7914
7915         spi = __get_spi(reg->off);
7916         if (spi < 0) {
7917                 verbose(env, "verifier internal error: invalid spi when querying dynptr type\n");
7918                 return BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID;
7919         }
7920
7921         return state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type;
7922 }
7923
7924 static int check_func_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 arg,
7925                           struct bpf_call_arg_meta *meta,
7926                           const struct bpf_func_proto *fn,
7927                           int insn_idx)
7928 {
7929         u32 regno = BPF_REG_1 + arg;
7930         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7931         enum bpf_arg_type arg_type = fn->arg_type[arg];
7932         enum bpf_reg_type type = reg->type;
7933         u32 *arg_btf_id = NULL;
7934         int err = 0;
7935
7936         if (arg_type == ARG_DONTCARE)
7937                 return 0;
7938
7939         err = check_reg_arg(env, regno, SRC_OP);
7940         if (err)
7941                 return err;
7942
7943         if (arg_type == ARG_ANYTHING) {
7944                 if (is_pointer_value(env, regno)) {
7945                         verbose(env, "R%d leaks addr into helper function\n",
7946                                 regno);
7947                         return -EACCES;
7948                 }
7949                 return 0;
7950         }
7951
7952         if (type_is_pkt_pointer(type) &&
7953             !may_access_direct_pkt_data(env, meta, BPF_READ)) {
7954                 verbose(env, "helper access to the packet is not allowed\n");
7955                 return -EACCES;
7956         }
7957
7958         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
7959                 err = resolve_map_arg_type(env, meta, &arg_type);
7960                 if (err)
7961                         return err;
7962         }
7963
7964         if (register_is_null(reg) && type_may_be_null(arg_type))
7965                 /* A NULL register has a SCALAR_VALUE type, so skip
7966                  * type checking.
7967                  */
7968                 goto skip_type_check;
7969
7970         /* arg_btf_id and arg_size are in a union. */
7971         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_BTF_ID ||
7972             base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK)
7973                 arg_btf_id = fn->arg_btf_id[arg];
7974
7975         err = check_reg_type(env, regno, arg_type, arg_btf_id, meta);
7976         if (err)
7977                 return err;
7978
7979         err = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, arg_type);
7980         if (err)
7981                 return err;
7982
7983 skip_type_check:
7984         if (arg_type_is_release(arg_type)) {
7985                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type)) {
7986                         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
7987                         int spi;
7988
7989                         /* Only dynptr created on stack can be released, thus
7990                          * the get_spi and stack state checks for spilled_ptr
7991                          * should only be done before process_dynptr_func for
7992                          * PTR_TO_STACK.
7993                          */
7994                         if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
7995                                 spi = dynptr_get_spi(env, reg);
7996                                 if (spi < 0 || !state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id) {
7997                                         verbose(env, "arg %d is an unacquired reference\n", regno);
7998                                         return -EINVAL;
7999                                 }
8000                         } else {
8001                                 verbose(env, "cannot release unowned const bpf_dynptr\n");
8002                                 return -EINVAL;
8003                         }
8004                 } else if (!reg->ref_obj_id && !register_is_null(reg)) {
8005                         verbose(env, "R%d must be referenced when passed to release function\n",
8006                                 regno);
8007                         return -EINVAL;
8008                 }
8009                 if (meta->release_regno) {
8010                         verbose(env, "verifier internal error: more than one release argument\n");
8011                         return -EFAULT;
8012                 }
8013                 meta->release_regno = regno;
8014         }
8015
8016         if (reg->ref_obj_id) {
8017                 if (meta->ref_obj_id) {
8018                         verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
8019                                 regno, reg->ref_obj_id,
8020                                 meta->ref_obj_id);
8021                         return -EFAULT;
8022                 }
8023                 meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
8024         }
8025
8026         switch (base_type(arg_type)) {
8027         case ARG_CONST_MAP_PTR:
8028                 /* bpf_map_xxx(map_ptr) call: remember that map_ptr */
8029                 if (meta->map_ptr) {
8030                         /* Use map_uid (which is unique id of inner map) to reject:
8031                          * inner_map1 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key1)
8032                          * inner_map2 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key2)
8033                          * if (inner_map1 && inner_map2) {
8034                          *     timer = bpf_map_lookup_elem(inner_map1);
8035                          *     if (timer)
8036                          *         // mismatch would have been allowed
8037                          *         bpf_timer_init(timer, inner_map2);
8038                          * }
8039                          *
8040                          * Comparing map_ptr is enough to distinguish normal and outer maps.
8041                          */
8042                         if (meta->map_ptr != reg->map_ptr ||
8043                             meta->map_uid != reg->map_uid) {
8044                                 verbose(env,
8045                                         "timer pointer in R1 map_uid=%d doesn't match map pointer in R2 map_uid=%d\n",
8046                                         meta->map_uid, reg->map_uid);
8047                                 return -EINVAL;
8048                         }
8049                 }
8050                 meta->map_ptr = reg->map_ptr;
8051                 meta->map_uid = reg->map_uid;
8052                 break;
8053         case ARG_PTR_TO_MAP_KEY:
8054                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., key) call:
8055                  * check that [key, key + map->key_size) are within
8056                  * stack limits and initialized
8057                  */
8058                 if (!meta->map_ptr) {
8059                         /* in function declaration map_ptr must come before
8060                          * map_key, so that it's verified and known before
8061                          * we have to check map_key here. Otherwise it means
8062                          * that kernel subsystem misconfigured verifier
8063                          */
8064                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->key\n");
8065                         return -EACCES;
8066                 }
8067                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
8068                                               meta->map_ptr->key_size, false,
8069                                               NULL);
8070                 break;
8071         case ARG_PTR_TO_MAP_VALUE:
8072                 if (type_may_be_null(arg_type) && register_is_null(reg))
8073                         return 0;
8074
8075                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., value) call:
8076                  * check [value, value + map->value_size) validity
8077                  */
8078                 if (!meta->map_ptr) {
8079                         /* kernel subsystem misconfigured verifier */
8080                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->value\n");
8081                         return -EACCES;
8082                 }
8083                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
8084                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
8085                                               meta->map_ptr->value_size, false,
8086                                               meta);
8087                 break;
8088         case ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID:
8089                 if (!reg->btf_id) {
8090                         verbose(env, "Helper has invalid btf_id in R%d\n", regno);
8091                         return -EACCES;
8092                 }
8093                 meta->ret_btf = reg->btf;
8094                 meta->ret_btf_id = reg->btf_id;
8095                 break;
8096         case ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK:
8097                 if (in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
8098                         verbose(env, "can't spin_{lock,unlock} in rbtree cb\n");
8099                         return -EACCES;
8100                 }
8101                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_lock) {
8102                         err = process_spin_lock(env, regno, true);
8103                         if (err)
8104                                 return err;
8105                 } else if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_unlock) {
8106                         err = process_spin_lock(env, regno, false);
8107                         if (err)
8108                                 return err;
8109                 } else {
8110                         verbose(env, "verifier internal error\n");
8111                         return -EFAULT;
8112                 }
8113                 break;
8114         case ARG_PTR_TO_TIMER:
8115                 err = process_timer_func(env, regno, meta);
8116                 if (err)
8117                         return err;
8118                 break;
8119         case ARG_PTR_TO_FUNC:
8120                 meta->subprogno = reg->subprogno;
8121                 break;
8122         case ARG_PTR_TO_MEM:
8123                 /* The access to this pointer is only checked when we hit the
8124                  * next is_mem_size argument below.
8125                  */
8126                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
8127                 if (arg_type & MEM_FIXED_SIZE) {
8128                         err = check_helper_mem_access(env, regno,
8129                                                       fn->arg_size[arg], false,
8130                                                       meta);
8131                 }
8132                 break;
8133         case ARG_CONST_SIZE:
8134                 err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, false, meta);
8135                 break;
8136         case ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO:
8137                 err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, meta);
8138                 break;
8139         case ARG_PTR_TO_DYNPTR:
8140                 err = process_dynptr_func(env, regno, insn_idx, arg_type, 0);
8141                 if (err)
8142                         return err;
8143                 break;
8144         case ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO:
8145                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
8146                         verbose(env, "R%d is not a known constant'\n",
8147                                 regno);
8148                         return -EACCES;
8149                 }
8150                 meta->mem_size = reg->var_off.value;
8151                 err = mark_chain_precision(env, regno);
8152                 if (err)
8153                         return err;
8154                 break;
8155         case ARG_PTR_TO_INT:
8156         case ARG_PTR_TO_LONG:
8157         {
8158                 int size = int_ptr_type_to_size(arg_type);
8159
8160                 err = check_helper_mem_access(env, regno, size, false, meta);
8161                 if (err)
8162                         return err;
8163                 err = check_ptr_alignment(env, reg, 0, size, true);
8164                 break;
8165         }
8166         case ARG_PTR_TO_CONST_STR:
8167         {
8168                 struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
8169                 int map_off;
8170                 u64 map_addr;
8171                 char *str_ptr;
8172
8173                 if (!bpf_map_is_rdonly(map)) {
8174                         verbose(env, "R%d does not point to a readonly map'\n", regno);
8175                         return -EACCES;
8176                 }
8177
8178                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
8179                         verbose(env, "R%d is not a constant address'\n", regno);
8180                         return -EACCES;
8181                 }
8182
8183                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
8184                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
8185                         return -EACCES;
8186                 }
8187
8188                 err = check_map_access(env, regno, reg->off,
8189                                        map->value_size - reg->off, false,
8190                                        ACCESS_HELPER);
8191                 if (err)
8192                         return err;
8193
8194                 map_off = reg->off + reg->var_off.value;
8195                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &map_addr, map_off);
8196                 if (err) {
8197                         verbose(env, "direct value access on string failed\n");
8198                         return err;
8199                 }
8200
8201                 str_ptr = (char *)(long)(map_addr);
8202                 if (!strnchr(str_ptr + map_off, map->value_size - map_off, 0)) {
8203                         verbose(env, "string is not zero-terminated\n");
8204                         return -EINVAL;
8205                 }
8206                 break;
8207         }
8208         case ARG_PTR_TO_KPTR:
8209                 err = process_kptr_func(env, regno, meta);
8210                 if (err)
8211                         return err;
8212                 break;
8213         }
8214
8215         return err;
8216 }
8217
8218 static bool may_update_sockmap(struct bpf_verifier_env *env, int func_id)
8219 {
8220         enum bpf_attach_type eatype = env->prog->expected_attach_type;
8221         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
8222
8223         if (func_id != BPF_FUNC_map_update_elem)
8224                 return false;
8225
8226         /* It's not possible to get access to a locked struct sock in these
8227          * contexts, so updating is safe.
8228          */
8229         switch (type) {
8230         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
8231                 if (eatype == BPF_TRACE_ITER)
8232                         return true;
8233                 break;
8234         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
8235         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
8236         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
8237         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
8238         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
8239         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
8240         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
8241                 return true;
8242         default:
8243                 break;
8244         }
8245
8246         verbose(env, "cannot update sockmap in this context\n");
8247         return false;
8248 }
8249
8250 static bool allow_tail_call_in_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
8251 {
8252         return env->prog->jit_requested &&
8253                bpf_jit_supports_subprog_tailcalls();
8254 }
8255
8256 static int check_map_func_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
8257                                         struct bpf_map *map, int func_id)
8258 {
8259         if (!map)
8260                 return 0;
8261
8262         /* We need a two way check, first is from map perspective ... */
8263         switch (map->map_type) {
8264         case BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY:
8265                 if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
8266                         goto error;
8267                 break;
8268         case BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY:
8269                 if (func_id != BPF_FUNC_perf_event_read &&
8270                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_output &&
8271                     func_id != BPF_FUNC_skb_output &&
8272                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_read_value &&
8273                     func_id != BPF_FUNC_xdp_output)
8274                         goto error;
8275                 break;
8276         case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
8277                 if (func_id != BPF_FUNC_ringbuf_output &&
8278                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve &&
8279                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_query &&
8280                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr &&
8281                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr &&
8282                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr)
8283                         goto error;
8284                 break;
8285         case BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF:
8286                 if (func_id != BPF_FUNC_user_ringbuf_drain)
8287                         goto error;
8288                 break;
8289         case BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE:
8290                 if (func_id != BPF_FUNC_get_stackid)
8291                         goto error;
8292                 break;
8293         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY:
8294                 if (func_id != BPF_FUNC_skb_under_cgroup &&
8295                     func_id != BPF_FUNC_current_task_under_cgroup)
8296                         goto error;
8297                 break;
8298         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE:
8299         case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE:
8300                 if (func_id != BPF_FUNC_get_local_storage)
8301                         goto error;
8302                 break;
8303         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP:
8304         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH:
8305                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
8306                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
8307                         goto error;
8308                 break;
8309         /* Restrict bpf side of cpumap and xskmap, open when use-cases
8310          * appear.
8311          */
8312         case BPF_MAP_TYPE_CPUMAP:
8313                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map)
8314                         goto error;
8315                 break;
8316         case BPF_MAP_TYPE_XSKMAP:
8317                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
8318                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
8319                         goto error;
8320                 break;
8321         case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
8322         case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
8323                 if (func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
8324                         goto error;
8325                 break;
8326         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
8327                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_map &&
8328                     func_id != BPF_FUNC_sock_map_update &&
8329                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
8330                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_map &&
8331                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
8332                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
8333                     !may_update_sockmap(env, func_id))
8334                         goto error;
8335                 break;
8336         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
8337                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_hash &&
8338                     func_id != BPF_FUNC_sock_hash_update &&
8339                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
8340                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_hash &&
8341                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
8342                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
8343                     !may_update_sockmap(env, func_id))
8344                         goto error;
8345                 break;
8346         case BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY:
8347                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport)
8348                         goto error;
8349                 break;
8350         case BPF_MAP_TYPE_QUEUE:
8351         case BPF_MAP_TYPE_STACK:
8352                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
8353                     func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
8354                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
8355                         goto error;
8356                 break;
8357         case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
8358                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_storage_get &&
8359                     func_id != BPF_FUNC_sk_storage_delete &&
8360                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8361                         goto error;
8362                 break;
8363         case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
8364                 if (func_id != BPF_FUNC_inode_storage_get &&
8365                     func_id != BPF_FUNC_inode_storage_delete &&
8366                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8367                         goto error;
8368                 break;
8369         case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
8370                 if (func_id != BPF_FUNC_task_storage_get &&
8371                     func_id != BPF_FUNC_task_storage_delete &&
8372                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8373                         goto error;
8374                 break;
8375         case BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE:
8376                 if (func_id != BPF_FUNC_cgrp_storage_get &&
8377                     func_id != BPF_FUNC_cgrp_storage_delete &&
8378                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8379                         goto error;
8380                 break;
8381         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
8382                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
8383                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
8384                         goto error;
8385                 break;
8386         default:
8387                 break;
8388         }
8389
8390         /* ... and second from the function itself. */
8391         switch (func_id) {
8392         case BPF_FUNC_tail_call:
8393                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY)
8394                         goto error;
8395                 if (env->subprog_cnt > 1 && !allow_tail_call_in_subprogs(env)) {
8396                         verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
8397                         return -EINVAL;
8398                 }
8399                 break;
8400         case BPF_FUNC_perf_event_read:
8401         case BPF_FUNC_perf_event_output:
8402         case BPF_FUNC_perf_event_read_value:
8403         case BPF_FUNC_skb_output:
8404         case BPF_FUNC_xdp_output:
8405                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY)
8406                         goto error;
8407                 break;
8408         case BPF_FUNC_ringbuf_output:
8409         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve:
8410         case BPF_FUNC_ringbuf_query:
8411         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr:
8412         case BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr:
8413         case BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr:
8414                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_RINGBUF)
8415                         goto error;
8416                 break;
8417         case BPF_FUNC_user_ringbuf_drain:
8418                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF)
8419                         goto error;
8420                 break;
8421         case BPF_FUNC_get_stackid:
8422                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE)
8423                         goto error;
8424                 break;
8425         case BPF_FUNC_current_task_under_cgroup:
8426         case BPF_FUNC_skb_under_cgroup:
8427                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY)
8428                         goto error;
8429                 break;
8430         case BPF_FUNC_redirect_map:
8431                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP &&
8432                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH &&
8433                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CPUMAP &&
8434                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_XSKMAP)
8435                         goto error;
8436                 break;
8437         case BPF_FUNC_sk_redirect_map:
8438         case BPF_FUNC_msg_redirect_map:
8439         case BPF_FUNC_sock_map_update:
8440                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP)
8441                         goto error;
8442                 break;
8443         case BPF_FUNC_sk_redirect_hash:
8444         case BPF_FUNC_msg_redirect_hash:
8445         case BPF_FUNC_sock_hash_update:
8446                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
8447                         goto error;
8448                 break;
8449         case BPF_FUNC_get_local_storage:
8450                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE &&
8451                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE)
8452                         goto error;
8453                 break;
8454         case BPF_FUNC_sk_select_reuseport:
8455                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY &&
8456                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP &&
8457                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
8458                         goto error;
8459                 break;
8460         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
8461                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
8462                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK)
8463                         goto error;
8464                 break;
8465         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
8466         case BPF_FUNC_map_push_elem:
8467                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
8468                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK &&
8469                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER)
8470                         goto error;
8471                 break;
8472         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
8473                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY &&
8474                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH &&
8475                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH)
8476                         goto error;
8477                 break;
8478         case BPF_FUNC_sk_storage_get:
8479         case BPF_FUNC_sk_storage_delete:
8480                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE)
8481                         goto error;
8482                 break;
8483         case BPF_FUNC_inode_storage_get:
8484         case BPF_FUNC_inode_storage_delete:
8485                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE)
8486                         goto error;
8487                 break;
8488         case BPF_FUNC_task_storage_get:
8489         case BPF_FUNC_task_storage_delete:
8490                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE)
8491                         goto error;
8492                 break;
8493         case BPF_FUNC_cgrp_storage_get:
8494         case BPF_FUNC_cgrp_storage_delete:
8495                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE)
8496                         goto error;
8497                 break;
8498         default:
8499                 break;
8500         }
8501
8502         return 0;
8503 error:
8504         verbose(env, "cannot pass map_type %d into func %s#%d\n",
8505                 map->map_type, func_id_name(func_id), func_id);
8506         return -EINVAL;
8507 }
8508
8509 static bool check_raw_mode_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
8510 {
8511         int count = 0;
8512
8513         if (fn->arg1_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8514                 count++;
8515         if (fn->arg2_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8516                 count++;
8517         if (fn->arg3_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8518                 count++;
8519         if (fn->arg4_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8520                 count++;
8521         if (fn->arg5_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8522                 count++;
8523
8524         /* We only support one arg being in raw mode at the moment,
8525          * which is sufficient for the helper functions we have
8526          * right now.
8527          */
8528         return count <= 1;
8529 }
8530
8531 static bool check_args_pair_invalid(const struct bpf_func_proto *fn, int arg)
8532 {
8533         bool is_fixed = fn->arg_type[arg] & MEM_FIXED_SIZE;
8534         bool has_size = fn->arg_size[arg] != 0;
8535         bool is_next_size = false;
8536
8537         if (arg + 1 < ARRAY_SIZE(fn->arg_type))
8538                 is_next_size = arg_type_is_mem_size(fn->arg_type[arg + 1]);
8539
8540         if (base_type(fn->arg_type[arg]) != ARG_PTR_TO_MEM)
8541                 return is_next_size;
8542
8543         return has_size == is_next_size || is_next_size == is_fixed;
8544 }
8545
8546 static bool check_arg_pair_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
8547 {
8548         /* bpf_xxx(..., buf, len) call will access 'len'
8549          * bytes from memory 'buf'. Both arg types need
8550          * to be paired, so make sure there's no buggy
8551          * helper function specification.
8552          */
8553         if (arg_type_is_mem_size(fn->arg1_type) ||
8554             check_args_pair_invalid(fn, 0) ||
8555             check_args_pair_invalid(fn, 1) ||
8556             check_args_pair_invalid(fn, 2) ||
8557             check_args_pair_invalid(fn, 3) ||
8558             check_args_pair_invalid(fn, 4))
8559                 return false;
8560
8561         return true;
8562 }
8563
8564 static bool check_btf_id_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
8565 {
8566         int i;
8567
8568         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(fn->arg_type); i++) {
8569                 if (base_type(fn->arg_type[i]) == ARG_PTR_TO_BTF_ID)
8570                         return !!fn->arg_btf_id[i];
8571                 if (base_type(fn->arg_type[i]) == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK)
8572                         return fn->arg_btf_id[i] == BPF_PTR_POISON;
8573                 if (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_BTF_ID && fn->arg_btf_id[i] &&
8574                     /* arg_btf_id and arg_size are in a union. */
8575                     (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_MEM ||
8576                      !(fn->arg_type[i] & MEM_FIXED_SIZE)))
8577                         return false;
8578         }
8579
8580         return true;
8581 }
8582
8583 static int check_func_proto(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id)
8584 {
8585         return check_raw_mode_ok(fn) &&
8586                check_arg_pair_ok(fn) &&
8587                check_btf_id_ok(fn) ? 0 : -EINVAL;
8588 }
8589
8590 /* Packet data might have moved, any old PTR_TO_PACKET[_META,_END]
8591  * are now invalid, so turn them into unknown SCALAR_VALUE.
8592  *
8593  * This also applies to dynptr slices belonging to skb and xdp dynptrs,
8594  * since these slices point to packet data.
8595  */
8596 static void clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env)
8597 {
8598         struct bpf_func_state *state;
8599         struct bpf_reg_state *reg;
8600
8601         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
8602                 if (reg_is_pkt_pointer_any(reg) || reg_is_dynptr_slice_pkt(reg))
8603                         mark_reg_invalid(env, reg);
8604         }));
8605 }
8606
8607 enum {
8608         AT_PKT_END = -1,
8609         BEYOND_PKT_END = -2,
8610 };
8611
8612 static void mark_pkt_end(struct bpf_verifier_state *vstate, int regn, bool range_open)
8613 {
8614         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
8615         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regn];
8616
8617         if (reg->type != PTR_TO_PACKET)
8618                 /* PTR_TO_PACKET_META is not supported yet */
8619                 return;
8620
8621         /* The 'reg' is pkt > pkt_end or pkt >= pkt_end.
8622          * How far beyond pkt_end it goes is unknown.
8623          * if (!range_open) it's the case of pkt >= pkt_end
8624          * if (range_open) it's the case of pkt > pkt_end
8625          * hence this pointer is at least 1 byte bigger than pkt_end
8626          */
8627         if (range_open)
8628                 reg->range = BEYOND_PKT_END;
8629         else
8630                 reg->range = AT_PKT_END;
8631 }
8632
8633 /* The pointer with the specified id has released its reference to kernel
8634  * resources. Identify all copies of the same pointer and clear the reference.
8635  */
8636 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env,
8637                              int ref_obj_id)
8638 {
8639         struct bpf_func_state *state;
8640         struct bpf_reg_state *reg;
8641         int err;
8642
8643         err = release_reference_state(cur_func(env), ref_obj_id);
8644         if (err)
8645                 return err;
8646
8647         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
8648                 if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id)
8649                         mark_reg_invalid(env, reg);
8650         }));
8651
8652         return 0;
8653 }
8654
8655 static void invalidate_non_owning_refs(struct bpf_verifier_env *env)
8656 {
8657         struct bpf_func_state *unused;
8658         struct bpf_reg_state *reg;
8659
8660         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, unused, reg, ({
8661                 if (type_is_non_owning_ref(reg->type))
8662                         mark_reg_invalid(env, reg);
8663         }));
8664 }
8665
8666 static void clear_caller_saved_regs(struct bpf_verifier_env *env,
8667                                     struct bpf_reg_state *regs)
8668 {
8669         int i;
8670
8671         /* after the call registers r0 - r5 were scratched */
8672         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
8673                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
8674                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
8675         }
8676 }
8677
8678 typedef int (*set_callee_state_fn)(struct bpf_verifier_env *env,
8679                                    struct bpf_func_state *caller,
8680                                    struct bpf_func_state *callee,
8681                                    int insn_idx);
8682
8683 static int set_callee_state(struct bpf_verifier_env *env,
8684                             struct bpf_func_state *caller,
8685                             struct bpf_func_state *callee, int insn_idx);
8686
8687 static int __check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
8688                              int *insn_idx, int subprog,
8689                              set_callee_state_fn set_callee_state_cb)
8690 {
8691         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
8692         struct bpf_func_state *caller, *callee;
8693         int err;
8694
8695         if (state->curframe + 1 >= MAX_CALL_FRAMES) {
8696                 verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep\n",
8697                         state->curframe + 2);
8698                 return -E2BIG;
8699         }
8700
8701         caller = state->frame[state->curframe];
8702         if (state->frame[state->curframe + 1]) {
8703                 verbose(env, "verifier bug. Frame %d already allocated\n",
8704                         state->curframe + 1);
8705                 return -EFAULT;
8706         }
8707
8708         err = btf_check_subprog_call(env, subprog, caller->regs);
8709         if (err == -EFAULT)
8710                 return err;
8711         if (subprog_is_global(env, subprog)) {
8712                 if (err) {
8713                         verbose(env, "Caller passes invalid args into func#%d\n",
8714                                 subprog);
8715                         return err;
8716                 } else {
8717                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
8718                                 verbose(env,
8719                                         "Func#%d is global and valid. Skipping.\n",
8720                                         subprog);
8721                         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
8722
8723                         /* All global functions return a 64-bit SCALAR_VALUE */
8724                         mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
8725                         caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
8726
8727                         /* continue with next insn after call */
8728                         return 0;
8729                 }
8730         }
8731
8732         /* set_callee_state is used for direct subprog calls, but we are
8733          * interested in validating only BPF helpers that can call subprogs as
8734          * callbacks
8735          */
8736         if (set_callee_state_cb != set_callee_state) {
8737                 if (bpf_pseudo_kfunc_call(insn) &&
8738                     !is_callback_calling_kfunc(insn->imm)) {
8739                         verbose(env, "verifier bug: kfunc %s#%d not marked as callback-calling\n",
8740                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
8741                         return -EFAULT;
8742                 } else if (!bpf_pseudo_kfunc_call(insn) &&
8743                            !is_callback_calling_function(insn->imm)) { /* helper */
8744                         verbose(env, "verifier bug: helper %s#%d not marked as callback-calling\n",
8745                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
8746                         return -EFAULT;
8747                 }
8748         }
8749
8750         if (insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
8751             insn->src_reg == 0 &&
8752             insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
8753                 struct bpf_verifier_state *async_cb;
8754
8755                 /* there is no real recursion here. timer callbacks are async */
8756                 env->subprog_info[subprog].is_async_cb = true;
8757                 async_cb = push_async_cb(env, env->subprog_info[subprog].start,
8758                                          *insn_idx, subprog);
8759                 if (!async_cb)
8760                         return -EFAULT;
8761                 callee = async_cb->frame[0];
8762                 callee->async_entry_cnt = caller->async_entry_cnt + 1;
8763
8764                 /* Convert bpf_timer_set_callback() args into timer callback args */
8765                 err = set_callee_state_cb(env, caller, callee, *insn_idx);
8766                 if (err)
8767                         return err;
8768
8769                 clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
8770                 mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
8771                 caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
8772                 /* continue with next insn after call */
8773                 return 0;
8774         }
8775
8776         callee = kzalloc(sizeof(*callee), GFP_KERNEL);
8777         if (!callee)
8778                 return -ENOMEM;
8779         state->frame[state->curframe + 1] = callee;
8780
8781         /* callee cannot access r0, r6 - r9 for reading and has to write
8782          * into its own stack before reading from it.
8783          * callee can read/write into caller's stack
8784          */
8785         init_func_state(env, callee,
8786                         /* remember the callsite, it will be used by bpf_exit */
8787                         *insn_idx /* callsite */,
8788                         state->curframe + 1 /* frameno within this callchain */,
8789                         subprog /* subprog number within this prog */);
8790
8791         /* Transfer references to the callee */
8792         err = copy_reference_state(callee, caller);
8793         if (err)
8794                 goto err_out;
8795
8796         err = set_callee_state_cb(env, caller, callee, *insn_idx);
8797         if (err)
8798                 goto err_out;
8799
8800         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
8801
8802         /* only increment it after check_reg_arg() finished */
8803         state->curframe++;
8804
8805         /* and go analyze first insn of the callee */
8806         *insn_idx = env->subprog_info[subprog].start - 1;
8807
8808         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
8809                 verbose(env, "caller:\n");
8810                 print_verifier_state(env, caller, true);
8811                 verbose(env, "callee:\n");
8812                 print_verifier_state(env, callee, true);
8813         }
8814         return 0;
8815
8816 err_out:
8817         free_func_state(callee);
8818         state->frame[state->curframe + 1] = NULL;
8819         return err;
8820 }
8821
8822 int map_set_for_each_callback_args(struct bpf_verifier_env *env,
8823                                    struct bpf_func_state *caller,
8824                                    struct bpf_func_state *callee)
8825 {
8826         /* bpf_for_each_map_elem(struct bpf_map *map, void *callback_fn,
8827          *      void *callback_ctx, u64 flags);
8828          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
8829          *      void *callback_ctx);
8830          */
8831         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
8832
8833         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
8834         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
8835         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
8836
8837         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
8838         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
8839         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
8840
8841         /* pointer to stack or null */
8842         callee->regs[BPF_REG_4] = caller->regs[BPF_REG_3];
8843
8844         /* unused */
8845         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
8846         return 0;
8847 }
8848
8849 static int set_callee_state(struct bpf_verifier_env *env,
8850                             struct bpf_func_state *caller,
8851                             struct bpf_func_state *callee, int insn_idx)
8852 {
8853         int i;
8854
8855         /* copy r1 - r5 args that callee can access.  The copy includes parent
8856          * pointers, which connects us up to the liveness chain
8857          */
8858         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
8859                 callee->regs[i] = caller->regs[i];
8860         return 0;
8861 }
8862
8863 static int check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
8864                            int *insn_idx)
8865 {
8866         int subprog, target_insn;
8867
8868         target_insn = *insn_idx + insn->imm + 1;
8869         subprog = find_subprog(env, target_insn);
8870         if (subprog < 0) {
8871                 verbose(env, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
8872                         target_insn);
8873                 return -EFAULT;
8874         }
8875
8876         return __check_func_call(env, insn, insn_idx, subprog, set_callee_state);
8877 }
8878
8879 static int set_map_elem_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
8880                                        struct bpf_func_state *caller,
8881                                        struct bpf_func_state *callee,
8882                                        int insn_idx)
8883 {
8884         struct bpf_insn_aux_data *insn_aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
8885         struct bpf_map *map;
8886         int err;
8887
8888         if (bpf_map_ptr_poisoned(insn_aux)) {
8889                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
8890                 return -EINVAL;
8891         }
8892
8893         map = BPF_MAP_PTR(insn_aux->map_ptr_state);
8894         if (!map->ops->map_set_for_each_callback_args ||
8895             !map->ops->map_for_each_callback) {
8896                 verbose(env, "callback function not allowed for map\n");
8897                 return -ENOTSUPP;
8898         }
8899
8900         err = map->ops->map_set_for_each_callback_args(env, caller, callee);
8901         if (err)
8902                 return err;
8903
8904         callee->in_callback_fn = true;
8905         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
8906         return 0;
8907 }
8908
8909 static int set_loop_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
8910                                    struct bpf_func_state *caller,
8911                                    struct bpf_func_state *callee,
8912                                    int insn_idx)
8913 {
8914         /* bpf_loop(u32 nr_loops, void *callback_fn, void *callback_ctx,
8915          *          u64 flags);
8916          * callback_fn(u32 index, void *callback_ctx);
8917          */
8918         callee->regs[BPF_REG_1].type = SCALAR_VALUE;
8919         callee->regs[BPF_REG_2] = caller->regs[BPF_REG_3];
8920
8921         /* unused */
8922         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
8923         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
8924         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
8925
8926         callee->in_callback_fn = true;
8927         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
8928         return 0;
8929 }
8930
8931 static int set_timer_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
8932                                     struct bpf_func_state *caller,
8933                                     struct bpf_func_state *callee,
8934                                     int insn_idx)
8935 {
8936         struct bpf_map *map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
8937
8938         /* bpf_timer_set_callback(struct bpf_timer *timer, void *callback_fn);
8939          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value);
8940          */
8941         callee->regs[BPF_REG_1].type = CONST_PTR_TO_MAP;
8942         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_1]);
8943         callee->regs[BPF_REG_1].map_ptr = map_ptr;
8944
8945         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
8946         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
8947         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = map_ptr;
8948
8949         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
8950         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
8951         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = map_ptr;
8952
8953         /* unused */
8954         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
8955         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
8956         callee->in_async_callback_fn = true;
8957         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
8958         return 0;
8959 }
8960
8961 static int set_find_vma_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
8962                                        struct bpf_func_state *caller,
8963                                        struct bpf_func_state *callee,
8964                                        int insn_idx)
8965 {
8966         /* bpf_find_vma(struct task_struct *task, u64 addr,
8967          *               void *callback_fn, void *callback_ctx, u64 flags)
8968          * (callback_fn)(struct task_struct *task,
8969          *               struct vm_area_struct *vma, void *callback_ctx);
8970          */
8971         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
8972
8973         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_BTF_ID;
8974         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
8975         callee->regs[BPF_REG_2].btf =  btf_vmlinux;
8976         callee->regs[BPF_REG_2].btf_id = btf_tracing_ids[BTF_TRACING_TYPE_VMA],
8977
8978         /* pointer to stack or null */
8979         callee->regs[BPF_REG_3] = caller->regs[BPF_REG_4];
8980
8981         /* unused */
8982         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
8983         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
8984         callee->in_callback_fn = true;
8985         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
8986         return 0;
8987 }
8988
8989 static int set_user_ringbuf_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
8990                                            struct bpf_func_state *caller,
8991                                            struct bpf_func_state *callee,
8992                                            int insn_idx)
8993 {
8994         /* bpf_user_ringbuf_drain(struct bpf_map *map, void *callback_fn, void
8995          *                        callback_ctx, u64 flags);
8996          * callback_fn(const struct bpf_dynptr_t* dynptr, void *callback_ctx);
8997          */
8998         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_0]);
8999         mark_dynptr_cb_reg(env, &callee->regs[BPF_REG_1], BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL);
9000         callee->regs[BPF_REG_2] = caller->regs[BPF_REG_3];
9001
9002         /* unused */
9003         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
9004         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9005         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9006
9007         callee->in_callback_fn = true;
9008         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
9009         return 0;
9010 }
9011
9012 static int set_rbtree_add_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9013                                          struct bpf_func_state *caller,
9014                                          struct bpf_func_state *callee,
9015                                          int insn_idx)
9016 {
9017         /* void bpf_rbtree_add_impl(struct bpf_rb_root *root, struct bpf_rb_node *node,
9018          *                     bool (less)(struct bpf_rb_node *a, const struct bpf_rb_node *b));
9019          *
9020          * 'struct bpf_rb_node *node' arg to bpf_rbtree_add_impl is the same PTR_TO_BTF_ID w/ offset
9021          * that 'less' callback args will be receiving. However, 'node' arg was release_reference'd
9022          * by this point, so look at 'root'
9023          */
9024         struct btf_field *field;
9025
9026         field = reg_find_field_offset(&caller->regs[BPF_REG_1], caller->regs[BPF_REG_1].off,
9027                                       BPF_RB_ROOT);
9028         if (!field || !field->graph_root.value_btf_id)
9029                 return -EFAULT;
9030
9031         mark_reg_graph_node(callee->regs, BPF_REG_1, &field->graph_root);
9032         ref_set_non_owning(env, &callee->regs[BPF_REG_1]);
9033         mark_reg_graph_node(callee->regs, BPF_REG_2, &field->graph_root);
9034         ref_set_non_owning(env, &callee->regs[BPF_REG_2]);
9035
9036         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
9037         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9038         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9039         callee->in_callback_fn = true;
9040         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
9041         return 0;
9042 }
9043
9044 static bool is_rbtree_lock_required_kfunc(u32 btf_id);
9045
9046 /* Are we currently verifying the callback for a rbtree helper that must
9047  * be called with lock held? If so, no need to complain about unreleased
9048  * lock
9049  */
9050 static bool in_rbtree_lock_required_cb(struct bpf_verifier_env *env)
9051 {
9052         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
9053         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
9054         struct bpf_func_state *callee;
9055         int kfunc_btf_id;
9056
9057         if (!state->curframe)
9058                 return false;
9059
9060         callee = state->frame[state->curframe];
9061
9062         if (!callee->in_callback_fn)
9063                 return false;
9064
9065         kfunc_btf_id = insn[callee->callsite].imm;
9066         return is_rbtree_lock_required_kfunc(kfunc_btf_id);
9067 }
9068
9069 static int prepare_func_exit(struct bpf_verifier_env *env, int *insn_idx)
9070 {
9071         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
9072         struct bpf_func_state *caller, *callee;
9073         struct bpf_reg_state *r0;
9074         int err;
9075
9076         callee = state->frame[state->curframe];
9077         r0 = &callee->regs[BPF_REG_0];
9078         if (r0->type == PTR_TO_STACK) {
9079                 /* technically it's ok to return caller's stack pointer
9080                  * (or caller's caller's pointer) back to the caller,
9081                  * since these pointers are valid. Only current stack
9082                  * pointer will be invalid as soon as function exits,
9083                  * but let's be conservative
9084                  */
9085                 verbose(env, "cannot return stack pointer to the caller\n");
9086                 return -EINVAL;
9087         }
9088
9089         caller = state->frame[state->curframe - 1];
9090         if (callee->in_callback_fn) {
9091                 /* enforce R0 return value range [0, 1]. */
9092                 struct tnum range = callee->callback_ret_range;
9093
9094                 if (r0->type != SCALAR_VALUE) {
9095                         verbose(env, "R0 not a scalar value\n");
9096                         return -EACCES;
9097                 }
9098                 if (!tnum_in(range, r0->var_off)) {
9099                         verbose_invalid_scalar(env, r0, &range, "callback return", "R0");
9100                         return -EINVAL;
9101                 }
9102         } else {
9103                 /* return to the caller whatever r0 had in the callee */
9104                 caller->regs[BPF_REG_0] = *r0;
9105         }
9106
9107         /* callback_fn frame should have released its own additions to parent's
9108          * reference state at this point, or check_reference_leak would
9109          * complain, hence it must be the same as the caller. There is no need
9110          * to copy it back.
9111          */
9112         if (!callee->in_callback_fn) {
9113                 /* Transfer references to the caller */
9114                 err = copy_reference_state(caller, callee);
9115                 if (err)
9116                         return err;
9117         }
9118
9119         *insn_idx = callee->callsite + 1;
9120         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
9121                 verbose(env, "returning from callee:\n");
9122                 print_verifier_state(env, callee, true);
9123                 verbose(env, "to caller at %d:\n", *insn_idx);
9124                 print_verifier_state(env, caller, true);
9125         }
9126         /* clear everything in the callee */
9127         free_func_state(callee);
9128         state->frame[state->curframe--] = NULL;
9129         return 0;
9130 }
9131
9132 static void do_refine_retval_range(struct bpf_reg_state *regs, int ret_type,
9133                                    int func_id,
9134                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
9135 {
9136         struct bpf_reg_state *ret_reg = &regs[BPF_REG_0];
9137
9138         if (ret_type != RET_INTEGER ||
9139             (func_id != BPF_FUNC_get_stack &&
9140              func_id != BPF_FUNC_get_task_stack &&
9141              func_id != BPF_FUNC_probe_read_str &&
9142              func_id != BPF_FUNC_probe_read_kernel_str &&
9143              func_id != BPF_FUNC_probe_read_user_str))
9144                 return;
9145
9146         ret_reg->smax_value = meta->msize_max_value;
9147         ret_reg->s32_max_value = meta->msize_max_value;
9148         ret_reg->smin_value = -MAX_ERRNO;
9149         ret_reg->s32_min_value = -MAX_ERRNO;
9150         reg_bounds_sync(ret_reg);
9151 }
9152
9153 static int
9154 record_func_map(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
9155                 int func_id, int insn_idx)
9156 {
9157         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
9158         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
9159
9160         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call &&
9161             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
9162             func_id != BPF_FUNC_map_update_elem &&
9163             func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
9164             func_id != BPF_FUNC_map_push_elem &&
9165             func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
9166             func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
9167             func_id != BPF_FUNC_for_each_map_elem &&
9168             func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
9169             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)
9170                 return 0;
9171
9172         if (map == NULL) {
9173                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
9174                 return -EINVAL;
9175         }
9176
9177         /* In case of read-only, some additional restrictions
9178          * need to be applied in order to prevent altering the
9179          * state of the map from program side.
9180          */
9181         if ((map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
9182             (func_id == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
9183              func_id == BPF_FUNC_map_update_elem ||
9184              func_id == BPF_FUNC_map_push_elem ||
9185              func_id == BPF_FUNC_map_pop_elem)) {
9186                 verbose(env, "write into map forbidden\n");
9187                 return -EACCES;
9188         }
9189
9190         if (!BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state))
9191                 bpf_map_ptr_store(aux, meta->map_ptr,
9192                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
9193         else if (BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) != meta->map_ptr)
9194                 bpf_map_ptr_store(aux, BPF_MAP_PTR_POISON,
9195                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
9196         return 0;
9197 }
9198
9199 static int
9200 record_func_key(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
9201                 int func_id, int insn_idx)
9202 {
9203         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
9204         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg;
9205         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
9206         u64 val, max;
9207         int err;
9208
9209         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
9210                 return 0;
9211         if (!map || map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY) {
9212                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
9213                 return -EINVAL;
9214         }
9215
9216         reg = &regs[BPF_REG_3];
9217         val = reg->var_off.value;
9218         max = map->max_entries;
9219
9220         if (!(register_is_const(reg) && val < max)) {
9221                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
9222                 return 0;
9223         }
9224
9225         err = mark_chain_precision(env, BPF_REG_3);
9226         if (err)
9227                 return err;
9228         if (bpf_map_key_unseen(aux))
9229                 bpf_map_key_store(aux, val);
9230         else if (!bpf_map_key_poisoned(aux) &&
9231                   bpf_map_key_immediate(aux) != val)
9232                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
9233         return 0;
9234 }
9235
9236 static int check_reference_leak(struct bpf_verifier_env *env)
9237 {
9238         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
9239         bool refs_lingering = false;
9240         int i;
9241
9242         if (state->frameno && !state->in_callback_fn)
9243                 return 0;
9244
9245         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
9246                 if (state->in_callback_fn && state->refs[i].callback_ref != state->frameno)
9247                         continue;
9248                 verbose(env, "Unreleased reference id=%d alloc_insn=%d\n",
9249                         state->refs[i].id, state->refs[i].insn_idx);
9250                 refs_lingering = true;
9251         }
9252         return refs_lingering ? -EINVAL : 0;
9253 }
9254
9255 static int check_bpf_snprintf_call(struct bpf_verifier_env *env,
9256                                    struct bpf_reg_state *regs)
9257 {
9258         struct bpf_reg_state *fmt_reg = &regs[BPF_REG_3];
9259         struct bpf_reg_state *data_len_reg = &regs[BPF_REG_5];
9260         struct bpf_map *fmt_map = fmt_reg->map_ptr;
9261         struct bpf_bprintf_data data = {};
9262         int err, fmt_map_off, num_args;
9263         u64 fmt_addr;
9264         char *fmt;
9265
9266         /* data must be an array of u64 */
9267         if (data_len_reg->var_off.value % 8)
9268                 return -EINVAL;
9269         num_args = data_len_reg->var_off.value / 8;
9270
9271         /* fmt being ARG_PTR_TO_CONST_STR guarantees that var_off is const
9272          * and map_direct_value_addr is set.
9273          */
9274         fmt_map_off = fmt_reg->off + fmt_reg->var_off.value;
9275         err = fmt_map->ops->map_direct_value_addr(fmt_map, &fmt_addr,
9276                                                   fmt_map_off);
9277         if (err) {
9278                 verbose(env, "verifier bug\n");
9279                 return -EFAULT;
9280         }
9281         fmt = (char *)(long)fmt_addr + fmt_map_off;
9282
9283         /* We are also guaranteed that fmt+fmt_map_off is NULL terminated, we
9284          * can focus on validating the format specifiers.
9285          */
9286         err = bpf_bprintf_prepare(fmt, UINT_MAX, NULL, num_args, &data);
9287         if (err < 0)
9288                 verbose(env, "Invalid format string\n");
9289
9290         return err;
9291 }
9292
9293 static int check_get_func_ip(struct bpf_verifier_env *env)
9294 {
9295         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
9296         int func_id = BPF_FUNC_get_func_ip;
9297
9298         if (type == BPF_PROG_TYPE_TRACING) {
9299                 if (!bpf_prog_has_trampoline(env->prog)) {
9300                         verbose(env, "func %s#%d supported only for fentry/fexit/fmod_ret programs\n",
9301                                 func_id_name(func_id), func_id);
9302                         return -ENOTSUPP;
9303                 }
9304                 return 0;
9305         } else if (type == BPF_PROG_TYPE_KPROBE) {
9306                 return 0;
9307         }
9308
9309         verbose(env, "func %s#%d not supported for program type %d\n",
9310                 func_id_name(func_id), func_id, type);
9311         return -ENOTSUPP;
9312 }
9313
9314 static struct bpf_insn_aux_data *cur_aux(struct bpf_verifier_env *env)
9315 {
9316         return &env->insn_aux_data[env->insn_idx];
9317 }
9318
9319 static bool loop_flag_is_zero(struct bpf_verifier_env *env)
9320 {
9321         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
9322         struct bpf_reg_state *reg = &regs[BPF_REG_4];
9323         bool reg_is_null = register_is_null(reg);
9324
9325         if (reg_is_null)
9326                 mark_chain_precision(env, BPF_REG_4);
9327
9328         return reg_is_null;
9329 }
9330
9331 static void update_loop_inline_state(struct bpf_verifier_env *env, u32 subprogno)
9332 {
9333         struct bpf_loop_inline_state *state = &cur_aux(env)->loop_inline_state;
9334
9335         if (!state->initialized) {
9336                 state->initialized = 1;
9337                 state->fit_for_inline = loop_flag_is_zero(env);
9338                 state->callback_subprogno = subprogno;
9339                 return;
9340         }
9341
9342         if (!state->fit_for_inline)
9343                 return;
9344
9345         state->fit_for_inline = (loop_flag_is_zero(env) &&
9346                                  state->callback_subprogno == subprogno);
9347 }
9348
9349 static int check_helper_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
9350                              int *insn_idx_p)
9351 {
9352         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
9353         const struct bpf_func_proto *fn = NULL;
9354         enum bpf_return_type ret_type;
9355         enum bpf_type_flag ret_flag;
9356         struct bpf_reg_state *regs;
9357         struct bpf_call_arg_meta meta;
9358         int insn_idx = *insn_idx_p;
9359         bool changes_data;
9360         int i, err, func_id;
9361
9362         /* find function prototype */
9363         func_id = insn->imm;
9364         if (func_id < 0 || func_id >= __BPF_FUNC_MAX_ID) {
9365                 verbose(env, "invalid func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
9366                         func_id);
9367                 return -EINVAL;
9368         }
9369
9370         if (env->ops->get_func_proto)
9371                 fn = env->ops->get_func_proto(func_id, env->prog);
9372         if (!fn) {
9373                 verbose(env, "unknown func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
9374                         func_id);
9375                 return -EINVAL;
9376         }
9377
9378         /* eBPF programs must be GPL compatible to use GPL-ed functions */
9379         if (!env->prog->gpl_compatible && fn->gpl_only) {
9380                 verbose(env, "cannot call GPL-restricted function from non-GPL compatible program\n");
9381                 return -EINVAL;
9382         }
9383
9384         if (fn->allowed && !fn->allowed(env->prog)) {
9385                 verbose(env, "helper call is not allowed in probe\n");
9386                 return -EINVAL;
9387         }
9388
9389         if (!env->prog->aux->sleepable && fn->might_sleep) {
9390                 verbose(env, "helper call might sleep in a non-sleepable prog\n");
9391                 return -EINVAL;
9392         }
9393
9394         /* With LD_ABS/IND some JITs save/restore skb from r1. */
9395         changes_data = bpf_helper_changes_pkt_data(fn->func);
9396         if (changes_data && fn->arg1_type != ARG_PTR_TO_CTX) {
9397                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d: r1 != ctx\n",
9398                         func_id_name(func_id), func_id);
9399                 return -EINVAL;
9400         }
9401
9402         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
9403         meta.pkt_access = fn->pkt_access;
9404
9405         err = check_func_proto(fn, func_id);
9406         if (err) {
9407                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
9408                         func_id_name(func_id), func_id);
9409                 return err;
9410         }
9411
9412         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
9413                 if (fn->might_sleep) {
9414                         verbose(env, "sleepable helper %s#%d in rcu_read_lock region\n",
9415                                 func_id_name(func_id), func_id);
9416                         return -EINVAL;
9417                 }
9418
9419                 if (env->prog->aux->sleepable && is_storage_get_function(func_id))
9420                         env->insn_aux_data[insn_idx].storage_get_func_atomic = true;
9421         }
9422
9423         meta.func_id = func_id;
9424         /* check args */
9425         for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++) {
9426                 err = check_func_arg(env, i, &meta, fn, insn_idx);
9427                 if (err)
9428                         return err;
9429         }
9430
9431         err = record_func_map(env, &meta, func_id, insn_idx);
9432         if (err)
9433                 return err;
9434
9435         err = record_func_key(env, &meta, func_id, insn_idx);
9436         if (err)
9437                 return err;
9438
9439         /* Mark slots with STACK_MISC in case of raw mode, stack offset
9440          * is inferred from register state.
9441          */
9442         for (i = 0; i < meta.access_size; i++) {
9443                 err = check_mem_access(env, insn_idx, meta.regno, i, BPF_B,
9444                                        BPF_WRITE, -1, false);
9445                 if (err)
9446                         return err;
9447         }
9448
9449         regs = cur_regs(env);
9450
9451         if (meta.release_regno) {
9452                 err = -EINVAL;
9453                 /* This can only be set for PTR_TO_STACK, as CONST_PTR_TO_DYNPTR cannot
9454                  * be released by any dynptr helper. Hence, unmark_stack_slots_dynptr
9455                  * is safe to do directly.
9456                  */
9457                 if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[meta.release_regno - BPF_REG_1])) {
9458                         if (regs[meta.release_regno].type == CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
9459                                 verbose(env, "verifier internal error: CONST_PTR_TO_DYNPTR cannot be released\n");
9460                                 return -EFAULT;
9461                         }
9462                         err = unmark_stack_slots_dynptr(env, &regs[meta.release_regno]);
9463                 } else if (meta.ref_obj_id) {
9464                         err = release_reference(env, meta.ref_obj_id);
9465                 } else if (register_is_null(&regs[meta.release_regno])) {
9466                         /* meta.ref_obj_id can only be 0 if register that is meant to be
9467                          * released is NULL, which must be > R0.
9468                          */
9469                         err = 0;
9470                 }
9471                 if (err) {
9472                         verbose(env, "func %s#%d reference has not been acquired before\n",
9473                                 func_id_name(func_id), func_id);
9474                         return err;
9475                 }
9476         }
9477
9478         switch (func_id) {
9479         case BPF_FUNC_tail_call:
9480                 err = check_reference_leak(env);
9481                 if (err) {
9482                         verbose(env, "tail_call would lead to reference leak\n");
9483                         return err;
9484                 }
9485                 break;
9486         case BPF_FUNC_get_local_storage:
9487                 /* check that flags argument in get_local_storage(map, flags) is 0,
9488                  * this is required because get_local_storage() can't return an error.
9489                  */
9490                 if (!register_is_null(&regs[BPF_REG_2])) {
9491                         verbose(env, "get_local_storage() doesn't support non-zero flags\n");
9492                         return -EINVAL;
9493                 }
9494                 break;
9495         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
9496                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9497                                         set_map_elem_callback_state);
9498                 break;
9499         case BPF_FUNC_timer_set_callback:
9500                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9501                                         set_timer_callback_state);
9502                 break;
9503         case BPF_FUNC_find_vma:
9504                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9505                                         set_find_vma_callback_state);
9506                 break;
9507         case BPF_FUNC_snprintf:
9508                 err = check_bpf_snprintf_call(env, regs);
9509                 break;
9510         case BPF_FUNC_loop:
9511                 update_loop_inline_state(env, meta.subprogno);
9512                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9513                                         set_loop_callback_state);
9514                 break;
9515         case BPF_FUNC_dynptr_from_mem:
9516                 if (regs[BPF_REG_1].type != PTR_TO_MAP_VALUE) {
9517                         verbose(env, "Unsupported reg type %s for bpf_dynptr_from_mem data\n",
9518                                 reg_type_str(env, regs[BPF_REG_1].type));
9519                         return -EACCES;
9520                 }
9521                 break;
9522         case BPF_FUNC_set_retval:
9523                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM &&
9524                     env->prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP) {
9525                         if (!env->prog->aux->attach_func_proto->type) {
9526                                 /* Make sure programs that attach to void
9527                                  * hooks don't try to modify return value.
9528                                  */
9529                                 verbose(env, "BPF_LSM_CGROUP that attach to void LSM hooks can't modify return value!\n");
9530                                 return -EINVAL;
9531                         }
9532                 }
9533                 break;
9534         case BPF_FUNC_dynptr_data:
9535         {
9536                 struct bpf_reg_state *reg;
9537                 int id, ref_obj_id;
9538
9539                 reg = get_dynptr_arg_reg(env, fn, regs);
9540                 if (!reg)
9541                         return -EFAULT;
9542
9543
9544                 if (meta.dynptr_id) {
9545                         verbose(env, "verifier internal error: meta.dynptr_id already set\n");
9546                         return -EFAULT;
9547                 }
9548                 if (meta.ref_obj_id) {
9549                         verbose(env, "verifier internal error: meta.ref_obj_id already set\n");
9550                         return -EFAULT;
9551                 }
9552
9553                 id = dynptr_id(env, reg);
9554                 if (id < 0) {
9555                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr id\n");
9556                         return id;
9557                 }
9558
9559                 ref_obj_id = dynptr_ref_obj_id(env, reg);
9560                 if (ref_obj_id < 0) {
9561                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr ref_obj_id\n");
9562                         return ref_obj_id;
9563                 }
9564
9565                 meta.dynptr_id = id;
9566                 meta.ref_obj_id = ref_obj_id;
9567
9568                 break;
9569         }
9570         case BPF_FUNC_dynptr_write:
9571         {
9572                 enum bpf_dynptr_type dynptr_type;
9573                 struct bpf_reg_state *reg;
9574
9575                 reg = get_dynptr_arg_reg(env, fn, regs);
9576                 if (!reg)
9577                         return -EFAULT;
9578
9579                 dynptr_type = dynptr_get_type(env, reg);
9580                 if (dynptr_type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID)
9581                         return -EFAULT;
9582
9583                 if (dynptr_type == BPF_DYNPTR_TYPE_SKB)
9584                         /* this will trigger clear_all_pkt_pointers(), which will
9585                          * invalidate all dynptr slices associated with the skb
9586                          */
9587                         changes_data = true;
9588
9589                 break;
9590         }
9591         case BPF_FUNC_user_ringbuf_drain:
9592                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9593                                         set_user_ringbuf_callback_state);
9594                 break;
9595         }
9596
9597         if (err)
9598                 return err;
9599
9600         /* reset caller saved regs */
9601         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
9602                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
9603                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
9604         }
9605
9606         /* helper call returns 64-bit value. */
9607         regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
9608
9609         /* update return register (already marked as written above) */
9610         ret_type = fn->ret_type;
9611         ret_flag = type_flag(ret_type);
9612
9613         switch (base_type(ret_type)) {
9614         case RET_INTEGER:
9615                 /* sets type to SCALAR_VALUE */
9616                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
9617                 break;
9618         case RET_VOID:
9619                 regs[BPF_REG_0].type = NOT_INIT;
9620                 break;
9621         case RET_PTR_TO_MAP_VALUE:
9622                 /* There is no offset yet applied, variable or fixed */
9623                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9624                 /* remember map_ptr, so that check_map_access()
9625                  * can check 'value_size' boundary of memory access
9626                  * to map element returned from bpf_map_lookup_elem()
9627                  */
9628                 if (meta.map_ptr == NULL) {
9629                         verbose(env,
9630                                 "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
9631                         return -EINVAL;
9632                 }
9633                 regs[BPF_REG_0].map_ptr = meta.map_ptr;
9634                 regs[BPF_REG_0].map_uid = meta.map_uid;
9635                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE | ret_flag;
9636                 if (!type_may_be_null(ret_type) &&
9637                     btf_record_has_field(meta.map_ptr->record, BPF_SPIN_LOCK)) {
9638                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
9639                 }
9640                 break;
9641         case RET_PTR_TO_SOCKET:
9642                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9643                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCKET | ret_flag;
9644                 break;
9645         case RET_PTR_TO_SOCK_COMMON:
9646                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9647                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCK_COMMON | ret_flag;
9648                 break;
9649         case RET_PTR_TO_TCP_SOCK:
9650                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9651                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_TCP_SOCK | ret_flag;
9652                 break;
9653         case RET_PTR_TO_MEM:
9654                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9655                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
9656                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.mem_size;
9657                 break;
9658         case RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID:
9659         {
9660                 const struct btf_type *t;
9661
9662                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9663                 t = btf_type_skip_modifiers(meta.ret_btf, meta.ret_btf_id, NULL);
9664                 if (!btf_type_is_struct(t)) {
9665                         u32 tsize;
9666                         const struct btf_type *ret;
9667                         const char *tname;
9668
9669                         /* resolve the type size of ksym. */
9670                         ret = btf_resolve_size(meta.ret_btf, t, &tsize);
9671                         if (IS_ERR(ret)) {
9672                                 tname = btf_name_by_offset(meta.ret_btf, t->name_off);
9673                                 verbose(env, "unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
9674                                         tname, PTR_ERR(ret));
9675                                 return -EINVAL;
9676                         }
9677                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
9678                         regs[BPF_REG_0].mem_size = tsize;
9679                 } else {
9680                         /* MEM_RDONLY may be carried from ret_flag, but it
9681                          * doesn't apply on PTR_TO_BTF_ID. Fold it, otherwise
9682                          * it will confuse the check of PTR_TO_BTF_ID in
9683                          * check_mem_access().
9684                          */
9685                         ret_flag &= ~MEM_RDONLY;
9686
9687                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
9688                         regs[BPF_REG_0].btf = meta.ret_btf;
9689                         regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
9690                 }
9691                 break;
9692         }
9693         case RET_PTR_TO_BTF_ID:
9694         {
9695                 struct btf *ret_btf;
9696                 int ret_btf_id;
9697
9698                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9699                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
9700                 if (func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
9701                         ret_btf = meta.kptr_field->kptr.btf;
9702                         ret_btf_id = meta.kptr_field->kptr.btf_id;
9703                         if (!btf_is_kernel(ret_btf))
9704                                 regs[BPF_REG_0].type |= MEM_ALLOC;
9705                 } else {
9706                         if (fn->ret_btf_id == BPF_PTR_POISON) {
9707                                 verbose(env, "verifier internal error:");
9708                                 verbose(env, "func %s has non-overwritten BPF_PTR_POISON return type\n",
9709                                         func_id_name(func_id));
9710                                 return -EINVAL;
9711                         }
9712                         ret_btf = btf_vmlinux;
9713                         ret_btf_id = *fn->ret_btf_id;
9714                 }
9715                 if (ret_btf_id == 0) {
9716                         verbose(env, "invalid return type %u of func %s#%d\n",
9717                                 base_type(ret_type), func_id_name(func_id),
9718                                 func_id);
9719                         return -EINVAL;
9720                 }
9721                 regs[BPF_REG_0].btf = ret_btf;
9722                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
9723                 break;
9724         }
9725         default:
9726                 verbose(env, "unknown return type %u of func %s#%d\n",
9727                         base_type(ret_type), func_id_name(func_id), func_id);
9728                 return -EINVAL;
9729         }
9730
9731         if (type_may_be_null(regs[BPF_REG_0].type))
9732                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
9733
9734         if (helper_multiple_ref_obj_use(func_id, meta.map_ptr)) {
9735                 verbose(env, "verifier internal error: func %s#%d sets ref_obj_id more than once\n",
9736                         func_id_name(func_id), func_id);
9737                 return -EFAULT;
9738         }
9739
9740         if (is_dynptr_ref_function(func_id))
9741                 regs[BPF_REG_0].dynptr_id = meta.dynptr_id;
9742
9743         if (is_ptr_cast_function(func_id) || is_dynptr_ref_function(func_id)) {
9744                 /* For release_reference() */
9745                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
9746         } else if (is_acquire_function(func_id, meta.map_ptr)) {
9747                 int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
9748
9749                 if (id < 0)
9750                         return id;
9751                 /* For mark_ptr_or_null_reg() */
9752                 regs[BPF_REG_0].id = id;
9753                 /* For release_reference() */
9754                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
9755         }
9756
9757         do_refine_retval_range(regs, fn->ret_type, func_id, &meta);
9758
9759         err = check_map_func_compatibility(env, meta.map_ptr, func_id);
9760         if (err)
9761                 return err;
9762
9763         if ((func_id == BPF_FUNC_get_stack ||
9764              func_id == BPF_FUNC_get_task_stack) &&
9765             !env->prog->has_callchain_buf) {
9766                 const char *err_str;
9767
9768 #ifdef CONFIG_PERF_EVENTS
9769                 err = get_callchain_buffers(sysctl_perf_event_max_stack);
9770                 err_str = "cannot get callchain buffer for func %s#%d\n";
9771 #else
9772                 err = -ENOTSUPP;
9773                 err_str = "func %s#%d not supported without CONFIG_PERF_EVENTS\n";
9774 #endif
9775                 if (err) {
9776                         verbose(env, err_str, func_id_name(func_id), func_id);
9777                         return err;
9778                 }
9779
9780                 env->prog->has_callchain_buf = true;
9781         }
9782
9783         if (func_id == BPF_FUNC_get_stackid || func_id == BPF_FUNC_get_stack)
9784                 env->prog->call_get_stack = true;
9785
9786         if (func_id == BPF_FUNC_get_func_ip) {
9787                 if (check_get_func_ip(env))
9788                         return -ENOTSUPP;
9789                 env->prog->call_get_func_ip = true;
9790         }
9791
9792         if (changes_data)
9793                 clear_all_pkt_pointers(env);
9794         return 0;
9795 }
9796
9797 /* mark_btf_func_reg_size() is used when the reg size is determined by
9798  * the BTF func_proto's return value size and argument.
9799  */
9800 static void mark_btf_func_reg_size(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
9801                                    size_t reg_size)
9802 {
9803         struct bpf_reg_state *reg = &cur_regs(env)[regno];
9804
9805         if (regno == BPF_REG_0) {
9806                 /* Function return value */
9807                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
9808                 reg->subreg_def = reg_size == sizeof(u64) ?
9809                         DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
9810         } else {
9811                 /* Function argument */
9812                 if (reg_size == sizeof(u64)) {
9813                         mark_insn_zext(env, reg);
9814                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
9815                 } else {
9816                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ32);
9817                 }
9818         }
9819 }
9820
9821 static bool is_kfunc_acquire(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
9822 {
9823         return meta->kfunc_flags & KF_ACQUIRE;
9824 }
9825
9826 static bool is_kfunc_release(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
9827 {
9828         return meta->kfunc_flags & KF_RELEASE;
9829 }
9830
9831 static bool is_kfunc_trusted_args(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
9832 {
9833         return (meta->kfunc_flags & KF_TRUSTED_ARGS) || is_kfunc_release(meta);
9834 }
9835
9836 static bool is_kfunc_sleepable(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
9837 {
9838         return meta->kfunc_flags & KF_SLEEPABLE;
9839 }
9840
9841 static bool is_kfunc_destructive(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
9842 {
9843         return meta->kfunc_flags & KF_DESTRUCTIVE;
9844 }
9845
9846 static bool is_kfunc_rcu(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
9847 {
9848         return meta->kfunc_flags & KF_RCU;
9849 }
9850
9851 static bool __kfunc_param_match_suffix(const struct btf *btf,
9852                                        const struct btf_param *arg,
9853                                        const char *suffix)
9854 {
9855         int suffix_len = strlen(suffix), len;
9856         const char *param_name;
9857
9858         /* In the future, this can be ported to use BTF tagging */
9859         param_name = btf_name_by_offset(btf, arg->name_off);
9860         if (str_is_empty(param_name))
9861                 return false;
9862         len = strlen(param_name);
9863         if (len < suffix_len)
9864                 return false;
9865         param_name += len - suffix_len;
9866         return !strncmp(param_name, suffix, suffix_len);
9867 }
9868
9869 static bool is_kfunc_arg_mem_size(const struct btf *btf,
9870                                   const struct btf_param *arg,
9871                                   const struct bpf_reg_state *reg)
9872 {
9873         const struct btf_type *t;
9874
9875         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
9876         if (!btf_type_is_scalar(t) || reg->type != SCALAR_VALUE)
9877                 return false;
9878
9879         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__sz");
9880 }
9881
9882 static bool is_kfunc_arg_const_mem_size(const struct btf *btf,
9883                                         const struct btf_param *arg,
9884                                         const struct bpf_reg_state *reg)
9885 {
9886         const struct btf_type *t;
9887
9888         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
9889         if (!btf_type_is_scalar(t) || reg->type != SCALAR_VALUE)
9890                 return false;
9891
9892         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__szk");
9893 }
9894
9895 static bool is_kfunc_arg_optional(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9896 {
9897         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__opt");
9898 }
9899
9900 static bool is_kfunc_arg_constant(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9901 {
9902         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__k");
9903 }
9904
9905 static bool is_kfunc_arg_ignore(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9906 {
9907         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__ign");
9908 }
9909
9910 static bool is_kfunc_arg_alloc_obj(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9911 {
9912         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__alloc");
9913 }
9914
9915 static bool is_kfunc_arg_uninit(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9916 {
9917         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__uninit");
9918 }
9919
9920 static bool is_kfunc_arg_refcounted_kptr(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9921 {
9922         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__refcounted_kptr");
9923 }
9924
9925 static bool is_kfunc_arg_scalar_with_name(const struct btf *btf,
9926                                           const struct btf_param *arg,
9927                                           const char *name)
9928 {
9929         int len, target_len = strlen(name);
9930         const char *param_name;
9931
9932         param_name = btf_name_by_offset(btf, arg->name_off);
9933         if (str_is_empty(param_name))
9934                 return false;
9935         len = strlen(param_name);
9936         if (len != target_len)
9937                 return false;
9938         if (strcmp(param_name, name))
9939                 return false;
9940
9941         return true;
9942 }
9943
9944 enum {
9945         KF_ARG_DYNPTR_ID,
9946         KF_ARG_LIST_HEAD_ID,
9947         KF_ARG_LIST_NODE_ID,
9948         KF_ARG_RB_ROOT_ID,
9949         KF_ARG_RB_NODE_ID,
9950 };
9951
9952 BTF_ID_LIST(kf_arg_btf_ids)
9953 BTF_ID(struct, bpf_dynptr_kern)
9954 BTF_ID(struct, bpf_list_head)
9955 BTF_ID(struct, bpf_list_node)
9956 BTF_ID(struct, bpf_rb_root)
9957 BTF_ID(struct, bpf_rb_node)
9958
9959 static bool __is_kfunc_ptr_arg_type(const struct btf *btf,
9960                                     const struct btf_param *arg, int type)
9961 {
9962         const struct btf_type *t;
9963         u32 res_id;
9964
9965         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
9966         if (!t)
9967                 return false;
9968         if (!btf_type_is_ptr(t))
9969                 return false;
9970         t = btf_type_skip_modifiers(btf, t->type, &res_id);
9971         if (!t)
9972                 return false;
9973         return btf_types_are_same(btf, res_id, btf_vmlinux, kf_arg_btf_ids[type]);
9974 }
9975
9976 static bool is_kfunc_arg_dynptr(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9977 {
9978         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_DYNPTR_ID);
9979 }
9980
9981 static bool is_kfunc_arg_list_head(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9982 {
9983         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_LIST_HEAD_ID);
9984 }
9985
9986 static bool is_kfunc_arg_list_node(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9987 {
9988         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_LIST_NODE_ID);
9989 }
9990
9991 static bool is_kfunc_arg_rbtree_root(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9992 {
9993         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_RB_ROOT_ID);
9994 }
9995
9996 static bool is_kfunc_arg_rbtree_node(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
9997 {
9998         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_RB_NODE_ID);
9999 }
10000
10001 static bool is_kfunc_arg_callback(struct bpf_verifier_env *env, const struct btf *btf,
10002                                   const struct btf_param *arg)
10003 {
10004         const struct btf_type *t;
10005
10006         t = btf_type_resolve_func_ptr(btf, arg->type, NULL);
10007         if (!t)
10008                 return false;
10009
10010         return true;
10011 }
10012
10013 /* Returns true if struct is composed of scalars, 4 levels of nesting allowed */
10014 static bool __btf_type_is_scalar_struct(struct bpf_verifier_env *env,
10015                                         const struct btf *btf,
10016                                         const struct btf_type *t, int rec)
10017 {
10018         const struct btf_type *member_type;
10019         const struct btf_member *member;
10020         u32 i;
10021
10022         if (!btf_type_is_struct(t))
10023                 return false;
10024
10025         for_each_member(i, t, member) {
10026                 const struct btf_array *array;
10027
10028                 member_type = btf_type_skip_modifiers(btf, member->type, NULL);
10029                 if (btf_type_is_struct(member_type)) {
10030                         if (rec >= 3) {
10031                                 verbose(env, "max struct nesting depth exceeded\n");
10032                                 return false;
10033                         }
10034                         if (!__btf_type_is_scalar_struct(env, btf, member_type, rec + 1))
10035                                 return false;
10036                         continue;
10037                 }
10038                 if (btf_type_is_array(member_type)) {
10039                         array = btf_array(member_type);
10040                         if (!array->nelems)
10041                                 return false;
10042                         member_type = btf_type_skip_modifiers(btf, array->type, NULL);
10043                         if (!btf_type_is_scalar(member_type))
10044                                 return false;
10045                         continue;
10046                 }
10047                 if (!btf_type_is_scalar(member_type))
10048                         return false;
10049         }
10050         return true;
10051 }
10052
10053
10054 static u32 *reg2btf_ids[__BPF_REG_TYPE_MAX] = {
10055 #ifdef CONFIG_NET
10056         [PTR_TO_SOCKET] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK],
10057         [PTR_TO_SOCK_COMMON] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
10058         [PTR_TO_TCP_SOCK] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_TCP],
10059 #endif
10060 };
10061
10062 enum kfunc_ptr_arg_type {
10063         KF_ARG_PTR_TO_CTX,
10064         KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID,    /* Allocated object */
10065         KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR, /* Refcounted local kptr */
10066         KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR,
10067         KF_ARG_PTR_TO_ITER,
10068         KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD,
10069         KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE,
10070         KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID,          /* Also covers reg2btf_ids conversions */
10071         KF_ARG_PTR_TO_MEM,
10072         KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE,        /* Size derived from next argument, skip it */
10073         KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK,
10074         KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT,
10075         KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE,
10076 };
10077
10078 enum special_kfunc_type {
10079         KF_bpf_obj_new_impl,
10080         KF_bpf_obj_drop_impl,
10081         KF_bpf_refcount_acquire_impl,
10082         KF_bpf_list_push_front_impl,
10083         KF_bpf_list_push_back_impl,
10084         KF_bpf_list_pop_front,
10085         KF_bpf_list_pop_back,
10086         KF_bpf_cast_to_kern_ctx,
10087         KF_bpf_rdonly_cast,
10088         KF_bpf_rcu_read_lock,
10089         KF_bpf_rcu_read_unlock,
10090         KF_bpf_rbtree_remove,
10091         KF_bpf_rbtree_add_impl,
10092         KF_bpf_rbtree_first,
10093         KF_bpf_dynptr_from_skb,
10094         KF_bpf_dynptr_from_xdp,
10095         KF_bpf_dynptr_slice,
10096         KF_bpf_dynptr_slice_rdwr,
10097         KF_bpf_dynptr_clone,
10098 };
10099
10100 BTF_SET_START(special_kfunc_set)
10101 BTF_ID(func, bpf_obj_new_impl)
10102 BTF_ID(func, bpf_obj_drop_impl)
10103 BTF_ID(func, bpf_refcount_acquire_impl)
10104 BTF_ID(func, bpf_list_push_front_impl)
10105 BTF_ID(func, bpf_list_push_back_impl)
10106 BTF_ID(func, bpf_list_pop_front)
10107 BTF_ID(func, bpf_list_pop_back)
10108 BTF_ID(func, bpf_cast_to_kern_ctx)
10109 BTF_ID(func, bpf_rdonly_cast)
10110 BTF_ID(func, bpf_rbtree_remove)
10111 BTF_ID(func, bpf_rbtree_add_impl)
10112 BTF_ID(func, bpf_rbtree_first)
10113 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_skb)
10114 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_xdp)
10115 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice)
10116 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice_rdwr)
10117 BTF_ID(func, bpf_dynptr_clone)
10118 BTF_SET_END(special_kfunc_set)
10119
10120 BTF_ID_LIST(special_kfunc_list)
10121 BTF_ID(func, bpf_obj_new_impl)
10122 BTF_ID(func, bpf_obj_drop_impl)
10123 BTF_ID(func, bpf_refcount_acquire_impl)
10124 BTF_ID(func, bpf_list_push_front_impl)
10125 BTF_ID(func, bpf_list_push_back_impl)
10126 BTF_ID(func, bpf_list_pop_front)
10127 BTF_ID(func, bpf_list_pop_back)
10128 BTF_ID(func, bpf_cast_to_kern_ctx)
10129 BTF_ID(func, bpf_rdonly_cast)
10130 BTF_ID(func, bpf_rcu_read_lock)
10131 BTF_ID(func, bpf_rcu_read_unlock)
10132 BTF_ID(func, bpf_rbtree_remove)
10133 BTF_ID(func, bpf_rbtree_add_impl)
10134 BTF_ID(func, bpf_rbtree_first)
10135 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_skb)
10136 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_xdp)
10137 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice)
10138 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice_rdwr)
10139 BTF_ID(func, bpf_dynptr_clone)
10140
10141 static bool is_kfunc_ret_null(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10142 {
10143         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl] &&
10144             meta->arg_owning_ref) {
10145                 return false;
10146         }
10147
10148         return meta->kfunc_flags & KF_RET_NULL;
10149 }
10150
10151 static bool is_kfunc_bpf_rcu_read_lock(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10152 {
10153         return meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rcu_read_lock];
10154 }
10155
10156 static bool is_kfunc_bpf_rcu_read_unlock(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10157 {
10158         return meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rcu_read_unlock];
10159 }
10160
10161 static enum kfunc_ptr_arg_type
10162 get_kfunc_ptr_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
10163                        struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10164                        const struct btf_type *t, const struct btf_type *ref_t,
10165                        const char *ref_tname, const struct btf_param *args,
10166                        int argno, int nargs)
10167 {
10168         u32 regno = argno + 1;
10169         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
10170         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
10171         bool arg_mem_size = false;
10172
10173         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx])
10174                 return KF_ARG_PTR_TO_CTX;
10175
10176         /* In this function, we verify the kfunc's BTF as per the argument type,
10177          * leaving the rest of the verification with respect to the register
10178          * type to our caller. When a set of conditions hold in the BTF type of
10179          * arguments, we resolve it to a known kfunc_ptr_arg_type.
10180          */
10181         if (btf_get_prog_ctx_type(&env->log, meta->btf, t, resolve_prog_type(env->prog), argno))
10182                 return KF_ARG_PTR_TO_CTX;
10183
10184         if (is_kfunc_arg_alloc_obj(meta->btf, &args[argno]))
10185                 return KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID;
10186
10187         if (is_kfunc_arg_refcounted_kptr(meta->btf, &args[argno]))
10188                 return KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR;
10189
10190         if (is_kfunc_arg_dynptr(meta->btf, &args[argno]))
10191                 return KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR;
10192
10193         if (is_kfunc_arg_iter(meta, argno))
10194                 return KF_ARG_PTR_TO_ITER;
10195
10196         if (is_kfunc_arg_list_head(meta->btf, &args[argno]))
10197                 return KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD;
10198
10199         if (is_kfunc_arg_list_node(meta->btf, &args[argno]))
10200                 return KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE;
10201
10202         if (is_kfunc_arg_rbtree_root(meta->btf, &args[argno]))
10203                 return KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT;
10204
10205         if (is_kfunc_arg_rbtree_node(meta->btf, &args[argno]))
10206                 return KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE;
10207
10208         if ((base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID || reg2btf_ids[base_type(reg->type)])) {
10209                 if (!btf_type_is_struct(ref_t)) {
10210                         verbose(env, "kernel function %s args#%d pointer type %s %s is not supported\n",
10211                                 meta->func_name, argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname);
10212                         return -EINVAL;
10213                 }
10214                 return KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID;
10215         }
10216
10217         if (is_kfunc_arg_callback(env, meta->btf, &args[argno]))
10218                 return KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK;
10219
10220
10221         if (argno + 1 < nargs &&
10222             (is_kfunc_arg_mem_size(meta->btf, &args[argno + 1], &regs[regno + 1]) ||
10223              is_kfunc_arg_const_mem_size(meta->btf, &args[argno + 1], &regs[regno + 1])))
10224                 arg_mem_size = true;
10225
10226         /* This is the catch all argument type of register types supported by
10227          * check_helper_mem_access. However, we only allow when argument type is
10228          * pointer to scalar, or struct composed (recursively) of scalars. When
10229          * arg_mem_size is true, the pointer can be void *.
10230          */
10231         if (!btf_type_is_scalar(ref_t) && !__btf_type_is_scalar_struct(env, meta->btf, ref_t, 0) &&
10232             (arg_mem_size ? !btf_type_is_void(ref_t) : 1)) {
10233                 verbose(env, "arg#%d pointer type %s %s must point to %sscalar, or struct with scalar\n",
10234                         argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname, arg_mem_size ? "void, " : "");
10235                 return -EINVAL;
10236         }
10237         return arg_mem_size ? KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE : KF_ARG_PTR_TO_MEM;
10238 }
10239
10240 static int process_kf_arg_ptr_to_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
10241                                         struct bpf_reg_state *reg,
10242                                         const struct btf_type *ref_t,
10243                                         const char *ref_tname, u32 ref_id,
10244                                         struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10245                                         int argno)
10246 {
10247         const struct btf_type *reg_ref_t;
10248         bool strict_type_match = false;
10249         const struct btf *reg_btf;
10250         const char *reg_ref_tname;
10251         u32 reg_ref_id;
10252
10253         if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID) {
10254                 reg_btf = reg->btf;
10255                 reg_ref_id = reg->btf_id;
10256         } else {
10257                 reg_btf = btf_vmlinux;
10258                 reg_ref_id = *reg2btf_ids[base_type(reg->type)];
10259         }
10260
10261         /* Enforce strict type matching for calls to kfuncs that are acquiring
10262          * or releasing a reference, or are no-cast aliases. We do _not_
10263          * enforce strict matching for plain KF_TRUSTED_ARGS kfuncs by default,
10264          * as we want to enable BPF programs to pass types that are bitwise
10265          * equivalent without forcing them to explicitly cast with something
10266          * like bpf_cast_to_kern_ctx().
10267          *
10268          * For example, say we had a type like the following:
10269          *
10270          * struct bpf_cpumask {
10271          *      cpumask_t cpumask;
10272          *      refcount_t usage;
10273          * };
10274          *
10275          * Note that as specified in <linux/cpumask.h>, cpumask_t is typedef'ed
10276          * to a struct cpumask, so it would be safe to pass a struct
10277          * bpf_cpumask * to a kfunc expecting a struct cpumask *.
10278          *
10279          * The philosophy here is similar to how we allow scalars of different
10280          * types to be passed to kfuncs as long as the size is the same. The
10281          * only difference here is that we're simply allowing
10282          * btf_struct_ids_match() to walk the struct at the 0th offset, and
10283          * resolve types.
10284          */
10285         if (is_kfunc_acquire(meta) ||
10286             (is_kfunc_release(meta) && reg->ref_obj_id) ||
10287             btf_type_ids_nocast_alias(&env->log, reg_btf, reg_ref_id, meta->btf, ref_id))
10288                 strict_type_match = true;
10289
10290         WARN_ON_ONCE(is_kfunc_trusted_args(meta) && reg->off);
10291
10292         reg_ref_t = btf_type_skip_modifiers(reg_btf, reg_ref_id, &reg_ref_id);
10293         reg_ref_tname = btf_name_by_offset(reg_btf, reg_ref_t->name_off);
10294         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg_btf, reg_ref_id, reg->off, meta->btf, ref_id, strict_type_match)) {
10295                 verbose(env, "kernel function %s args#%d expected pointer to %s %s but R%d has a pointer to %s %s\n",
10296                         meta->func_name, argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname, argno + 1,
10297                         btf_type_str(reg_ref_t), reg_ref_tname);
10298                 return -EINVAL;
10299         }
10300         return 0;
10301 }
10302
10303 static int ref_set_non_owning(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
10304 {
10305         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
10306
10307         if (!state->active_lock.ptr) {
10308                 verbose(env, "verifier internal error: ref_set_non_owning w/o active lock\n");
10309                 return -EFAULT;
10310         }
10311
10312         if (type_flag(reg->type) & NON_OWN_REF) {
10313                 verbose(env, "verifier internal error: NON_OWN_REF already set\n");
10314                 return -EFAULT;
10315         }
10316
10317         reg->type |= NON_OWN_REF;
10318         return 0;
10319 }
10320
10321 static int ref_convert_owning_non_owning(struct bpf_verifier_env *env, u32 ref_obj_id)
10322 {
10323         struct bpf_func_state *state, *unused;
10324         struct bpf_reg_state *reg;
10325         int i;
10326
10327         state = cur_func(env);
10328
10329         if (!ref_obj_id) {
10330                 verbose(env, "verifier internal error: ref_obj_id is zero for "
10331                              "owning -> non-owning conversion\n");
10332                 return -EFAULT;
10333         }
10334
10335         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
10336                 if (state->refs[i].id != ref_obj_id)
10337                         continue;
10338
10339                 /* Clear ref_obj_id here so release_reference doesn't clobber
10340                  * the whole reg
10341                  */
10342                 bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, unused, reg, ({
10343                         if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id) {
10344                                 reg->ref_obj_id = 0;
10345                                 ref_set_non_owning(env, reg);
10346                         }
10347                 }));
10348                 return 0;
10349         }
10350
10351         verbose(env, "verifier internal error: ref state missing for ref_obj_id\n");
10352         return -EFAULT;
10353 }
10354
10355 /* Implementation details:
10356  *
10357  * Each register points to some region of memory, which we define as an
10358  * allocation. Each allocation may embed a bpf_spin_lock which protects any
10359  * special BPF objects (bpf_list_head, bpf_rb_root, etc.) part of the same
10360  * allocation. The lock and the data it protects are colocated in the same
10361  * memory region.
10362  *
10363  * Hence, everytime a register holds a pointer value pointing to such
10364  * allocation, the verifier preserves a unique reg->id for it.
10365  *
10366  * The verifier remembers the lock 'ptr' and the lock 'id' whenever
10367  * bpf_spin_lock is called.
10368  *
10369  * To enable this, lock state in the verifier captures two values:
10370  *      active_lock.ptr = Register's type specific pointer
10371  *      active_lock.id  = A unique ID for each register pointer value
10372  *
10373  * Currently, PTR_TO_MAP_VALUE and PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC are the two
10374  * supported register types.
10375  *
10376  * The active_lock.ptr in case of map values is the reg->map_ptr, and in case of
10377  * allocated objects is the reg->btf pointer.
10378  *
10379  * The active_lock.id is non-unique for maps supporting direct_value_addr, as we
10380  * can establish the provenance of the map value statically for each distinct
10381  * lookup into such maps. They always contain a single map value hence unique
10382  * IDs for each pseudo load pessimizes the algorithm and rejects valid programs.
10383  *
10384  * So, in case of global variables, they use array maps with max_entries = 1,
10385  * hence their active_lock.ptr becomes map_ptr and id = 0 (since they all point
10386  * into the same map value as max_entries is 1, as described above).
10387  *
10388  * In case of inner map lookups, the inner map pointer has same map_ptr as the
10389  * outer map pointer (in verifier context), but each lookup into an inner map
10390  * assigns a fresh reg->id to the lookup, so while lookups into distinct inner
10391  * maps from the same outer map share the same map_ptr as active_lock.ptr, they
10392  * will get different reg->id assigned to each lookup, hence different
10393  * active_lock.id.
10394  *
10395  * In case of allocated objects, active_lock.ptr is the reg->btf, and the
10396  * reg->id is a unique ID preserved after the NULL pointer check on the pointer
10397  * returned from bpf_obj_new. Each allocation receives a new reg->id.
10398  */
10399 static int check_reg_allocation_locked(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
10400 {
10401         void *ptr;
10402         u32 id;
10403
10404         switch ((int)reg->type) {
10405         case PTR_TO_MAP_VALUE:
10406                 ptr = reg->map_ptr;
10407                 break;
10408         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
10409                 ptr = reg->btf;
10410                 break;
10411         default:
10412                 verbose(env, "verifier internal error: unknown reg type for lock check\n");
10413                 return -EFAULT;
10414         }
10415         id = reg->id;
10416
10417         if (!env->cur_state->active_lock.ptr)
10418                 return -EINVAL;
10419         if (env->cur_state->active_lock.ptr != ptr ||
10420             env->cur_state->active_lock.id != id) {
10421                 verbose(env, "held lock and object are not in the same allocation\n");
10422                 return -EINVAL;
10423         }
10424         return 0;
10425 }
10426
10427 static bool is_bpf_list_api_kfunc(u32 btf_id)
10428 {
10429         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
10430                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl] ||
10431                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_front] ||
10432                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_back];
10433 }
10434
10435 static bool is_bpf_rbtree_api_kfunc(u32 btf_id)
10436 {
10437         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl] ||
10438                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
10439                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first];
10440 }
10441
10442 static bool is_bpf_graph_api_kfunc(u32 btf_id)
10443 {
10444         return is_bpf_list_api_kfunc(btf_id) || is_bpf_rbtree_api_kfunc(btf_id) ||
10445                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl];
10446 }
10447
10448 static bool is_callback_calling_kfunc(u32 btf_id)
10449 {
10450         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl];
10451 }
10452
10453 static bool is_rbtree_lock_required_kfunc(u32 btf_id)
10454 {
10455         return is_bpf_rbtree_api_kfunc(btf_id);
10456 }
10457
10458 static bool check_kfunc_is_graph_root_api(struct bpf_verifier_env *env,
10459                                           enum btf_field_type head_field_type,
10460                                           u32 kfunc_btf_id)
10461 {
10462         bool ret;
10463
10464         switch (head_field_type) {
10465         case BPF_LIST_HEAD:
10466                 ret = is_bpf_list_api_kfunc(kfunc_btf_id);
10467                 break;
10468         case BPF_RB_ROOT:
10469                 ret = is_bpf_rbtree_api_kfunc(kfunc_btf_id);
10470                 break;
10471         default:
10472                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected graph root argument type %s\n",
10473                         btf_field_type_name(head_field_type));
10474                 return false;
10475         }
10476
10477         if (!ret)
10478                 verbose(env, "verifier internal error: %s head arg for unknown kfunc\n",
10479                         btf_field_type_name(head_field_type));
10480         return ret;
10481 }
10482
10483 static bool check_kfunc_is_graph_node_api(struct bpf_verifier_env *env,
10484                                           enum btf_field_type node_field_type,
10485                                           u32 kfunc_btf_id)
10486 {
10487         bool ret;
10488
10489         switch (node_field_type) {
10490         case BPF_LIST_NODE:
10491                 ret = (kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
10492                        kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl]);
10493                 break;
10494         case BPF_RB_NODE:
10495                 ret = (kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
10496                        kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]);
10497                 break;
10498         default:
10499                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected graph node argument type %s\n",
10500                         btf_field_type_name(node_field_type));
10501                 return false;
10502         }
10503
10504         if (!ret)
10505                 verbose(env, "verifier internal error: %s node arg for unknown kfunc\n",
10506                         btf_field_type_name(node_field_type));
10507         return ret;
10508 }
10509
10510 static int
10511 __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(struct bpf_verifier_env *env,
10512                                    struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10513                                    struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10514                                    enum btf_field_type head_field_type,
10515                                    struct btf_field **head_field)
10516 {
10517         const char *head_type_name;
10518         struct btf_field *field;
10519         struct btf_record *rec;
10520         u32 head_off;
10521
10522         if (meta->btf != btf_vmlinux) {
10523                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected btf mismatch in kfunc call\n");
10524                 return -EFAULT;
10525         }
10526
10527         if (!check_kfunc_is_graph_root_api(env, head_field_type, meta->func_id))
10528                 return -EFAULT;
10529
10530         head_type_name = btf_field_type_name(head_field_type);
10531         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
10532                 verbose(env,
10533                         "R%d doesn't have constant offset. %s has to be at the constant offset\n",
10534                         regno, head_type_name);
10535                 return -EINVAL;
10536         }
10537
10538         rec = reg_btf_record(reg);
10539         head_off = reg->off + reg->var_off.value;
10540         field = btf_record_find(rec, head_off, head_field_type);
10541         if (!field) {
10542                 verbose(env, "%s not found at offset=%u\n", head_type_name, head_off);
10543                 return -EINVAL;
10544         }
10545
10546         /* All functions require bpf_list_head to be protected using a bpf_spin_lock */
10547         if (check_reg_allocation_locked(env, reg)) {
10548                 verbose(env, "bpf_spin_lock at off=%d must be held for %s\n",
10549                         rec->spin_lock_off, head_type_name);
10550                 return -EINVAL;
10551         }
10552
10553         if (*head_field) {
10554                 verbose(env, "verifier internal error: repeating %s arg\n", head_type_name);
10555                 return -EFAULT;
10556         }
10557         *head_field = field;
10558         return 0;
10559 }
10560
10561 static int process_kf_arg_ptr_to_list_head(struct bpf_verifier_env *env,
10562                                            struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10563                                            struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10564 {
10565         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(env, reg, regno, meta, BPF_LIST_HEAD,
10566                                                           &meta->arg_list_head.field);
10567 }
10568
10569 static int process_kf_arg_ptr_to_rbtree_root(struct bpf_verifier_env *env,
10570                                              struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10571                                              struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10572 {
10573         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(env, reg, regno, meta, BPF_RB_ROOT,
10574                                                           &meta->arg_rbtree_root.field);
10575 }
10576
10577 static int
10578 __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(struct bpf_verifier_env *env,
10579                                    struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10580                                    struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10581                                    enum btf_field_type head_field_type,
10582                                    enum btf_field_type node_field_type,
10583                                    struct btf_field **node_field)
10584 {
10585         const char *node_type_name;
10586         const struct btf_type *et, *t;
10587         struct btf_field *field;
10588         u32 node_off;
10589
10590         if (meta->btf != btf_vmlinux) {
10591                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected btf mismatch in kfunc call\n");
10592                 return -EFAULT;
10593         }
10594
10595         if (!check_kfunc_is_graph_node_api(env, node_field_type, meta->func_id))
10596                 return -EFAULT;
10597
10598         node_type_name = btf_field_type_name(node_field_type);
10599         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
10600                 verbose(env,
10601                         "R%d doesn't have constant offset. %s has to be at the constant offset\n",
10602                         regno, node_type_name);
10603                 return -EINVAL;
10604         }
10605
10606         node_off = reg->off + reg->var_off.value;
10607         field = reg_find_field_offset(reg, node_off, node_field_type);
10608         if (!field || field->offset != node_off) {
10609                 verbose(env, "%s not found at offset=%u\n", node_type_name, node_off);
10610                 return -EINVAL;
10611         }
10612
10613         field = *node_field;
10614
10615         et = btf_type_by_id(field->graph_root.btf, field->graph_root.value_btf_id);
10616         t = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
10617         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, 0, field->graph_root.btf,
10618                                   field->graph_root.value_btf_id, true)) {
10619                 verbose(env, "operation on %s expects arg#1 %s at offset=%d "
10620                         "in struct %s, but arg is at offset=%d in struct %s\n",
10621                         btf_field_type_name(head_field_type),
10622                         btf_field_type_name(node_field_type),
10623                         field->graph_root.node_offset,
10624                         btf_name_by_offset(field->graph_root.btf, et->name_off),
10625                         node_off, btf_name_by_offset(reg->btf, t->name_off));
10626                 return -EINVAL;
10627         }
10628         meta->arg_btf = reg->btf;
10629         meta->arg_btf_id = reg->btf_id;
10630
10631         if (node_off != field->graph_root.node_offset) {
10632                 verbose(env, "arg#1 offset=%d, but expected %s at offset=%d in struct %s\n",
10633                         node_off, btf_field_type_name(node_field_type),
10634                         field->graph_root.node_offset,
10635                         btf_name_by_offset(field->graph_root.btf, et->name_off));
10636                 return -EINVAL;
10637         }
10638
10639         return 0;
10640 }
10641
10642 static int process_kf_arg_ptr_to_list_node(struct bpf_verifier_env *env,
10643                                            struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10644                                            struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10645 {
10646         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(env, reg, regno, meta,
10647                                                   BPF_LIST_HEAD, BPF_LIST_NODE,
10648                                                   &meta->arg_list_head.field);
10649 }
10650
10651 static int process_kf_arg_ptr_to_rbtree_node(struct bpf_verifier_env *env,
10652                                              struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10653                                              struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10654 {
10655         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(env, reg, regno, meta,
10656                                                   BPF_RB_ROOT, BPF_RB_NODE,
10657                                                   &meta->arg_rbtree_root.field);
10658 }
10659
10660 static int check_kfunc_args(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10661                             int insn_idx)
10662 {
10663         const char *func_name = meta->func_name, *ref_tname;
10664         const struct btf *btf = meta->btf;
10665         const struct btf_param *args;
10666         struct btf_record *rec;
10667         u32 i, nargs;
10668         int ret;
10669
10670         args = (const struct btf_param *)(meta->func_proto + 1);
10671         nargs = btf_type_vlen(meta->func_proto);
10672         if (nargs > MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS) {
10673                 verbose(env, "Function %s has %d > %d args\n", func_name, nargs,
10674                         MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS);
10675                 return -EINVAL;
10676         }
10677
10678         /* Check that BTF function arguments match actual types that the
10679          * verifier sees.
10680          */
10681         for (i = 0; i < nargs; i++) {
10682                 struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[i + 1];
10683                 const struct btf_type *t, *ref_t, *resolve_ret;
10684                 enum bpf_arg_type arg_type = ARG_DONTCARE;
10685                 u32 regno = i + 1, ref_id, type_size;
10686                 bool is_ret_buf_sz = false;
10687                 int kf_arg_type;
10688
10689                 t = btf_type_skip_modifiers(btf, args[i].type, NULL);
10690
10691                 if (is_kfunc_arg_ignore(btf, &args[i]))
10692                         continue;
10693
10694                 if (btf_type_is_scalar(t)) {
10695                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
10696                                 verbose(env, "R%d is not a scalar\n", regno);
10697                                 return -EINVAL;
10698                         }
10699
10700                         if (is_kfunc_arg_constant(meta->btf, &args[i])) {
10701                                 if (meta->arg_constant.found) {
10702                                         verbose(env, "verifier internal error: only one constant argument permitted\n");
10703                                         return -EFAULT;
10704                                 }
10705                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
10706                                         verbose(env, "R%d must be a known constant\n", regno);
10707                                         return -EINVAL;
10708                                 }
10709                                 ret = mark_chain_precision(env, regno);
10710                                 if (ret < 0)
10711                                         return ret;
10712                                 meta->arg_constant.found = true;
10713                                 meta->arg_constant.value = reg->var_off.value;
10714                         } else if (is_kfunc_arg_scalar_with_name(btf, &args[i], "rdonly_buf_size")) {
10715                                 meta->r0_rdonly = true;
10716                                 is_ret_buf_sz = true;
10717                         } else if (is_kfunc_arg_scalar_with_name(btf, &args[i], "rdwr_buf_size")) {
10718                                 is_ret_buf_sz = true;
10719                         }
10720
10721                         if (is_ret_buf_sz) {
10722                                 if (meta->r0_size) {
10723                                         verbose(env, "2 or more rdonly/rdwr_buf_size parameters for kfunc");
10724                                         return -EINVAL;
10725                                 }
10726
10727                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
10728                                         verbose(env, "R%d is not a const\n", regno);
10729                                         return -EINVAL;
10730                                 }
10731
10732                                 meta->r0_size = reg->var_off.value;
10733                                 ret = mark_chain_precision(env, regno);
10734                                 if (ret)
10735                                         return ret;
10736                         }
10737                         continue;
10738                 }
10739
10740                 if (!btf_type_is_ptr(t)) {
10741                         verbose(env, "Unrecognized arg#%d type %s\n", i, btf_type_str(t));
10742                         return -EINVAL;
10743                 }
10744
10745                 if ((is_kfunc_trusted_args(meta) || is_kfunc_rcu(meta)) &&
10746                     (register_is_null(reg) || type_may_be_null(reg->type))) {
10747                         verbose(env, "Possibly NULL pointer passed to trusted arg%d\n", i);
10748                         return -EACCES;
10749                 }
10750
10751                 if (reg->ref_obj_id) {
10752                         if (is_kfunc_release(meta) && meta->ref_obj_id) {
10753                                 verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
10754                                         regno, reg->ref_obj_id,
10755                                         meta->ref_obj_id);
10756                                 return -EFAULT;
10757                         }
10758                         meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
10759                         if (is_kfunc_release(meta))
10760                                 meta->release_regno = regno;
10761                 }
10762
10763                 ref_t = btf_type_skip_modifiers(btf, t->type, &ref_id);
10764                 ref_tname = btf_name_by_offset(btf, ref_t->name_off);
10765
10766                 kf_arg_type = get_kfunc_ptr_arg_type(env, meta, t, ref_t, ref_tname, args, i, nargs);
10767                 if (kf_arg_type < 0)
10768                         return kf_arg_type;
10769
10770                 switch (kf_arg_type) {
10771                 case KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID:
10772                 case KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID:
10773                         if (!is_kfunc_trusted_args(meta) && !is_kfunc_rcu(meta))
10774                                 break;
10775
10776                         if (!is_trusted_reg(reg)) {
10777                                 if (!is_kfunc_rcu(meta)) {
10778                                         verbose(env, "R%d must be referenced or trusted\n", regno);
10779                                         return -EINVAL;
10780                                 }
10781                                 if (!is_rcu_reg(reg)) {
10782                                         verbose(env, "R%d must be a rcu pointer\n", regno);
10783                                         return -EINVAL;
10784                                 }
10785                         }
10786
10787                         fallthrough;
10788                 case KF_ARG_PTR_TO_CTX:
10789                         /* Trusted arguments have the same offset checks as release arguments */
10790                         arg_type |= OBJ_RELEASE;
10791                         break;
10792                 case KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR:
10793                 case KF_ARG_PTR_TO_ITER:
10794                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD:
10795                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE:
10796                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT:
10797                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE:
10798                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM:
10799                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE:
10800                 case KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK:
10801                 case KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR:
10802                         /* Trusted by default */
10803                         break;
10804                 default:
10805                         WARN_ON_ONCE(1);
10806                         return -EFAULT;
10807                 }
10808
10809                 if (is_kfunc_release(meta) && reg->ref_obj_id)
10810                         arg_type |= OBJ_RELEASE;
10811                 ret = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, arg_type);
10812                 if (ret < 0)
10813                         return ret;
10814
10815                 switch (kf_arg_type) {
10816                 case KF_ARG_PTR_TO_CTX:
10817                         if (reg->type != PTR_TO_CTX) {
10818                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to ctx, but got %s\n", i, btf_type_str(t));
10819                                 return -EINVAL;
10820                         }
10821
10822                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx]) {
10823                                 ret = get_kern_ctx_btf_id(&env->log, resolve_prog_type(env->prog));
10824                                 if (ret < 0)
10825                                         return -EINVAL;
10826                                 meta->ret_btf_id  = ret;
10827                         }
10828                         break;
10829                 case KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID:
10830                         if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
10831                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
10832                                 return -EINVAL;
10833                         }
10834                         if (!reg->ref_obj_id) {
10835                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
10836                                 return -EINVAL;
10837                         }
10838                         if (meta->btf == btf_vmlinux &&
10839                             meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl]) {
10840                                 meta->arg_btf = reg->btf;
10841                                 meta->arg_btf_id = reg->btf_id;
10842                         }
10843                         break;
10844                 case KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR:
10845                 {
10846                         enum bpf_arg_type dynptr_arg_type = ARG_PTR_TO_DYNPTR;
10847                         int clone_ref_obj_id = 0;
10848
10849                         if (reg->type != PTR_TO_STACK &&
10850                             reg->type != CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
10851                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to stack or dynptr_ptr\n", i);
10852                                 return -EINVAL;
10853                         }
10854
10855                         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
10856                                 dynptr_arg_type |= MEM_RDONLY;
10857
10858                         if (is_kfunc_arg_uninit(btf, &args[i]))
10859                                 dynptr_arg_type |= MEM_UNINIT;
10860
10861                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_skb]) {
10862                                 dynptr_arg_type |= DYNPTR_TYPE_SKB;
10863                         } else if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_xdp]) {
10864                                 dynptr_arg_type |= DYNPTR_TYPE_XDP;
10865                         } else if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_clone] &&
10866                                    (dynptr_arg_type & MEM_UNINIT)) {
10867                                 enum bpf_dynptr_type parent_type = meta->initialized_dynptr.type;
10868
10869                                 if (parent_type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID) {
10870                                         verbose(env, "verifier internal error: no dynptr type for parent of clone\n");
10871                                         return -EFAULT;
10872                                 }
10873
10874                                 dynptr_arg_type |= (unsigned int)get_dynptr_type_flag(parent_type);
10875                                 clone_ref_obj_id = meta->initialized_dynptr.ref_obj_id;
10876                                 if (dynptr_type_refcounted(parent_type) && !clone_ref_obj_id) {
10877                                         verbose(env, "verifier internal error: missing ref obj id for parent of clone\n");
10878                                         return -EFAULT;
10879                                 }
10880                         }
10881
10882                         ret = process_dynptr_func(env, regno, insn_idx, dynptr_arg_type, clone_ref_obj_id);
10883                         if (ret < 0)
10884                                 return ret;
10885
10886                         if (!(dynptr_arg_type & MEM_UNINIT)) {
10887                                 int id = dynptr_id(env, reg);
10888
10889                                 if (id < 0) {
10890                                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr id\n");
10891                                         return id;
10892                                 }
10893                                 meta->initialized_dynptr.id = id;
10894                                 meta->initialized_dynptr.type = dynptr_get_type(env, reg);
10895                                 meta->initialized_dynptr.ref_obj_id = dynptr_ref_obj_id(env, reg);
10896                         }
10897
10898                         break;
10899                 }
10900                 case KF_ARG_PTR_TO_ITER:
10901                         ret = process_iter_arg(env, regno, insn_idx, meta);
10902                         if (ret < 0)
10903                                 return ret;
10904                         break;
10905                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD:
10906                         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
10907                             reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
10908                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to map value or allocated object\n", i);
10909                                 return -EINVAL;
10910                         }
10911                         if (reg->type == (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC) && !reg->ref_obj_id) {
10912                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
10913                                 return -EINVAL;
10914                         }
10915                         ret = process_kf_arg_ptr_to_list_head(env, reg, regno, meta);
10916                         if (ret < 0)
10917                                 return ret;
10918                         break;
10919                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT:
10920                         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
10921                             reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
10922                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to map value or allocated object\n", i);
10923                                 return -EINVAL;
10924                         }
10925                         if (reg->type == (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC) && !reg->ref_obj_id) {
10926                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
10927                                 return -EINVAL;
10928                         }
10929                         ret = process_kf_arg_ptr_to_rbtree_root(env, reg, regno, meta);
10930                         if (ret < 0)
10931                                 return ret;
10932                         break;
10933                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE:
10934                         if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
10935                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
10936                                 return -EINVAL;
10937                         }
10938                         if (!reg->ref_obj_id) {
10939                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
10940                                 return -EINVAL;
10941                         }
10942                         ret = process_kf_arg_ptr_to_list_node(env, reg, regno, meta);
10943                         if (ret < 0)
10944                                 return ret;
10945                         break;
10946                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE:
10947                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove]) {
10948                                 if (!type_is_non_owning_ref(reg->type) || reg->ref_obj_id) {
10949                                         verbose(env, "rbtree_remove node input must be non-owning ref\n");
10950                                         return -EINVAL;
10951                                 }
10952                                 if (in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
10953                                         verbose(env, "rbtree_remove not allowed in rbtree cb\n");
10954                                         return -EINVAL;
10955                                 }
10956                         } else {
10957                                 if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
10958                                         verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
10959                                         return -EINVAL;
10960                                 }
10961                                 if (!reg->ref_obj_id) {
10962                                         verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
10963                                         return -EINVAL;
10964                                 }
10965                         }
10966
10967                         ret = process_kf_arg_ptr_to_rbtree_node(env, reg, regno, meta);
10968                         if (ret < 0)
10969                                 return ret;
10970                         break;
10971                 case KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID:
10972                         /* Only base_type is checked, further checks are done here */
10973                         if ((base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID ||
10974                              (bpf_type_has_unsafe_modifiers(reg->type) && !is_rcu_reg(reg))) &&
10975                             !reg2btf_ids[base_type(reg->type)]) {
10976                                 verbose(env, "arg#%d is %s ", i, reg_type_str(env, reg->type));
10977                                 verbose(env, "expected %s or socket\n",
10978                                         reg_type_str(env, base_type(reg->type) |
10979                                                           (type_flag(reg->type) & BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS)));
10980                                 return -EINVAL;
10981                         }
10982                         ret = process_kf_arg_ptr_to_btf_id(env, reg, ref_t, ref_tname, ref_id, meta, i);
10983                         if (ret < 0)
10984                                 return ret;
10985                         break;
10986                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM:
10987                         resolve_ret = btf_resolve_size(btf, ref_t, &type_size);
10988                         if (IS_ERR(resolve_ret)) {
10989                                 verbose(env, "arg#%d reference type('%s %s') size cannot be determined: %ld\n",
10990                                         i, btf_type_str(ref_t), ref_tname, PTR_ERR(resolve_ret));
10991                                 return -EINVAL;
10992                         }
10993                         ret = check_mem_reg(env, reg, regno, type_size);
10994                         if (ret < 0)
10995                                 return ret;
10996                         break;
10997                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE:
10998                 {
10999                         struct bpf_reg_state *buff_reg = &regs[regno];
11000                         const struct btf_param *buff_arg = &args[i];
11001                         struct bpf_reg_state *size_reg = &regs[regno + 1];
11002                         const struct btf_param *size_arg = &args[i + 1];
11003
11004                         if (!register_is_null(buff_reg) || !is_kfunc_arg_optional(meta->btf, buff_arg)) {
11005                                 ret = check_kfunc_mem_size_reg(env, size_reg, regno + 1);
11006                                 if (ret < 0) {
11007                                         verbose(env, "arg#%d arg#%d memory, len pair leads to invalid memory access\n", i, i + 1);
11008                                         return ret;
11009                                 }
11010                         }
11011
11012                         if (is_kfunc_arg_const_mem_size(meta->btf, size_arg, size_reg)) {
11013                                 if (meta->arg_constant.found) {
11014                                         verbose(env, "verifier internal error: only one constant argument permitted\n");
11015                                         return -EFAULT;
11016                                 }
11017                                 if (!tnum_is_const(size_reg->var_off)) {
11018                                         verbose(env, "R%d must be a known constant\n", regno + 1);
11019                                         return -EINVAL;
11020                                 }
11021                                 meta->arg_constant.found = true;
11022                                 meta->arg_constant.value = size_reg->var_off.value;
11023                         }
11024
11025                         /* Skip next '__sz' or '__szk' argument */
11026                         i++;
11027                         break;
11028                 }
11029                 case KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK:
11030                         meta->subprogno = reg->subprogno;
11031                         break;
11032                 case KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR:
11033                         if (!type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
11034                                 verbose(env, "arg#%d is neither owning or non-owning ref\n", i);
11035                                 return -EINVAL;
11036                         }
11037                         if (!type_is_non_owning_ref(reg->type))
11038                                 meta->arg_owning_ref = true;
11039
11040                         rec = reg_btf_record(reg);
11041                         if (!rec) {
11042                                 verbose(env, "verifier internal error: Couldn't find btf_record\n");
11043                                 return -EFAULT;
11044                         }
11045
11046                         if (rec->refcount_off < 0) {
11047                                 verbose(env, "arg#%d doesn't point to a type with bpf_refcount field\n", i);
11048                                 return -EINVAL;
11049                         }
11050                         if (rec->refcount_off >= 0) {
11051                                 verbose(env, "bpf_refcount_acquire calls are disabled for now\n");
11052                                 return -EINVAL;
11053                         }
11054                         meta->arg_btf = reg->btf;
11055                         meta->arg_btf_id = reg->btf_id;
11056                         break;
11057                 }
11058         }
11059
11060         if (is_kfunc_release(meta) && !meta->release_regno) {
11061                 verbose(env, "release kernel function %s expects refcounted PTR_TO_BTF_ID\n",
11062                         func_name);
11063                 return -EINVAL;
11064         }
11065
11066         return 0;
11067 }
11068
11069 static int fetch_kfunc_meta(struct bpf_verifier_env *env,
11070                             struct bpf_insn *insn,
11071                             struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
11072                             const char **kfunc_name)
11073 {
11074         const struct btf_type *func, *func_proto;
11075         u32 func_id, *kfunc_flags;
11076         const char *func_name;
11077         struct btf *desc_btf;
11078
11079         if (kfunc_name)
11080                 *kfunc_name = NULL;
11081
11082         if (!insn->imm)
11083                 return -EINVAL;
11084
11085         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, insn->off);
11086         if (IS_ERR(desc_btf))
11087                 return PTR_ERR(desc_btf);
11088
11089         func_id = insn->imm;
11090         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
11091         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
11092         if (kfunc_name)
11093                 *kfunc_name = func_name;
11094         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
11095
11096         kfunc_flags = btf_kfunc_id_set_contains(desc_btf, func_id, env->prog);
11097         if (!kfunc_flags) {
11098                 return -EACCES;
11099         }
11100
11101         memset(meta, 0, sizeof(*meta));
11102         meta->btf = desc_btf;
11103         meta->func_id = func_id;
11104         meta->kfunc_flags = *kfunc_flags;
11105         meta->func_proto = func_proto;
11106         meta->func_name = func_name;
11107
11108         return 0;
11109 }
11110
11111 static int check_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
11112                             int *insn_idx_p)
11113 {
11114         const struct btf_type *t, *ptr_type;
11115         u32 i, nargs, ptr_type_id, release_ref_obj_id;
11116         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
11117         const char *func_name, *ptr_type_name;
11118         bool sleepable, rcu_lock, rcu_unlock;
11119         struct bpf_kfunc_call_arg_meta meta;
11120         struct bpf_insn_aux_data *insn_aux;
11121         int err, insn_idx = *insn_idx_p;
11122         const struct btf_param *args;
11123         const struct btf_type *ret_t;
11124         struct btf *desc_btf;
11125
11126         /* skip for now, but return error when we find this in fixup_kfunc_call */
11127         if (!insn->imm)
11128                 return 0;
11129
11130         err = fetch_kfunc_meta(env, insn, &meta, &func_name);
11131         if (err == -EACCES && func_name)
11132                 verbose(env, "calling kernel function %s is not allowed\n", func_name);
11133         if (err)
11134                 return err;
11135         desc_btf = meta.btf;
11136         insn_aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
11137
11138         insn_aux->is_iter_next = is_iter_next_kfunc(&meta);
11139
11140         if (is_kfunc_destructive(&meta) && !capable(CAP_SYS_BOOT)) {
11141                 verbose(env, "destructive kfunc calls require CAP_SYS_BOOT capability\n");
11142                 return -EACCES;
11143         }
11144
11145         sleepable = is_kfunc_sleepable(&meta);
11146         if (sleepable && !env->prog->aux->sleepable) {
11147                 verbose(env, "program must be sleepable to call sleepable kfunc %s\n", func_name);
11148                 return -EACCES;
11149         }
11150
11151         rcu_lock = is_kfunc_bpf_rcu_read_lock(&meta);
11152         rcu_unlock = is_kfunc_bpf_rcu_read_unlock(&meta);
11153
11154         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
11155                 struct bpf_func_state *state;
11156                 struct bpf_reg_state *reg;
11157
11158                 if (rcu_lock) {
11159                         verbose(env, "nested rcu read lock (kernel function %s)\n", func_name);
11160                         return -EINVAL;
11161                 } else if (rcu_unlock) {
11162                         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
11163                                 if (reg->type & MEM_RCU) {
11164                                         reg->type &= ~(MEM_RCU | PTR_MAYBE_NULL);
11165                                         reg->type |= PTR_UNTRUSTED;
11166                                 }
11167                         }));
11168                         env->cur_state->active_rcu_lock = false;
11169                 } else if (sleepable) {
11170                         verbose(env, "kernel func %s is sleepable within rcu_read_lock region\n", func_name);
11171                         return -EACCES;
11172                 }
11173         } else if (rcu_lock) {
11174                 env->cur_state->active_rcu_lock = true;
11175         } else if (rcu_unlock) {
11176                 verbose(env, "unmatched rcu read unlock (kernel function %s)\n", func_name);
11177                 return -EINVAL;
11178         }
11179
11180         /* Check the arguments */
11181         err = check_kfunc_args(env, &meta, insn_idx);
11182         if (err < 0)
11183                 return err;
11184         /* In case of release function, we get register number of refcounted
11185          * PTR_TO_BTF_ID in bpf_kfunc_arg_meta, do the release now.
11186          */
11187         if (meta.release_regno) {
11188                 err = release_reference(env, regs[meta.release_regno].ref_obj_id);
11189                 if (err) {
11190                         verbose(env, "kfunc %s#%d reference has not been acquired before\n",
11191                                 func_name, meta.func_id);
11192                         return err;
11193                 }
11194         }
11195
11196         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
11197             meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl] ||
11198             meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
11199                 release_ref_obj_id = regs[BPF_REG_2].ref_obj_id;
11200                 insn_aux->insert_off = regs[BPF_REG_2].off;
11201                 insn_aux->kptr_struct_meta = btf_find_struct_meta(meta.arg_btf, meta.arg_btf_id);
11202                 err = ref_convert_owning_non_owning(env, release_ref_obj_id);
11203                 if (err) {
11204                         verbose(env, "kfunc %s#%d conversion of owning ref to non-owning failed\n",
11205                                 func_name, meta.func_id);
11206                         return err;
11207                 }
11208
11209                 err = release_reference(env, release_ref_obj_id);
11210                 if (err) {
11211                         verbose(env, "kfunc %s#%d reference has not been acquired before\n",
11212                                 func_name, meta.func_id);
11213                         return err;
11214                 }
11215         }
11216
11217         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
11218                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
11219                                         set_rbtree_add_callback_state);
11220                 if (err) {
11221                         verbose(env, "kfunc %s#%d failed callback verification\n",
11222                                 func_name, meta.func_id);
11223                         return err;
11224                 }
11225         }
11226
11227         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++)
11228                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
11229
11230         /* Check return type */
11231         t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, meta.func_proto->type, NULL);
11232
11233         if (is_kfunc_acquire(&meta) && !btf_type_is_struct_ptr(meta.btf, t)) {
11234                 /* Only exception is bpf_obj_new_impl */
11235                 if (meta.btf != btf_vmlinux ||
11236                     (meta.func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl] &&
11237                      meta.func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl])) {
11238                         verbose(env, "acquire kernel function does not return PTR_TO_BTF_ID\n");
11239                         return -EINVAL;
11240                 }
11241         }
11242
11243         if (btf_type_is_scalar(t)) {
11244                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
11245                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, t->size);
11246         } else if (btf_type_is_ptr(t)) {
11247                 ptr_type = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, t->type, &ptr_type_id);
11248
11249                 if (meta.btf == btf_vmlinux && btf_id_set_contains(&special_kfunc_set, meta.func_id)) {
11250                         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl]) {
11251                                 struct btf *ret_btf;
11252                                 u32 ret_btf_id;
11253
11254                                 if (unlikely(!bpf_global_ma_set))
11255                                         return -ENOMEM;
11256
11257                                 if (((u64)(u32)meta.arg_constant.value) != meta.arg_constant.value) {
11258                                         verbose(env, "local type ID argument must be in range [0, U32_MAX]\n");
11259                                         return -EINVAL;
11260                                 }
11261
11262                                 ret_btf = env->prog->aux->btf;
11263                                 ret_btf_id = meta.arg_constant.value;
11264
11265                                 /* This may be NULL due to user not supplying a BTF */
11266                                 if (!ret_btf) {
11267                                         verbose(env, "bpf_obj_new requires prog BTF\n");
11268                                         return -EINVAL;
11269                                 }
11270
11271                                 ret_t = btf_type_by_id(ret_btf, ret_btf_id);
11272                                 if (!ret_t || !__btf_type_is_struct(ret_t)) {
11273                                         verbose(env, "bpf_obj_new type ID argument must be of a struct\n");
11274                                         return -EINVAL;
11275                                 }
11276
11277                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11278                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
11279                                 regs[BPF_REG_0].btf = ret_btf;
11280                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
11281
11282                                 insn_aux->obj_new_size = ret_t->size;
11283                                 insn_aux->kptr_struct_meta =
11284                                         btf_find_struct_meta(ret_btf, ret_btf_id);
11285                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl]) {
11286                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11287                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
11288                                 regs[BPF_REG_0].btf = meta.arg_btf;
11289                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.arg_btf_id;
11290
11291                                 insn_aux->kptr_struct_meta =
11292                                         btf_find_struct_meta(meta.arg_btf,
11293                                                              meta.arg_btf_id);
11294                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_front] ||
11295                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_back]) {
11296                                 struct btf_field *field = meta.arg_list_head.field;
11297
11298                                 mark_reg_graph_node(regs, BPF_REG_0, &field->graph_root);
11299                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
11300                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first]) {
11301                                 struct btf_field *field = meta.arg_rbtree_root.field;
11302
11303                                 mark_reg_graph_node(regs, BPF_REG_0, &field->graph_root);
11304                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx]) {
11305                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11306                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED;
11307                                 regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
11308                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
11309                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rdonly_cast]) {
11310                                 ret_t = btf_type_by_id(desc_btf, meta.arg_constant.value);
11311                                 if (!ret_t || !btf_type_is_struct(ret_t)) {
11312                                         verbose(env,
11313                                                 "kfunc bpf_rdonly_cast type ID argument must be of a struct\n");
11314                                         return -EINVAL;
11315                                 }
11316
11317                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11318                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED;
11319                                 regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
11320                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.arg_constant.value;
11321                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice] ||
11322                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice_rdwr]) {
11323                                 enum bpf_type_flag type_flag = get_dynptr_type_flag(meta.initialized_dynptr.type);
11324
11325                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11326
11327                                 if (!meta.arg_constant.found) {
11328                                         verbose(env, "verifier internal error: bpf_dynptr_slice(_rdwr) no constant size\n");
11329                                         return -EFAULT;
11330                                 }
11331
11332                                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.arg_constant.value;
11333
11334                                 /* PTR_MAYBE_NULL will be added when is_kfunc_ret_null is checked */
11335                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | type_flag;
11336
11337                                 if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice]) {
11338                                         regs[BPF_REG_0].type |= MEM_RDONLY;
11339                                 } else {
11340                                         /* this will set env->seen_direct_write to true */
11341                                         if (!may_access_direct_pkt_data(env, NULL, BPF_WRITE)) {
11342                                                 verbose(env, "the prog does not allow writes to packet data\n");
11343                                                 return -EINVAL;
11344                                         }
11345                                 }
11346
11347                                 if (!meta.initialized_dynptr.id) {
11348                                         verbose(env, "verifier internal error: no dynptr id\n");
11349                                         return -EFAULT;
11350                                 }
11351                                 regs[BPF_REG_0].dynptr_id = meta.initialized_dynptr.id;
11352
11353                                 /* we don't need to set BPF_REG_0's ref obj id
11354                                  * because packet slices are not refcounted (see
11355                                  * dynptr_type_refcounted)
11356                                  */
11357                         } else {
11358                                 verbose(env, "kernel function %s unhandled dynamic return type\n",
11359                                         meta.func_name);
11360                                 return -EFAULT;
11361                         }
11362                 } else if (!__btf_type_is_struct(ptr_type)) {
11363                         if (!meta.r0_size) {
11364                                 __u32 sz;
11365
11366                                 if (!IS_ERR(btf_resolve_size(desc_btf, ptr_type, &sz))) {
11367                                         meta.r0_size = sz;
11368                                         meta.r0_rdonly = true;
11369                                 }
11370                         }
11371                         if (!meta.r0_size) {
11372                                 ptr_type_name = btf_name_by_offset(desc_btf,
11373                                                                    ptr_type->name_off);
11374                                 verbose(env,
11375                                         "kernel function %s returns pointer type %s %s is not supported\n",
11376                                         func_name,
11377                                         btf_type_str(ptr_type),
11378                                         ptr_type_name);
11379                                 return -EINVAL;
11380                         }
11381
11382                         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11383                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM;
11384                         regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.r0_size;
11385
11386                         if (meta.r0_rdonly)
11387                                 regs[BPF_REG_0].type |= MEM_RDONLY;
11388
11389                         /* Ensures we don't access the memory after a release_reference() */
11390                         if (meta.ref_obj_id)
11391                                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
11392                 } else {
11393                         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11394                         regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
11395                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID;
11396                         regs[BPF_REG_0].btf_id = ptr_type_id;
11397                 }
11398
11399                 if (is_kfunc_ret_null(&meta)) {
11400                         regs[BPF_REG_0].type |= PTR_MAYBE_NULL;
11401                         /* For mark_ptr_or_null_reg, see 93c230e3f5bd6 */
11402                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
11403                 }
11404                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, sizeof(void *));
11405                 if (is_kfunc_acquire(&meta)) {
11406                         int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
11407
11408                         if (id < 0)
11409                                 return id;
11410                         if (is_kfunc_ret_null(&meta))
11411                                 regs[BPF_REG_0].id = id;
11412                         regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
11413                 } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first]) {
11414                         ref_set_non_owning(env, &regs[BPF_REG_0]);
11415                 }
11416
11417                 if (reg_may_point_to_spin_lock(&regs[BPF_REG_0]) && !regs[BPF_REG_0].id)
11418                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
11419         } else if (btf_type_is_void(t)) {
11420                 if (meta.btf == btf_vmlinux && btf_id_set_contains(&special_kfunc_set, meta.func_id)) {
11421                         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl]) {
11422                                 insn_aux->kptr_struct_meta =
11423                                         btf_find_struct_meta(meta.arg_btf,
11424                                                              meta.arg_btf_id);
11425                         }
11426                 }
11427         }
11428
11429         nargs = btf_type_vlen(meta.func_proto);
11430         args = (const struct btf_param *)(meta.func_proto + 1);
11431         for (i = 0; i < nargs; i++) {
11432                 u32 regno = i + 1;
11433
11434                 t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, args[i].type, NULL);
11435                 if (btf_type_is_ptr(t))
11436                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, sizeof(void *));
11437                 else
11438                         /* scalar. ensured by btf_check_kfunc_arg_match() */
11439                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, t->size);
11440         }
11441
11442         if (is_iter_next_kfunc(&meta)) {
11443                 err = process_iter_next_call(env, insn_idx, &meta);
11444                 if (err)
11445                         return err;
11446         }
11447
11448         return 0;
11449 }
11450
11451 static bool signed_add_overflows(s64 a, s64 b)
11452 {
11453         /* Do the add in u64, where overflow is well-defined */
11454         s64 res = (s64)((u64)a + (u64)b);
11455
11456         if (b < 0)
11457                 return res > a;
11458         return res < a;
11459 }
11460
11461 static bool signed_add32_overflows(s32 a, s32 b)
11462 {
11463         /* Do the add in u32, where overflow is well-defined */
11464         s32 res = (s32)((u32)a + (u32)b);
11465
11466         if (b < 0)
11467                 return res > a;
11468         return res < a;
11469 }
11470
11471 static bool signed_sub_overflows(s64 a, s64 b)
11472 {
11473         /* Do the sub in u64, where overflow is well-defined */
11474         s64 res = (s64)((u64)a - (u64)b);
11475
11476         if (b < 0)
11477                 return res < a;
11478         return res > a;
11479 }
11480
11481 static bool signed_sub32_overflows(s32 a, s32 b)
11482 {
11483         /* Do the sub in u32, where overflow is well-defined */
11484         s32 res = (s32)((u32)a - (u32)b);
11485
11486         if (b < 0)
11487                 return res < a;
11488         return res > a;
11489 }
11490
11491 static bool check_reg_sane_offset(struct bpf_verifier_env *env,
11492                                   const struct bpf_reg_state *reg,
11493                                   enum bpf_reg_type type)
11494 {
11495         bool known = tnum_is_const(reg->var_off);
11496         s64 val = reg->var_off.value;
11497         s64 smin = reg->smin_value;
11498
11499         if (known && (val >= BPF_MAX_VAR_OFF || val <= -BPF_MAX_VAR_OFF)) {
11500                 verbose(env, "math between %s pointer and %lld is not allowed\n",
11501                         reg_type_str(env, type), val);
11502                 return false;
11503         }
11504
11505         if (reg->off >= BPF_MAX_VAR_OFF || reg->off <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
11506                 verbose(env, "%s pointer offset %d is not allowed\n",
11507                         reg_type_str(env, type), reg->off);
11508                 return false;
11509         }
11510
11511         if (smin == S64_MIN) {
11512                 verbose(env, "math between %s pointer and register with unbounded min value is not allowed\n",
11513                         reg_type_str(env, type));
11514                 return false;
11515         }
11516
11517         if (smin >= BPF_MAX_VAR_OFF || smin <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
11518                 verbose(env, "value %lld makes %s pointer be out of bounds\n",
11519                         smin, reg_type_str(env, type));
11520                 return false;
11521         }
11522
11523         return true;
11524 }
11525
11526 enum {
11527         REASON_BOUNDS   = -1,
11528         REASON_TYPE     = -2,
11529         REASON_PATHS    = -3,
11530         REASON_LIMIT    = -4,
11531         REASON_STACK    = -5,
11532 };
11533
11534 static int retrieve_ptr_limit(const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
11535                               u32 *alu_limit, bool mask_to_left)
11536 {
11537         u32 max = 0, ptr_limit = 0;
11538
11539         switch (ptr_reg->type) {
11540         case PTR_TO_STACK:
11541                 /* Offset 0 is out-of-bounds, but acceptable start for the
11542                  * left direction, see BPF_REG_FP. Also, unknown scalar
11543                  * offset where we would need to deal with min/max bounds is
11544                  * currently prohibited for unprivileged.
11545                  */
11546                 max = MAX_BPF_STACK + mask_to_left;
11547                 ptr_limit = -(ptr_reg->var_off.value + ptr_reg->off);
11548                 break;
11549         case PTR_TO_MAP_VALUE:
11550                 max = ptr_reg->map_ptr->value_size;
11551                 ptr_limit = (mask_to_left ?
11552                              ptr_reg->smin_value :
11553                              ptr_reg->umax_value) + ptr_reg->off;
11554                 break;
11555         default:
11556                 return REASON_TYPE;
11557         }
11558
11559         if (ptr_limit >= max)
11560                 return REASON_LIMIT;
11561         *alu_limit = ptr_limit;
11562         return 0;
11563 }
11564
11565 static bool can_skip_alu_sanitation(const struct bpf_verifier_env *env,
11566                                     const struct bpf_insn *insn)
11567 {
11568         return env->bypass_spec_v1 || BPF_SRC(insn->code) == BPF_K;
11569 }
11570
11571 static int update_alu_sanitation_state(struct bpf_insn_aux_data *aux,
11572                                        u32 alu_state, u32 alu_limit)
11573 {
11574         /* If we arrived here from different branches with different
11575          * state or limits to sanitize, then this won't work.
11576          */
11577         if (aux->alu_state &&
11578             (aux->alu_state != alu_state ||
11579              aux->alu_limit != alu_limit))
11580                 return REASON_PATHS;
11581
11582         /* Corresponding fixup done in do_misc_fixups(). */
11583         aux->alu_state = alu_state;
11584         aux->alu_limit = alu_limit;
11585         return 0;
11586 }
11587
11588 static int sanitize_val_alu(struct bpf_verifier_env *env,
11589                             struct bpf_insn *insn)
11590 {
11591         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
11592
11593         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
11594                 return 0;
11595
11596         return update_alu_sanitation_state(aux, BPF_ALU_NON_POINTER, 0);
11597 }
11598
11599 static bool sanitize_needed(u8 opcode)
11600 {
11601         return opcode == BPF_ADD || opcode == BPF_SUB;
11602 }
11603
11604 struct bpf_sanitize_info {
11605         struct bpf_insn_aux_data aux;
11606         bool mask_to_left;
11607 };
11608
11609 static struct bpf_verifier_state *
11610 sanitize_speculative_path(struct bpf_verifier_env *env,
11611                           const struct bpf_insn *insn,
11612                           u32 next_idx, u32 curr_idx)
11613 {
11614         struct bpf_verifier_state *branch;
11615         struct bpf_reg_state *regs;
11616
11617         branch = push_stack(env, next_idx, curr_idx, true);
11618         if (branch && insn) {
11619                 regs = branch->frame[branch->curframe]->regs;
11620                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
11621                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
11622                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
11623                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
11624                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->src_reg);
11625                 }
11626         }
11627         return branch;
11628 }
11629
11630 static int sanitize_ptr_alu(struct bpf_verifier_env *env,
11631                             struct bpf_insn *insn,
11632                             const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
11633                             const struct bpf_reg_state *off_reg,
11634                             struct bpf_reg_state *dst_reg,
11635                             struct bpf_sanitize_info *info,
11636                             const bool commit_window)
11637 {
11638         struct bpf_insn_aux_data *aux = commit_window ? cur_aux(env) : &info->aux;
11639         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
11640         bool off_is_imm = tnum_is_const(off_reg->var_off);
11641         bool off_is_neg = off_reg->smin_value < 0;
11642         bool ptr_is_dst_reg = ptr_reg == dst_reg;
11643         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
11644         u32 alu_state, alu_limit;
11645         struct bpf_reg_state tmp;
11646         bool ret;
11647         int err;
11648
11649         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
11650                 return 0;
11651
11652         /* We already marked aux for masking from non-speculative
11653          * paths, thus we got here in the first place. We only care
11654          * to explore bad access from here.
11655          */
11656         if (vstate->speculative)
11657                 goto do_sim;
11658
11659         if (!commit_window) {
11660                 if (!tnum_is_const(off_reg->var_off) &&
11661                     (off_reg->smin_value < 0) != (off_reg->smax_value < 0))
11662                         return REASON_BOUNDS;
11663
11664                 info->mask_to_left = (opcode == BPF_ADD &&  off_is_neg) ||
11665                                      (opcode == BPF_SUB && !off_is_neg);
11666         }
11667
11668         err = retrieve_ptr_limit(ptr_reg, &alu_limit, info->mask_to_left);
11669         if (err < 0)
11670                 return err;
11671
11672         if (commit_window) {
11673                 /* In commit phase we narrow the masking window based on
11674                  * the observed pointer move after the simulated operation.
11675                  */
11676                 alu_state = info->aux.alu_state;
11677                 alu_limit = abs(info->aux.alu_limit - alu_limit);
11678         } else {
11679                 alu_state  = off_is_neg ? BPF_ALU_NEG_VALUE : 0;
11680                 alu_state |= off_is_imm ? BPF_ALU_IMMEDIATE : 0;
11681                 alu_state |= ptr_is_dst_reg ?
11682                              BPF_ALU_SANITIZE_SRC : BPF_ALU_SANITIZE_DST;
11683
11684                 /* Limit pruning on unknown scalars to enable deep search for
11685                  * potential masking differences from other program paths.
11686                  */
11687                 if (!off_is_imm)
11688                         env->explore_alu_limits = true;
11689         }
11690
11691         err = update_alu_sanitation_state(aux, alu_state, alu_limit);
11692         if (err < 0)
11693                 return err;
11694 do_sim:
11695         /* If we're in commit phase, we're done here given we already
11696          * pushed the truncated dst_reg into the speculative verification
11697          * stack.
11698          *
11699          * Also, when register is a known constant, we rewrite register-based
11700          * operation to immediate-based, and thus do not need masking (and as
11701          * a consequence, do not need to simulate the zero-truncation either).
11702          */
11703         if (commit_window || off_is_imm)
11704                 return 0;
11705
11706         /* Simulate and find potential out-of-bounds access under
11707          * speculative execution from truncation as a result of
11708          * masking when off was not within expected range. If off
11709          * sits in dst, then we temporarily need to move ptr there
11710          * to simulate dst (== 0) +/-= ptr. Needed, for example,
11711          * for cases where we use K-based arithmetic in one direction
11712          * and truncated reg-based in the other in order to explore
11713          * bad access.
11714          */
11715         if (!ptr_is_dst_reg) {
11716                 tmp = *dst_reg;
11717                 copy_register_state(dst_reg, ptr_reg);
11718         }
11719         ret = sanitize_speculative_path(env, NULL, env->insn_idx + 1,
11720                                         env->insn_idx);
11721         if (!ptr_is_dst_reg && ret)
11722                 *dst_reg = tmp;
11723         return !ret ? REASON_STACK : 0;
11724 }
11725
11726 static void sanitize_mark_insn_seen(struct bpf_verifier_env *env)
11727 {
11728         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
11729
11730         /* If we simulate paths under speculation, we don't update the
11731          * insn as 'seen' such that when we verify unreachable paths in
11732          * the non-speculative domain, sanitize_dead_code() can still
11733          * rewrite/sanitize them.
11734          */
11735         if (!vstate->speculative)
11736                 env->insn_aux_data[env->insn_idx].seen = env->pass_cnt;
11737 }
11738
11739 static int sanitize_err(struct bpf_verifier_env *env,
11740                         const struct bpf_insn *insn, int reason,
11741                         const struct bpf_reg_state *off_reg,
11742                         const struct bpf_reg_state *dst_reg)
11743 {
11744         static const char *err = "pointer arithmetic with it prohibited for !root";
11745         const char *op = BPF_OP(insn->code) == BPF_ADD ? "add" : "sub";
11746         u32 dst = insn->dst_reg, src = insn->src_reg;
11747
11748         switch (reason) {
11749         case REASON_BOUNDS:
11750                 verbose(env, "R%d has unknown scalar with mixed signed bounds, %s\n",
11751                         off_reg == dst_reg ? dst : src, err);
11752                 break;
11753         case REASON_TYPE:
11754                 verbose(env, "R%d has pointer with unsupported alu operation, %s\n",
11755                         off_reg == dst_reg ? src : dst, err);
11756                 break;
11757         case REASON_PATHS:
11758                 verbose(env, "R%d tried to %s from different maps, paths or scalars, %s\n",
11759                         dst, op, err);
11760                 break;
11761         case REASON_LIMIT:
11762                 verbose(env, "R%d tried to %s beyond pointer bounds, %s\n",
11763                         dst, op, err);
11764                 break;
11765         case REASON_STACK:
11766                 verbose(env, "R%d could not be pushed for speculative verification, %s\n",
11767                         dst, err);
11768                 break;
11769         default:
11770                 verbose(env, "verifier internal error: unknown reason (%d)\n",
11771                         reason);
11772                 break;
11773         }
11774
11775         return -EACCES;
11776 }
11777
11778 /* check that stack access falls within stack limits and that 'reg' doesn't
11779  * have a variable offset.
11780  *
11781  * Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity since it
11782  * requires corresponding support in Spectre masking for stack ALU.  See also
11783  * retrieve_ptr_limit().
11784  *
11785  *
11786  * 'off' includes 'reg->off'.
11787  */
11788 static int check_stack_access_for_ptr_arithmetic(
11789                                 struct bpf_verifier_env *env,
11790                                 int regno,
11791                                 const struct bpf_reg_state *reg,
11792                                 int off)
11793 {
11794         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
11795                 char tn_buf[48];
11796
11797                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
11798                 verbose(env, "R%d variable stack access prohibited for !root, var_off=%s off=%d\n",
11799                         regno, tn_buf, off);
11800                 return -EACCES;
11801         }
11802
11803         if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK) {
11804                 verbose(env, "R%d stack pointer arithmetic goes out of range, "
11805                         "prohibited for !root; off=%d\n", regno, off);
11806                 return -EACCES;
11807         }
11808
11809         return 0;
11810 }
11811
11812 static int sanitize_check_bounds(struct bpf_verifier_env *env,
11813                                  const struct bpf_insn *insn,
11814                                  const struct bpf_reg_state *dst_reg)
11815 {
11816         u32 dst = insn->dst_reg;
11817
11818         /* For unprivileged we require that resulting offset must be in bounds
11819          * in order to be able to sanitize access later on.
11820          */
11821         if (env->bypass_spec_v1)
11822                 return 0;
11823
11824         switch (dst_reg->type) {
11825         case PTR_TO_STACK:
11826                 if (check_stack_access_for_ptr_arithmetic(env, dst, dst_reg,
11827                                         dst_reg->off + dst_reg->var_off.value))
11828                         return -EACCES;
11829                 break;
11830         case PTR_TO_MAP_VALUE:
11831                 if (check_map_access(env, dst, dst_reg->off, 1, false, ACCESS_HELPER)) {
11832                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic of map value goes out of range, "
11833                                 "prohibited for !root\n", dst);
11834                         return -EACCES;
11835                 }
11836                 break;
11837         default:
11838                 break;
11839         }
11840
11841         return 0;
11842 }
11843
11844 /* Handles arithmetic on a pointer and a scalar: computes new min/max and var_off.
11845  * Caller should also handle BPF_MOV case separately.
11846  * If we return -EACCES, caller may want to try again treating pointer as a
11847  * scalar.  So we only emit a diagnostic if !env->allow_ptr_leaks.
11848  */
11849 static int adjust_ptr_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
11850                                    struct bpf_insn *insn,
11851                                    const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
11852                                    const struct bpf_reg_state *off_reg)
11853 {
11854         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
11855         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
11856         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg;
11857         bool known = tnum_is_const(off_reg->var_off);
11858         s64 smin_val = off_reg->smin_value, smax_val = off_reg->smax_value,
11859             smin_ptr = ptr_reg->smin_value, smax_ptr = ptr_reg->smax_value;
11860         u64 umin_val = off_reg->umin_value, umax_val = off_reg->umax_value,
11861             umin_ptr = ptr_reg->umin_value, umax_ptr = ptr_reg->umax_value;
11862         struct bpf_sanitize_info info = {};
11863         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
11864         u32 dst = insn->dst_reg;
11865         int ret;
11866
11867         dst_reg = &regs[dst];
11868
11869         if ((known && (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
11870             smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
11871                 /* Taint dst register if offset had invalid bounds derived from
11872                  * e.g. dead branches.
11873                  */
11874                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
11875                 return 0;
11876         }
11877
11878         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64) {
11879                 /* 32-bit ALU ops on pointers produce (meaningless) scalars */
11880                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
11881                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
11882                         return 0;
11883                 }
11884
11885                 verbose(env,
11886                         "R%d 32-bit pointer arithmetic prohibited\n",
11887                         dst);
11888                 return -EACCES;
11889         }
11890
11891         if (ptr_reg->type & PTR_MAYBE_NULL) {
11892                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited, null-check it first\n",
11893                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
11894                 return -EACCES;
11895         }
11896
11897         switch (base_type(ptr_reg->type)) {
11898         case CONST_PTR_TO_MAP:
11899                 /* smin_val represents the known value */
11900                 if (known && smin_val == 0 && opcode == BPF_ADD)
11901                         break;
11902                 fallthrough;
11903         case PTR_TO_PACKET_END:
11904         case PTR_TO_SOCKET:
11905         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
11906         case PTR_TO_TCP_SOCK:
11907         case PTR_TO_XDP_SOCK:
11908                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited\n",
11909                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
11910                 return -EACCES;
11911         default:
11912                 break;
11913         }
11914
11915         /* In case of 'scalar += pointer', dst_reg inherits pointer type and id.
11916          * The id may be overwritten later if we create a new variable offset.
11917          */
11918         dst_reg->type = ptr_reg->type;
11919         dst_reg->id = ptr_reg->id;
11920
11921         if (!check_reg_sane_offset(env, off_reg, ptr_reg->type) ||
11922             !check_reg_sane_offset(env, ptr_reg, ptr_reg->type))
11923                 return -EINVAL;
11924
11925         /* pointer types do not carry 32-bit bounds at the moment. */
11926         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
11927
11928         if (sanitize_needed(opcode)) {
11929                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, ptr_reg, off_reg, dst_reg,
11930                                        &info, false);
11931                 if (ret < 0)
11932                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
11933         }
11934
11935         switch (opcode) {
11936         case BPF_ADD:
11937                 /* We can take a fixed offset as long as it doesn't overflow
11938                  * the s32 'off' field
11939                  */
11940                 if (known && (ptr_reg->off + smin_val ==
11941                               (s64)(s32)(ptr_reg->off + smin_val))) {
11942                         /* pointer += K.  Accumulate it into fixed offset */
11943                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
11944                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
11945                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
11946                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
11947                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
11948                         dst_reg->off = ptr_reg->off + smin_val;
11949                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
11950                         break;
11951                 }
11952                 /* A new variable offset is created.  Note that off_reg->off
11953                  * == 0, since it's a scalar.
11954                  * dst_reg gets the pointer type and since some positive
11955                  * integer value was added to the pointer, give it a new 'id'
11956                  * if it's a PTR_TO_PACKET.
11957                  * this creates a new 'base' pointer, off_reg (variable) gets
11958                  * added into the variable offset, and we copy the fixed offset
11959                  * from ptr_reg.
11960                  */
11961                 if (signed_add_overflows(smin_ptr, smin_val) ||
11962                     signed_add_overflows(smax_ptr, smax_val)) {
11963                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
11964                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
11965                 } else {
11966                         dst_reg->smin_value = smin_ptr + smin_val;
11967                         dst_reg->smax_value = smax_ptr + smax_val;
11968                 }
11969                 if (umin_ptr + umin_val < umin_ptr ||
11970                     umax_ptr + umax_val < umax_ptr) {
11971                         dst_reg->umin_value = 0;
11972                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
11973                 } else {
11974                         dst_reg->umin_value = umin_ptr + umin_val;
11975                         dst_reg->umax_value = umax_ptr + umax_val;
11976                 }
11977                 dst_reg->var_off = tnum_add(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
11978                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
11979                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
11980                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
11981                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
11982                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
11983                         memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
11984                 }
11985                 break;
11986         case BPF_SUB:
11987                 if (dst_reg == off_reg) {
11988                         /* scalar -= pointer.  Creates an unknown scalar */
11989                         verbose(env, "R%d tried to subtract pointer from scalar\n",
11990                                 dst);
11991                         return -EACCES;
11992                 }
11993                 /* We don't allow subtraction from FP, because (according to
11994                  * test_verifier.c test "invalid fp arithmetic", JITs might not
11995                  * be able to deal with it.
11996                  */
11997                 if (ptr_reg->type == PTR_TO_STACK) {
11998                         verbose(env, "R%d subtraction from stack pointer prohibited\n",
11999                                 dst);
12000                         return -EACCES;
12001                 }
12002                 if (known && (ptr_reg->off - smin_val ==
12003                               (s64)(s32)(ptr_reg->off - smin_val))) {
12004                         /* pointer -= K.  Subtract it from fixed offset */
12005                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
12006                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
12007                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
12008                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
12009                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
12010                         dst_reg->id = ptr_reg->id;
12011                         dst_reg->off = ptr_reg->off - smin_val;
12012                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
12013                         break;
12014                 }
12015                 /* A new variable offset is created.  If the subtrahend is known
12016                  * nonnegative, then any reg->range we had before is still good.
12017                  */
12018                 if (signed_sub_overflows(smin_ptr, smax_val) ||
12019                     signed_sub_overflows(smax_ptr, smin_val)) {
12020                         /* Overflow possible, we know nothing */
12021                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12022                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12023                 } else {
12024                         dst_reg->smin_value = smin_ptr - smax_val;
12025                         dst_reg->smax_value = smax_ptr - smin_val;
12026                 }
12027                 if (umin_ptr < umax_val) {
12028                         /* Overflow possible, we know nothing */
12029                         dst_reg->umin_value = 0;
12030                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12031                 } else {
12032                         /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
12033                         dst_reg->umin_value = umin_ptr - umax_val;
12034                         dst_reg->umax_value = umax_ptr - umin_val;
12035                 }
12036                 dst_reg->var_off = tnum_sub(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
12037                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
12038                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
12039                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
12040                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
12041                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
12042                         if (smin_val < 0)
12043                                 memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
12044                 }
12045                 break;
12046         case BPF_AND:
12047         case BPF_OR:
12048         case BPF_XOR:
12049                 /* bitwise ops on pointers are troublesome, prohibit. */
12050                 verbose(env, "R%d bitwise operator %s on pointer prohibited\n",
12051                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
12052                 return -EACCES;
12053         default:
12054                 /* other operators (e.g. MUL,LSH) produce non-pointer results */
12055                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic with %s operator prohibited\n",
12056                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
12057                 return -EACCES;
12058         }
12059
12060         if (!check_reg_sane_offset(env, dst_reg, ptr_reg->type))
12061                 return -EINVAL;
12062         reg_bounds_sync(dst_reg);
12063         if (sanitize_check_bounds(env, insn, dst_reg) < 0)
12064                 return -EACCES;
12065         if (sanitize_needed(opcode)) {
12066                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, dst_reg, off_reg, dst_reg,
12067                                        &info, true);
12068                 if (ret < 0)
12069                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
12070         }
12071
12072         return 0;
12073 }
12074
12075 static void scalar32_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12076                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12077 {
12078         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12079         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
12080         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12081         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12082
12083         if (signed_add32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smin_val) ||
12084             signed_add32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smax_val)) {
12085                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12086                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12087         } else {
12088                 dst_reg->s32_min_value += smin_val;
12089                 dst_reg->s32_max_value += smax_val;
12090         }
12091         if (dst_reg->u32_min_value + umin_val < umin_val ||
12092             dst_reg->u32_max_value + umax_val < umax_val) {
12093                 dst_reg->u32_min_value = 0;
12094                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
12095         } else {
12096                 dst_reg->u32_min_value += umin_val;
12097                 dst_reg->u32_max_value += umax_val;
12098         }
12099 }
12100
12101 static void scalar_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12102                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12103 {
12104         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12105         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
12106         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12107         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12108
12109         if (signed_add_overflows(dst_reg->smin_value, smin_val) ||
12110             signed_add_overflows(dst_reg->smax_value, smax_val)) {
12111                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12112                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12113         } else {
12114                 dst_reg->smin_value += smin_val;
12115                 dst_reg->smax_value += smax_val;
12116         }
12117         if (dst_reg->umin_value + umin_val < umin_val ||
12118             dst_reg->umax_value + umax_val < umax_val) {
12119                 dst_reg->umin_value = 0;
12120                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12121         } else {
12122                 dst_reg->umin_value += umin_val;
12123                 dst_reg->umax_value += umax_val;
12124         }
12125 }
12126
12127 static void scalar32_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12128                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12129 {
12130         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12131         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
12132         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12133         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12134
12135         if (signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smax_val) ||
12136             signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smin_val)) {
12137                 /* Overflow possible, we know nothing */
12138                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12139                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12140         } else {
12141                 dst_reg->s32_min_value -= smax_val;
12142                 dst_reg->s32_max_value -= smin_val;
12143         }
12144         if (dst_reg->u32_min_value < umax_val) {
12145                 /* Overflow possible, we know nothing */
12146                 dst_reg->u32_min_value = 0;
12147                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
12148         } else {
12149                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
12150                 dst_reg->u32_min_value -= umax_val;
12151                 dst_reg->u32_max_value -= umin_val;
12152         }
12153 }
12154
12155 static void scalar_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12156                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12157 {
12158         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12159         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
12160         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12161         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12162
12163         if (signed_sub_overflows(dst_reg->smin_value, smax_val) ||
12164             signed_sub_overflows(dst_reg->smax_value, smin_val)) {
12165                 /* Overflow possible, we know nothing */
12166                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12167                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12168         } else {
12169                 dst_reg->smin_value -= smax_val;
12170                 dst_reg->smax_value -= smin_val;
12171         }
12172         if (dst_reg->umin_value < umax_val) {
12173                 /* Overflow possible, we know nothing */
12174                 dst_reg->umin_value = 0;
12175                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12176         } else {
12177                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
12178                 dst_reg->umin_value -= umax_val;
12179                 dst_reg->umax_value -= umin_val;
12180         }
12181 }
12182
12183 static void scalar32_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12184                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12185 {
12186         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12187         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12188         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12189
12190         if (smin_val < 0 || dst_reg->s32_min_value < 0) {
12191                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
12192                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12193                 return;
12194         }
12195         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
12196          * copy the result to signed (unless it exceeds S32_MAX).
12197          */
12198         if (umax_val > U16_MAX || dst_reg->u32_max_value > U16_MAX) {
12199                 /* Potential overflow, we know nothing */
12200                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12201                 return;
12202         }
12203         dst_reg->u32_min_value *= umin_val;
12204         dst_reg->u32_max_value *= umax_val;
12205         if (dst_reg->u32_max_value > S32_MAX) {
12206                 /* Overflow possible, we know nothing */
12207                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12208                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12209         } else {
12210                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
12211                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
12212         }
12213 }
12214
12215 static void scalar_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12216                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12217 {
12218         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12219         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12220         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12221
12222         if (smin_val < 0 || dst_reg->smin_value < 0) {
12223                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
12224                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12225                 return;
12226         }
12227         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
12228          * copy the result to signed (unless it exceeds S64_MAX).
12229          */
12230         if (umax_val > U32_MAX || dst_reg->umax_value > U32_MAX) {
12231                 /* Potential overflow, we know nothing */
12232                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12233                 return;
12234         }
12235         dst_reg->umin_value *= umin_val;
12236         dst_reg->umax_value *= umax_val;
12237         if (dst_reg->umax_value > S64_MAX) {
12238                 /* Overflow possible, we know nothing */
12239                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12240                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12241         } else {
12242                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
12243                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
12244         }
12245 }
12246
12247 static void scalar32_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12248                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12249 {
12250         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
12251         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
12252         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12253         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12254         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12255
12256         if (src_known && dst_known) {
12257                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
12258                 return;
12259         }
12260
12261         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
12262          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
12263          */
12264         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
12265         dst_reg->u32_max_value = min(dst_reg->u32_max_value, umax_val);
12266         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
12267                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
12268                  * ain't nobody got time for that.
12269                  */
12270                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12271                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12272         } else {
12273                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
12274                  * cast result into s64.
12275                  */
12276                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
12277                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
12278         }
12279 }
12280
12281 static void scalar_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12282                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12283 {
12284         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
12285         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
12286         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12287         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12288
12289         if (src_known && dst_known) {
12290                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
12291                 return;
12292         }
12293
12294         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
12295          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
12296          */
12297         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
12298         dst_reg->umax_value = min(dst_reg->umax_value, umax_val);
12299         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
12300                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
12301                  * ain't nobody got time for that.
12302                  */
12303                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12304                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12305         } else {
12306                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
12307                  * cast result into s64.
12308                  */
12309                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
12310                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
12311         }
12312         /* We may learn something more from the var_off */
12313         __update_reg_bounds(dst_reg);
12314 }
12315
12316 static void scalar32_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12317                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
12318 {
12319         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
12320         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
12321         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12322         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12323         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12324
12325         if (src_known && dst_known) {
12326                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
12327                 return;
12328         }
12329
12330         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
12331          * maximum of the operands' minima
12332          */
12333         dst_reg->u32_min_value = max(dst_reg->u32_min_value, umin_val);
12334         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
12335         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
12336                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
12337                  * ain't nobody got time for that.
12338                  */
12339                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12340                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12341         } else {
12342                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
12343                  * cast result into s64.
12344                  */
12345                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
12346                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
12347         }
12348 }
12349
12350 static void scalar_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12351                               struct bpf_reg_state *src_reg)
12352 {
12353         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
12354         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
12355         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12356         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12357
12358         if (src_known && dst_known) {
12359                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
12360                 return;
12361         }
12362
12363         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
12364          * maximum of the operands' minima
12365          */
12366         dst_reg->umin_value = max(dst_reg->umin_value, umin_val);
12367         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
12368         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
12369                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
12370                  * ain't nobody got time for that.
12371                  */
12372                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12373                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12374         } else {
12375                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
12376                  * cast result into s64.
12377                  */
12378                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
12379                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
12380         }
12381         /* We may learn something more from the var_off */
12382         __update_reg_bounds(dst_reg);
12383 }
12384
12385 static void scalar32_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12386                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12387 {
12388         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
12389         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
12390         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12391         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12392
12393         if (src_known && dst_known) {
12394                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
12395                 return;
12396         }
12397
12398         /* We get both minimum and maximum from the var32_off. */
12399         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
12400         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
12401
12402         if (dst_reg->s32_min_value >= 0 && smin_val >= 0) {
12403                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
12404                  * so safe to cast u32 result into s32.
12405                  */
12406                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
12407                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
12408         } else {
12409                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12410                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12411         }
12412 }
12413
12414 static void scalar_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12415                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12416 {
12417         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
12418         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
12419         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12420
12421         if (src_known && dst_known) {
12422                 /* dst_reg->var_off.value has been updated earlier */
12423                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
12424                 return;
12425         }
12426
12427         /* We get both minimum and maximum from the var_off. */
12428         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
12429         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
12430
12431         if (dst_reg->smin_value >= 0 && smin_val >= 0) {
12432                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
12433                  * so safe to cast u64 result into s64.
12434                  */
12435                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
12436                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
12437         } else {
12438                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12439                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12440         }
12441
12442         __update_reg_bounds(dst_reg);
12443 }
12444
12445 static void __scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12446                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
12447 {
12448         /* We lose all sign bit information (except what we can pick
12449          * up from var_off)
12450          */
12451         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12452         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12453         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
12454         if (umax_val > 31 || dst_reg->u32_max_value > 1ULL << (31 - umax_val)) {
12455                 dst_reg->u32_min_value = 0;
12456                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
12457         } else {
12458                 dst_reg->u32_min_value <<= umin_val;
12459                 dst_reg->u32_max_value <<= umax_val;
12460         }
12461 }
12462
12463 static void scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12464                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12465 {
12466         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12467         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12468         /* u32 alu operation will zext upper bits */
12469         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12470
12471         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
12472         dst_reg->var_off = tnum_subreg(tnum_lshift(subreg, umin_val));
12473         /* Not required but being careful mark reg64 bounds as unknown so
12474          * that we are forced to pick them up from tnum and zext later and
12475          * if some path skips this step we are still safe.
12476          */
12477         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12478         __update_reg32_bounds(dst_reg);
12479 }
12480
12481 static void __scalar64_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12482                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
12483 {
12484         /* Special case <<32 because it is a common compiler pattern to sign
12485          * extend subreg by doing <<32 s>>32. In this case if 32bit bounds are
12486          * positive we know this shift will also be positive so we can track
12487          * bounds correctly. Otherwise we lose all sign bit information except
12488          * what we can pick up from var_off. Perhaps we can generalize this
12489          * later to shifts of any length.
12490          */
12491         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_max_value >= 0)
12492                 dst_reg->smax_value = (s64)dst_reg->s32_max_value << 32;
12493         else
12494                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12495
12496         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_min_value >= 0)
12497                 dst_reg->smin_value = (s64)dst_reg->s32_min_value << 32;
12498         else
12499                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12500
12501         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
12502         if (dst_reg->umax_value > 1ULL << (63 - umax_val)) {
12503                 dst_reg->umin_value = 0;
12504                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12505         } else {
12506                 dst_reg->umin_value <<= umin_val;
12507                 dst_reg->umax_value <<= umax_val;
12508         }
12509 }
12510
12511 static void scalar_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12512                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12513 {
12514         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12515         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12516
12517         /* scalar64 calc uses 32bit unshifted bounds so must be called first */
12518         __scalar64_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
12519         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
12520
12521         dst_reg->var_off = tnum_lshift(dst_reg->var_off, umin_val);
12522         /* We may learn something more from the var_off */
12523         __update_reg_bounds(dst_reg);
12524 }
12525
12526 static void scalar32_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12527                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12528 {
12529         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12530         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12531         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12532
12533         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
12534          * be negative, then either:
12535          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
12536          *    unknown, so we lose our signed bounds
12537          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
12538          *    signed bounds
12539          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
12540          *    about the result
12541          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
12542          * unsigned bounds capture the signed bounds.
12543          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
12544          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
12545          * var_off of the result.
12546          */
12547         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12548         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12549
12550         dst_reg->var_off = tnum_rshift(subreg, umin_val);
12551         dst_reg->u32_min_value >>= umax_val;
12552         dst_reg->u32_max_value >>= umin_val;
12553
12554         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12555         __update_reg32_bounds(dst_reg);
12556 }
12557
12558 static void scalar_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12559                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12560 {
12561         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12562         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12563
12564         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
12565          * be negative, then either:
12566          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
12567          *    unknown, so we lose our signed bounds
12568          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
12569          *    signed bounds
12570          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
12571          *    about the result
12572          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
12573          * unsigned bounds capture the signed bounds.
12574          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
12575          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
12576          * var_off of the result.
12577          */
12578         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12579         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12580         dst_reg->var_off = tnum_rshift(dst_reg->var_off, umin_val);
12581         dst_reg->umin_value >>= umax_val;
12582         dst_reg->umax_value >>= umin_val;
12583
12584         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
12585          * on bits being shifted in. Take easy way out and mark unbounded
12586          * so we can recalculate later from tnum.
12587          */
12588         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12589         __update_reg_bounds(dst_reg);
12590 }
12591
12592 static void scalar32_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12593                                   struct bpf_reg_state *src_reg)
12594 {
12595         u64 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12596
12597         /* Upon reaching here, src_known is true and
12598          * umax_val is equal to umin_val.
12599          */
12600         dst_reg->s32_min_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_min_value) >> umin_val);
12601         dst_reg->s32_max_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_max_value) >> umin_val);
12602
12603         dst_reg->var_off = tnum_arshift(tnum_subreg(dst_reg->var_off), umin_val, 32);
12604
12605         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
12606          * dst_reg var_off to refine the result.
12607          */
12608         dst_reg->u32_min_value = 0;
12609         dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
12610
12611         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12612         __update_reg32_bounds(dst_reg);
12613 }
12614
12615 static void scalar_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12616                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
12617 {
12618         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12619
12620         /* Upon reaching here, src_known is true and umax_val is equal
12621          * to umin_val.
12622          */
12623         dst_reg->smin_value >>= umin_val;
12624         dst_reg->smax_value >>= umin_val;
12625
12626         dst_reg->var_off = tnum_arshift(dst_reg->var_off, umin_val, 64);
12627
12628         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
12629          * dst_reg var_off to refine the result.
12630          */
12631         dst_reg->umin_value = 0;
12632         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12633
12634         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
12635          * on bits being shifted in from upper 32-bits. Take easy way out
12636          * and mark unbounded so we can recalculate later from tnum.
12637          */
12638         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12639         __update_reg_bounds(dst_reg);
12640 }
12641
12642 /* WARNING: This function does calculations on 64-bit values, but the actual
12643  * execution may occur on 32-bit values. Therefore, things like bitshifts
12644  * need extra checks in the 32-bit case.
12645  */
12646 static int adjust_scalar_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
12647                                       struct bpf_insn *insn,
12648                                       struct bpf_reg_state *dst_reg,
12649                                       struct bpf_reg_state src_reg)
12650 {
12651         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
12652         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
12653         bool src_known;
12654         s64 smin_val, smax_val;
12655         u64 umin_val, umax_val;
12656         s32 s32_min_val, s32_max_val;
12657         u32 u32_min_val, u32_max_val;
12658         u64 insn_bitness = (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) ? 64 : 32;
12659         bool alu32 = (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64);
12660         int ret;
12661
12662         smin_val = src_reg.smin_value;
12663         smax_val = src_reg.smax_value;
12664         umin_val = src_reg.umin_value;
12665         umax_val = src_reg.umax_value;
12666
12667         s32_min_val = src_reg.s32_min_value;
12668         s32_max_val = src_reg.s32_max_value;
12669         u32_min_val = src_reg.u32_min_value;
12670         u32_max_val = src_reg.u32_max_value;
12671
12672         if (alu32) {
12673                 src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg.var_off);
12674                 if ((src_known &&
12675                      (s32_min_val != s32_max_val || u32_min_val != u32_max_val)) ||
12676                     s32_min_val > s32_max_val || u32_min_val > u32_max_val) {
12677                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
12678                          * derived from e.g. dead branches.
12679                          */
12680                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12681                         return 0;
12682                 }
12683         } else {
12684                 src_known = tnum_is_const(src_reg.var_off);
12685                 if ((src_known &&
12686                      (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
12687                     smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
12688                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
12689                          * derived from e.g. dead branches.
12690                          */
12691                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12692                         return 0;
12693                 }
12694         }
12695
12696         if (!src_known &&
12697             opcode != BPF_ADD && opcode != BPF_SUB && opcode != BPF_AND) {
12698                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12699                 return 0;
12700         }
12701
12702         if (sanitize_needed(opcode)) {
12703                 ret = sanitize_val_alu(env, insn);
12704                 if (ret < 0)
12705                         return sanitize_err(env, insn, ret, NULL, NULL);
12706         }
12707
12708         /* Calculate sign/unsigned bounds and tnum for alu32 and alu64 bit ops.
12709          * There are two classes of instructions: The first class we track both
12710          * alu32 and alu64 sign/unsigned bounds independently this provides the
12711          * greatest amount of precision when alu operations are mixed with jmp32
12712          * operations. These operations are BPF_ADD, BPF_SUB, BPF_MUL, BPF_ADD,
12713          * and BPF_OR. This is possible because these ops have fairly easy to
12714          * understand and calculate behavior in both 32-bit and 64-bit alu ops.
12715          * See alu32 verifier tests for examples. The second class of
12716          * operations, BPF_LSH, BPF_RSH, and BPF_ARSH, however are not so easy
12717          * with regards to tracking sign/unsigned bounds because the bits may
12718          * cross subreg boundaries in the alu64 case. When this happens we mark
12719          * the reg unbounded in the subreg bound space and use the resulting
12720          * tnum to calculate an approximation of the sign/unsigned bounds.
12721          */
12722         switch (opcode) {
12723         case BPF_ADD:
12724                 scalar32_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
12725                 scalar_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
12726                 dst_reg->var_off = tnum_add(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12727                 break;
12728         case BPF_SUB:
12729                 scalar32_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
12730                 scalar_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
12731                 dst_reg->var_off = tnum_sub(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12732                 break;
12733         case BPF_MUL:
12734                 dst_reg->var_off = tnum_mul(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12735                 scalar32_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
12736                 scalar_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
12737                 break;
12738         case BPF_AND:
12739                 dst_reg->var_off = tnum_and(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12740                 scalar32_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
12741                 scalar_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
12742                 break;
12743         case BPF_OR:
12744                 dst_reg->var_off = tnum_or(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12745                 scalar32_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
12746                 scalar_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
12747                 break;
12748         case BPF_XOR:
12749                 dst_reg->var_off = tnum_xor(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12750                 scalar32_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
12751                 scalar_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
12752                 break;
12753         case BPF_LSH:
12754                 if (umax_val >= insn_bitness) {
12755                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
12756                          * This includes shifts by a negative number.
12757                          */
12758                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12759                         break;
12760                 }
12761                 if (alu32)
12762                         scalar32_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
12763                 else
12764                         scalar_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
12765                 break;
12766         case BPF_RSH:
12767                 if (umax_val >= insn_bitness) {
12768                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
12769                          * This includes shifts by a negative number.
12770                          */
12771                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12772                         break;
12773                 }
12774                 if (alu32)
12775                         scalar32_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
12776                 else
12777                         scalar_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
12778                 break;
12779         case BPF_ARSH:
12780                 if (umax_val >= insn_bitness) {
12781                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
12782                          * This includes shifts by a negative number.
12783                          */
12784                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12785                         break;
12786                 }
12787                 if (alu32)
12788                         scalar32_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
12789                 else
12790                         scalar_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
12791                 break;
12792         default:
12793                 mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12794                 break;
12795         }
12796
12797         /* ALU32 ops are zero extended into 64bit register */
12798         if (alu32)
12799                 zext_32_to_64(dst_reg);
12800         reg_bounds_sync(dst_reg);
12801         return 0;
12802 }
12803
12804 /* Handles ALU ops other than BPF_END, BPF_NEG and BPF_MOV: computes new min/max
12805  * and var_off.
12806  */
12807 static int adjust_reg_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
12808                                    struct bpf_insn *insn)
12809 {
12810         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
12811         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
12812         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg, *src_reg;
12813         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, off_reg = {0};
12814         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
12815         int err;
12816
12817         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
12818         src_reg = NULL;
12819         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE)
12820                 ptr_reg = dst_reg;
12821         else
12822                 /* Make sure ID is cleared otherwise dst_reg min/max could be
12823                  * incorrectly propagated into other registers by find_equal_scalars()
12824                  */
12825                 dst_reg->id = 0;
12826         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
12827                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
12828                 if (src_reg->type != SCALAR_VALUE) {
12829                         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE) {
12830                                 /* Combining two pointers by any ALU op yields
12831                                  * an arbitrary scalar. Disallow all math except
12832                                  * pointer subtraction
12833                                  */
12834                                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
12835                                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12836                                         return 0;
12837                                 }
12838                                 verbose(env, "R%d pointer %s pointer prohibited\n",
12839                                         insn->dst_reg,
12840                                         bpf_alu_string[opcode >> 4]);
12841                                 return -EACCES;
12842                         } else {
12843                                 /* scalar += pointer
12844                                  * This is legal, but we have to reverse our
12845                                  * src/dest handling in computing the range
12846                                  */
12847                                 err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
12848                                 if (err)
12849                                         return err;
12850                                 return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
12851                                                                src_reg, dst_reg);
12852                         }
12853                 } else if (ptr_reg) {
12854                         /* pointer += scalar */
12855                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
12856                         if (err)
12857                                 return err;
12858                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
12859                                                        dst_reg, src_reg);
12860                 } else if (dst_reg->precise) {
12861                         /* if dst_reg is precise, src_reg should be precise as well */
12862                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
12863                         if (err)
12864                                 return err;
12865                 }
12866         } else {
12867                 /* Pretend the src is a reg with a known value, since we only
12868                  * need to be able to read from this state.
12869                  */
12870                 off_reg.type = SCALAR_VALUE;
12871                 __mark_reg_known(&off_reg, insn->imm);
12872                 src_reg = &off_reg;
12873                 if (ptr_reg) /* pointer += K */
12874                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
12875                                                        ptr_reg, src_reg);
12876         }
12877
12878         /* Got here implies adding two SCALAR_VALUEs */
12879         if (WARN_ON_ONCE(ptr_reg)) {
12880                 print_verifier_state(env, state, true);
12881                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected ptr_reg\n");
12882                 return -EINVAL;
12883         }
12884         if (WARN_ON(!src_reg)) {
12885                 print_verifier_state(env, state, true);
12886                 verbose(env, "verifier internal error: no src_reg\n");
12887                 return -EINVAL;
12888         }
12889         return adjust_scalar_min_max_vals(env, insn, dst_reg, *src_reg);
12890 }
12891
12892 /* check validity of 32-bit and 64-bit arithmetic operations */
12893 static int check_alu_op(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
12894 {
12895         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
12896         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
12897         int err;
12898
12899         if (opcode == BPF_END || opcode == BPF_NEG) {
12900                 if (opcode == BPF_NEG) {
12901                         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
12902                             insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
12903                             insn->off != 0 || insn->imm != 0) {
12904                                 verbose(env, "BPF_NEG uses reserved fields\n");
12905                                 return -EINVAL;
12906                         }
12907                 } else {
12908                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
12909                             (insn->imm != 16 && insn->imm != 32 && insn->imm != 64) ||
12910                             BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
12911                                 verbose(env, "BPF_END uses reserved fields\n");
12912                                 return -EINVAL;
12913                         }
12914                 }
12915
12916                 /* check src operand */
12917                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
12918                 if (err)
12919                         return err;
12920
12921                 if (is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
12922                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic prohibited\n",
12923                                 insn->dst_reg);
12924                         return -EACCES;
12925                 }
12926
12927                 /* check dest operand */
12928                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
12929                 if (err)
12930                         return err;
12931
12932         } else if (opcode == BPF_MOV) {
12933
12934                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
12935                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
12936                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
12937                                 return -EINVAL;
12938                         }
12939
12940                         /* check src operand */
12941                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
12942                         if (err)
12943                                 return err;
12944                 } else {
12945                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
12946                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
12947                                 return -EINVAL;
12948                         }
12949                 }
12950
12951                 /* check dest operand, mark as required later */
12952                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
12953                 if (err)
12954                         return err;
12955
12956                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
12957                         struct bpf_reg_state *src_reg = regs + insn->src_reg;
12958                         struct bpf_reg_state *dst_reg = regs + insn->dst_reg;
12959                         bool need_id = src_reg->type == SCALAR_VALUE && !src_reg->id &&
12960                                        !tnum_is_const(src_reg->var_off);
12961
12962                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
12963                                 /* case: R1 = R2
12964                                  * copy register state to dest reg
12965                                  */
12966                                 if (need_id)
12967                                         /* Assign src and dst registers the same ID
12968                                          * that will be used by find_equal_scalars()
12969                                          * to propagate min/max range.
12970                                          */
12971                                         src_reg->id = ++env->id_gen;
12972                                 copy_register_state(dst_reg, src_reg);
12973                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
12974                                 dst_reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
12975                         } else {
12976                                 /* R1 = (u32) R2 */
12977                                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
12978                                         verbose(env,
12979                                                 "R%d partial copy of pointer\n",
12980                                                 insn->src_reg);
12981                                         return -EACCES;
12982                                 } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
12983                                         bool is_src_reg_u32 = src_reg->umax_value <= U32_MAX;
12984
12985                                         if (is_src_reg_u32 && need_id)
12986                                                 src_reg->id = ++env->id_gen;
12987                                         copy_register_state(dst_reg, src_reg);
12988                                         /* Make sure ID is cleared if src_reg is not in u32 range otherwise
12989                                          * dst_reg min/max could be incorrectly
12990                                          * propagated into src_reg by find_equal_scalars()
12991                                          */
12992                                         if (!is_src_reg_u32)
12993                                                 dst_reg->id = 0;
12994                                         dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
12995                                         dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
12996                                 } else {
12997                                         mark_reg_unknown(env, regs,
12998                                                          insn->dst_reg);
12999                                 }
13000                                 zext_32_to_64(dst_reg);
13001                                 reg_bounds_sync(dst_reg);
13002                         }
13003                 } else {
13004                         /* case: R = imm
13005                          * remember the value we stored into this reg
13006                          */
13007                         /* clear any state __mark_reg_known doesn't set */
13008                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
13009                         regs[insn->dst_reg].type = SCALAR_VALUE;
13010                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
13011                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
13012                                                  insn->imm);
13013                         } else {
13014                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
13015                                                  (u32)insn->imm);
13016                         }
13017                 }
13018
13019         } else if (opcode > BPF_END) {
13020                 verbose(env, "invalid BPF_ALU opcode %x\n", opcode);
13021                 return -EINVAL;
13022
13023         } else {        /* all other ALU ops: and, sub, xor, add, ... */
13024
13025                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
13026                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
13027                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
13028                                 return -EINVAL;
13029                         }
13030                         /* check src1 operand */
13031                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
13032                         if (err)
13033                                 return err;
13034                 } else {
13035                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
13036                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
13037                                 return -EINVAL;
13038                         }
13039                 }
13040
13041                 /* check src2 operand */
13042                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
13043                 if (err)
13044                         return err;
13045
13046                 if ((opcode == BPF_MOD || opcode == BPF_DIV) &&
13047                     BPF_SRC(insn->code) == BPF_K && insn->imm == 0) {
13048                         verbose(env, "div by zero\n");
13049                         return -EINVAL;
13050                 }
13051
13052                 if ((opcode == BPF_LSH || opcode == BPF_RSH ||
13053                      opcode == BPF_ARSH) && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
13054                         int size = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 ? 64 : 32;
13055
13056                         if (insn->imm < 0 || insn->imm >= size) {
13057                                 verbose(env, "invalid shift %d\n", insn->imm);
13058                                 return -EINVAL;
13059                         }
13060                 }
13061
13062                 /* check dest operand */
13063                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
13064                 if (err)
13065                         return err;
13066
13067                 return adjust_reg_min_max_vals(env, insn);
13068         }
13069
13070         return 0;
13071 }
13072
13073 static void find_good_pkt_pointers(struct bpf_verifier_state *vstate,
13074                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
13075                                    enum bpf_reg_type type,
13076                                    bool range_right_open)
13077 {
13078         struct bpf_func_state *state;
13079         struct bpf_reg_state *reg;
13080         int new_range;
13081
13082         if (dst_reg->off < 0 ||
13083             (dst_reg->off == 0 && range_right_open))
13084                 /* This doesn't give us any range */
13085                 return;
13086
13087         if (dst_reg->umax_value > MAX_PACKET_OFF ||
13088             dst_reg->umax_value + dst_reg->off > MAX_PACKET_OFF)
13089                 /* Risk of overflow.  For instance, ptr + (1<<63) may be less
13090                  * than pkt_end, but that's because it's also less than pkt.
13091                  */
13092                 return;
13093
13094         new_range = dst_reg->off;
13095         if (range_right_open)
13096                 new_range++;
13097
13098         /* Examples for register markings:
13099          *
13100          * pkt_data in dst register:
13101          *
13102          *   r2 = r3;
13103          *   r2 += 8;
13104          *   if (r2 > pkt_end) goto <handle exception>
13105          *   <access okay>
13106          *
13107          *   r2 = r3;
13108          *   r2 += 8;
13109          *   if (r2 < pkt_end) goto <access okay>
13110          *   <handle exception>
13111          *
13112          *   Where:
13113          *     r2 == dst_reg, pkt_end == src_reg
13114          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
13115          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
13116          *
13117          * pkt_data in src register:
13118          *
13119          *   r2 = r3;
13120          *   r2 += 8;
13121          *   if (pkt_end >= r2) goto <access okay>
13122          *   <handle exception>
13123          *
13124          *   r2 = r3;
13125          *   r2 += 8;
13126          *   if (pkt_end <= r2) goto <handle exception>
13127          *   <access okay>
13128          *
13129          *   Where:
13130          *     pkt_end == dst_reg, r2 == src_reg
13131          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
13132          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
13133          *
13134          * Find register r3 and mark its range as r3=pkt(id=n,off=0,r=8)
13135          * or r3=pkt(id=n,off=0,r=8-1), so that range of bytes [r3, r3 + 8)
13136          * and [r3, r3 + 8-1) respectively is safe to access depending on
13137          * the check.
13138          */
13139
13140         /* If our ids match, then we must have the same max_value.  And we
13141          * don't care about the other reg's fixed offset, since if it's too big
13142          * the range won't allow anything.
13143          * dst_reg->off is known < MAX_PACKET_OFF, therefore it fits in a u16.
13144          */
13145         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
13146                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
13147                         /* keep the maximum range already checked */
13148                         reg->range = max(reg->range, new_range);
13149         }));
13150 }
13151
13152 static int is_branch32_taken(struct bpf_reg_state *reg, u32 val, u8 opcode)
13153 {
13154         struct tnum subreg = tnum_subreg(reg->var_off);
13155         s32 sval = (s32)val;
13156
13157         switch (opcode) {
13158         case BPF_JEQ:
13159                 if (tnum_is_const(subreg))
13160                         return !!tnum_equals_const(subreg, val);
13161                 else if (val < reg->u32_min_value || val > reg->u32_max_value)
13162                         return 0;
13163                 break;
13164         case BPF_JNE:
13165                 if (tnum_is_const(subreg))
13166                         return !tnum_equals_const(subreg, val);
13167                 else if (val < reg->u32_min_value || val > reg->u32_max_value)
13168                         return 1;
13169                 break;
13170         case BPF_JSET:
13171                 if ((~subreg.mask & subreg.value) & val)
13172                         return 1;
13173                 if (!((subreg.mask | subreg.value) & val))
13174                         return 0;
13175                 break;
13176         case BPF_JGT:
13177                 if (reg->u32_min_value > val)
13178                         return 1;
13179                 else if (reg->u32_max_value <= val)
13180                         return 0;
13181                 break;
13182         case BPF_JSGT:
13183                 if (reg->s32_min_value > sval)
13184                         return 1;
13185                 else if (reg->s32_max_value <= sval)
13186                         return 0;
13187                 break;
13188         case BPF_JLT:
13189                 if (reg->u32_max_value < val)
13190                         return 1;
13191                 else if (reg->u32_min_value >= val)
13192                         return 0;
13193                 break;
13194         case BPF_JSLT:
13195                 if (reg->s32_max_value < sval)
13196                         return 1;
13197                 else if (reg->s32_min_value >= sval)
13198                         return 0;
13199                 break;
13200         case BPF_JGE:
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_JSGE:
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_JLE:
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_JSLE:
13219                 if (reg->s32_max_value <= sval)
13220                         return 1;
13221                 else if (reg->s32_min_value > sval)
13222                         return 0;
13223                 break;
13224         }
13225
13226         return -1;
13227 }
13228
13229
13230 static int is_branch64_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode)
13231 {
13232         s64 sval = (s64)val;
13233
13234         switch (opcode) {
13235         case BPF_JEQ:
13236                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
13237                         return !!tnum_equals_const(reg->var_off, val);
13238                 else if (val < reg->umin_value || val > reg->umax_value)
13239                         return 0;
13240                 break;
13241         case BPF_JNE:
13242                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
13243                         return !tnum_equals_const(reg->var_off, val);
13244                 else if (val < reg->umin_value || val > reg->umax_value)
13245                         return 1;
13246                 break;
13247         case BPF_JSET:
13248                 if ((~reg->var_off.mask & reg->var_off.value) & val)
13249                         return 1;
13250                 if (!((reg->var_off.mask | reg->var_off.value) & val))
13251                         return 0;
13252                 break;
13253         case BPF_JGT:
13254                 if (reg->umin_value > val)
13255                         return 1;
13256                 else if (reg->umax_value <= val)
13257                         return 0;
13258                 break;
13259         case BPF_JSGT:
13260                 if (reg->smin_value > sval)
13261                         return 1;
13262                 else if (reg->smax_value <= sval)
13263                         return 0;
13264                 break;
13265         case BPF_JLT:
13266                 if (reg->umax_value < val)
13267                         return 1;
13268                 else if (reg->umin_value >= val)
13269                         return 0;
13270                 break;
13271         case BPF_JSLT:
13272                 if (reg->smax_value < sval)
13273                         return 1;
13274                 else if (reg->smin_value >= sval)
13275                         return 0;
13276                 break;
13277         case BPF_JGE:
13278                 if (reg->umin_value >= val)
13279                         return 1;
13280                 else if (reg->umax_value < val)
13281                         return 0;
13282                 break;
13283         case BPF_JSGE:
13284                 if (reg->smin_value >= sval)
13285                         return 1;
13286                 else if (reg->smax_value < sval)
13287                         return 0;
13288                 break;
13289         case BPF_JLE:
13290                 if (reg->umax_value <= val)
13291                         return 1;
13292                 else if (reg->umin_value > val)
13293                         return 0;
13294                 break;
13295         case BPF_JSLE:
13296                 if (reg->smax_value <= sval)
13297                         return 1;
13298                 else if (reg->smin_value > sval)
13299                         return 0;
13300                 break;
13301         }
13302
13303         return -1;
13304 }
13305
13306 /* compute branch direction of the expression "if (reg opcode val) goto target;"
13307  * and return:
13308  *  1 - branch will be taken and "goto target" will be executed
13309  *  0 - branch will not be taken and fall-through to next insn
13310  * -1 - unknown. Example: "if (reg < 5)" is unknown when register value
13311  *      range [0,10]
13312  */
13313 static int is_branch_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode,
13314                            bool is_jmp32)
13315 {
13316         if (__is_pointer_value(false, reg)) {
13317                 if (!reg_not_null(reg))
13318                         return -1;
13319
13320                 /* If pointer is valid tests against zero will fail so we can
13321                  * use this to direct branch taken.
13322                  */
13323                 if (val != 0)
13324                         return -1;
13325
13326                 switch (opcode) {
13327                 case BPF_JEQ:
13328                         return 0;
13329                 case BPF_JNE:
13330                         return 1;
13331                 default:
13332                         return -1;
13333                 }
13334         }
13335
13336         if (is_jmp32)
13337                 return is_branch32_taken(reg, val, opcode);
13338         return is_branch64_taken(reg, val, opcode);
13339 }
13340
13341 static int flip_opcode(u32 opcode)
13342 {
13343         /* How can we transform "a <op> b" into "b <op> a"? */
13344         static const u8 opcode_flip[16] = {
13345                 /* these stay the same */
13346                 [BPF_JEQ  >> 4] = BPF_JEQ,
13347                 [BPF_JNE  >> 4] = BPF_JNE,
13348                 [BPF_JSET >> 4] = BPF_JSET,
13349                 /* these swap "lesser" and "greater" (L and G in the opcodes) */
13350                 [BPF_JGE  >> 4] = BPF_JLE,
13351                 [BPF_JGT  >> 4] = BPF_JLT,
13352                 [BPF_JLE  >> 4] = BPF_JGE,
13353                 [BPF_JLT  >> 4] = BPF_JGT,
13354                 [BPF_JSGE >> 4] = BPF_JSLE,
13355                 [BPF_JSGT >> 4] = BPF_JSLT,
13356                 [BPF_JSLE >> 4] = BPF_JSGE,
13357                 [BPF_JSLT >> 4] = BPF_JSGT
13358         };
13359         return opcode_flip[opcode >> 4];
13360 }
13361
13362 static int is_pkt_ptr_branch_taken(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13363                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
13364                                    u8 opcode)
13365 {
13366         struct bpf_reg_state *pkt;
13367
13368         if (src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
13369                 pkt = dst_reg;
13370         } else if (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
13371                 pkt = src_reg;
13372                 opcode = flip_opcode(opcode);
13373         } else {
13374                 return -1;
13375         }
13376
13377         if (pkt->range >= 0)
13378                 return -1;
13379
13380         switch (opcode) {
13381         case BPF_JLE:
13382                 /* pkt <= pkt_end */
13383                 fallthrough;
13384         case BPF_JGT:
13385                 /* pkt > pkt_end */
13386                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END)
13387                         /* pkt has at last one extra byte beyond pkt_end */
13388                         return opcode == BPF_JGT;
13389                 break;
13390         case BPF_JLT:
13391                 /* pkt < pkt_end */
13392                 fallthrough;
13393         case BPF_JGE:
13394                 /* pkt >= pkt_end */
13395                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END || pkt->range == AT_PKT_END)
13396                         return opcode == BPF_JGE;
13397                 break;
13398         }
13399         return -1;
13400 }
13401
13402 /* Adjusts the register min/max values in the case that the dst_reg is the
13403  * variable register that we are working on, and src_reg is a constant or we're
13404  * simply doing a BPF_K check.
13405  * In JEQ/JNE cases we also adjust the var_off values.
13406  */
13407 static void reg_set_min_max(struct bpf_reg_state *true_reg,
13408                             struct bpf_reg_state *false_reg,
13409                             u64 val, u32 val32,
13410                             u8 opcode, bool is_jmp32)
13411 {
13412         struct tnum false_32off = tnum_subreg(false_reg->var_off);
13413         struct tnum false_64off = false_reg->var_off;
13414         struct tnum true_32off = tnum_subreg(true_reg->var_off);
13415         struct tnum true_64off = true_reg->var_off;
13416         s64 sval = (s64)val;
13417         s32 sval32 = (s32)val32;
13418
13419         /* If the dst_reg is a pointer, we can't learn anything about its
13420          * variable offset from the compare (unless src_reg were a pointer into
13421          * the same object, but we don't bother with that.
13422          * Since false_reg and true_reg have the same type by construction, we
13423          * only need to check one of them for pointerness.
13424          */
13425         if (__is_pointer_value(false, false_reg))
13426                 return;
13427
13428         switch (opcode) {
13429         /* JEQ/JNE comparison doesn't change the register equivalence.
13430          *
13431          * r1 = r2;
13432          * if (r1 == 42) goto label;
13433          * ...
13434          * label: // here both r1 and r2 are known to be 42.
13435          *
13436          * Hence when marking register as known preserve it's ID.
13437          */
13438         case BPF_JEQ:
13439                 if (is_jmp32) {
13440                         __mark_reg32_known(true_reg, val32);
13441                         true_32off = tnum_subreg(true_reg->var_off);
13442                 } else {
13443                         ___mark_reg_known(true_reg, val);
13444                         true_64off = true_reg->var_off;
13445                 }
13446                 break;
13447         case BPF_JNE:
13448                 if (is_jmp32) {
13449                         __mark_reg32_known(false_reg, val32);
13450                         false_32off = tnum_subreg(false_reg->var_off);
13451                 } else {
13452                         ___mark_reg_known(false_reg, val);
13453                         false_64off = false_reg->var_off;
13454                 }
13455                 break;
13456         case BPF_JSET:
13457                 if (is_jmp32) {
13458                         false_32off = tnum_and(false_32off, tnum_const(~val32));
13459                         if (is_power_of_2(val32))
13460                                 true_32off = tnum_or(true_32off,
13461                                                      tnum_const(val32));
13462                 } else {
13463                         false_64off = tnum_and(false_64off, tnum_const(~val));
13464                         if (is_power_of_2(val))
13465                                 true_64off = tnum_or(true_64off,
13466                                                      tnum_const(val));
13467                 }
13468                 break;
13469         case BPF_JGE:
13470         case BPF_JGT:
13471         {
13472                 if (is_jmp32) {
13473                         u32 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val32  : val32 - 1;
13474                         u32 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val32 + 1 : val32;
13475
13476                         false_reg->u32_max_value = min(false_reg->u32_max_value,
13477                                                        false_umax);
13478                         true_reg->u32_min_value = max(true_reg->u32_min_value,
13479                                                       true_umin);
13480                 } else {
13481                         u64 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val    : val - 1;
13482                         u64 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val + 1 : val;
13483
13484                         false_reg->umax_value = min(false_reg->umax_value, false_umax);
13485                         true_reg->umin_value = max(true_reg->umin_value, true_umin);
13486                 }
13487                 break;
13488         }
13489         case BPF_JSGE:
13490         case BPF_JSGT:
13491         {
13492                 if (is_jmp32) {
13493                         s32 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval32    : sval32 - 1;
13494                         s32 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval32 + 1 : sval32;
13495
13496                         false_reg->s32_max_value = min(false_reg->s32_max_value, false_smax);
13497                         true_reg->s32_min_value = max(true_reg->s32_min_value, true_smin);
13498                 } else {
13499                         s64 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval    : sval - 1;
13500                         s64 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval + 1 : sval;
13501
13502                         false_reg->smax_value = min(false_reg->smax_value, false_smax);
13503                         true_reg->smin_value = max(true_reg->smin_value, true_smin);
13504                 }
13505                 break;
13506         }
13507         case BPF_JLE:
13508         case BPF_JLT:
13509         {
13510                 if (is_jmp32) {
13511                         u32 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val32  : val32 + 1;
13512                         u32 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val32 - 1 : val32;
13513
13514                         false_reg->u32_min_value = max(false_reg->u32_min_value,
13515                                                        false_umin);
13516                         true_reg->u32_max_value = min(true_reg->u32_max_value,
13517                                                       true_umax);
13518                 } else {
13519                         u64 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val    : val + 1;
13520                         u64 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val - 1 : val;
13521
13522                         false_reg->umin_value = max(false_reg->umin_value, false_umin);
13523                         true_reg->umax_value = min(true_reg->umax_value, true_umax);
13524                 }
13525                 break;
13526         }
13527         case BPF_JSLE:
13528         case BPF_JSLT:
13529         {
13530                 if (is_jmp32) {
13531                         s32 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval32    : sval32 + 1;
13532                         s32 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval32 - 1 : sval32;
13533
13534                         false_reg->s32_min_value = max(false_reg->s32_min_value, false_smin);
13535                         true_reg->s32_max_value = min(true_reg->s32_max_value, true_smax);
13536                 } else {
13537                         s64 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval    : sval + 1;
13538                         s64 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval - 1 : sval;
13539
13540                         false_reg->smin_value = max(false_reg->smin_value, false_smin);
13541                         true_reg->smax_value = min(true_reg->smax_value, true_smax);
13542                 }
13543                 break;
13544         }
13545         default:
13546                 return;
13547         }
13548
13549         if (is_jmp32) {
13550                 false_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(false_64off),
13551                                              tnum_subreg(false_32off));
13552                 true_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(true_64off),
13553                                             tnum_subreg(true_32off));
13554                 __reg_combine_32_into_64(false_reg);
13555                 __reg_combine_32_into_64(true_reg);
13556         } else {
13557                 false_reg->var_off = false_64off;
13558                 true_reg->var_off = true_64off;
13559                 __reg_combine_64_into_32(false_reg);
13560                 __reg_combine_64_into_32(true_reg);
13561         }
13562 }
13563
13564 /* Same as above, but for the case that dst_reg holds a constant and src_reg is
13565  * the variable reg.
13566  */
13567 static void reg_set_min_max_inv(struct bpf_reg_state *true_reg,
13568                                 struct bpf_reg_state *false_reg,
13569                                 u64 val, u32 val32,
13570                                 u8 opcode, bool is_jmp32)
13571 {
13572         opcode = flip_opcode(opcode);
13573         /* This uses zero as "not present in table"; luckily the zero opcode,
13574          * BPF_JA, can't get here.
13575          */
13576         if (opcode)
13577                 reg_set_min_max(true_reg, false_reg, val, val32, opcode, is_jmp32);
13578 }
13579
13580 /* Regs are known to be equal, so intersect their min/max/var_off */
13581 static void __reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *src_reg,
13582                                   struct bpf_reg_state *dst_reg)
13583 {
13584         src_reg->umin_value = dst_reg->umin_value = max(src_reg->umin_value,
13585                                                         dst_reg->umin_value);
13586         src_reg->umax_value = dst_reg->umax_value = min(src_reg->umax_value,
13587                                                         dst_reg->umax_value);
13588         src_reg->smin_value = dst_reg->smin_value = max(src_reg->smin_value,
13589                                                         dst_reg->smin_value);
13590         src_reg->smax_value = dst_reg->smax_value = min(src_reg->smax_value,
13591                                                         dst_reg->smax_value);
13592         src_reg->var_off = dst_reg->var_off = tnum_intersect(src_reg->var_off,
13593                                                              dst_reg->var_off);
13594         reg_bounds_sync(src_reg);
13595         reg_bounds_sync(dst_reg);
13596 }
13597
13598 static void reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *true_src,
13599                                 struct bpf_reg_state *true_dst,
13600                                 struct bpf_reg_state *false_src,
13601                                 struct bpf_reg_state *false_dst,
13602                                 u8 opcode)
13603 {
13604         switch (opcode) {
13605         case BPF_JEQ:
13606                 __reg_combine_min_max(true_src, true_dst);
13607                 break;
13608         case BPF_JNE:
13609                 __reg_combine_min_max(false_src, false_dst);
13610                 break;
13611         }
13612 }
13613
13614 static void mark_ptr_or_null_reg(struct bpf_func_state *state,
13615                                  struct bpf_reg_state *reg, u32 id,
13616                                  bool is_null)
13617 {
13618         if (type_may_be_null(reg->type) && reg->id == id &&
13619             (is_rcu_reg(reg) || !WARN_ON_ONCE(!reg->id))) {
13620                 /* Old offset (both fixed and variable parts) should have been
13621                  * known-zero, because we don't allow pointer arithmetic on
13622                  * pointers that might be NULL. If we see this happening, don't
13623                  * convert the register.
13624                  *
13625                  * But in some cases, some helpers that return local kptrs
13626                  * advance offset for the returned pointer. In those cases, it
13627                  * is fine to expect to see reg->off.
13628                  */
13629                 if (WARN_ON_ONCE(reg->smin_value || reg->smax_value || !tnum_equals_const(reg->var_off, 0)))
13630                         return;
13631                 if (!(type_is_ptr_alloc_obj(reg->type) || type_is_non_owning_ref(reg->type)) &&
13632                     WARN_ON_ONCE(reg->off))
13633                         return;
13634
13635                 if (is_null) {
13636                         reg->type = SCALAR_VALUE;
13637                         /* We don't need id and ref_obj_id from this point
13638                          * onwards anymore, thus we should better reset it,
13639                          * so that state pruning has chances to take effect.
13640                          */
13641                         reg->id = 0;
13642                         reg->ref_obj_id = 0;
13643
13644                         return;
13645                 }
13646
13647                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
13648
13649                 if (!reg_may_point_to_spin_lock(reg)) {
13650                         /* For not-NULL ptr, reg->ref_obj_id will be reset
13651                          * in release_reference().
13652                          *
13653                          * reg->id is still used by spin_lock ptr. Other
13654                          * than spin_lock ptr type, reg->id can be reset.
13655                          */
13656                         reg->id = 0;
13657                 }
13658         }
13659 }
13660
13661 /* The logic is similar to find_good_pkt_pointers(), both could eventually
13662  * be folded together at some point.
13663  */
13664 static void mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_verifier_state *vstate, u32 regno,
13665                                   bool is_null)
13666 {
13667         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
13668         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
13669         u32 ref_obj_id = regs[regno].ref_obj_id;
13670         u32 id = regs[regno].id;
13671
13672         if (ref_obj_id && ref_obj_id == id && is_null)
13673                 /* regs[regno] is in the " == NULL" branch.
13674                  * No one could have freed the reference state before
13675                  * doing the NULL check.
13676                  */
13677                 WARN_ON_ONCE(release_reference_state(state, id));
13678
13679         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
13680                 mark_ptr_or_null_reg(state, reg, id, is_null);
13681         }));
13682 }
13683
13684 static bool try_match_pkt_pointers(const struct bpf_insn *insn,
13685                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
13686                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
13687                                    struct bpf_verifier_state *this_branch,
13688                                    struct bpf_verifier_state *other_branch)
13689 {
13690         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_X)
13691                 return false;
13692
13693         /* Pointers are always 64-bit. */
13694         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32)
13695                 return false;
13696
13697         switch (BPF_OP(insn->code)) {
13698         case BPF_JGT:
13699                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
13700                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
13701                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
13702                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
13703                         /* pkt_data' > pkt_end, pkt_meta' > pkt_data */
13704                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
13705                                                dst_reg->type, false);
13706                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, true);
13707                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
13708                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
13709                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
13710                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
13711                         /* pkt_end > pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
13712                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
13713                                                src_reg->type, true);
13714                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, false);
13715                 } else {
13716                         return false;
13717                 }
13718                 break;
13719         case BPF_JLT:
13720                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
13721                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
13722                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
13723                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
13724                         /* pkt_data' < pkt_end, pkt_meta' < pkt_data */
13725                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
13726                                                dst_reg->type, true);
13727                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, false);
13728                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
13729                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
13730                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
13731                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
13732                         /* pkt_end < pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
13733                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
13734                                                src_reg->type, false);
13735                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, true);
13736                 } else {
13737                         return false;
13738                 }
13739                 break;
13740         case BPF_JGE:
13741                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
13742                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
13743                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
13744                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
13745                         /* pkt_data' >= pkt_end, pkt_meta' >= pkt_data */
13746                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
13747                                                dst_reg->type, true);
13748                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, false);
13749                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
13750                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
13751                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
13752                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
13753                         /* pkt_end >= pkt_data', pkt_data >= pkt_meta' */
13754                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
13755                                                src_reg->type, false);
13756                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, true);
13757                 } else {
13758                         return false;
13759                 }
13760                 break;
13761         case BPF_JLE:
13762                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
13763                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
13764                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
13765                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
13766                         /* pkt_data' <= pkt_end, pkt_meta' <= pkt_data */
13767                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
13768                                                dst_reg->type, false);
13769                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, true);
13770                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
13771                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
13772                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
13773                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
13774                         /* pkt_end <= pkt_data', pkt_data <= pkt_meta' */
13775                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
13776                                                src_reg->type, true);
13777                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, false);
13778                 } else {
13779                         return false;
13780                 }
13781                 break;
13782         default:
13783                 return false;
13784         }
13785
13786         return true;
13787 }
13788
13789 static void find_equal_scalars(struct bpf_verifier_state *vstate,
13790                                struct bpf_reg_state *known_reg)
13791 {
13792         struct bpf_func_state *state;
13793         struct bpf_reg_state *reg;
13794
13795         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
13796                 if (reg->type == SCALAR_VALUE && reg->id == known_reg->id)
13797                         copy_register_state(reg, known_reg);
13798         }));
13799 }
13800
13801 static int check_cond_jmp_op(struct bpf_verifier_env *env,
13802                              struct bpf_insn *insn, int *insn_idx)
13803 {
13804         struct bpf_verifier_state *this_branch = env->cur_state;
13805         struct bpf_verifier_state *other_branch;
13806         struct bpf_reg_state *regs = this_branch->frame[this_branch->curframe]->regs;
13807         struct bpf_reg_state *dst_reg, *other_branch_regs, *src_reg = NULL;
13808         struct bpf_reg_state *eq_branch_regs;
13809         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
13810         bool is_jmp32;
13811         int pred = -1;
13812         int err;
13813
13814         /* Only conditional jumps are expected to reach here. */
13815         if (opcode == BPF_JA || opcode > BPF_JSLE) {
13816                 verbose(env, "invalid BPF_JMP/JMP32 opcode %x\n", opcode);
13817                 return -EINVAL;
13818         }
13819
13820         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
13821                 if (insn->imm != 0) {
13822                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
13823                         return -EINVAL;
13824                 }
13825
13826                 /* check src1 operand */
13827                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
13828                 if (err)
13829                         return err;
13830
13831                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
13832                         verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
13833                                 insn->src_reg);
13834                         return -EACCES;
13835                 }
13836                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
13837         } else {
13838                 if (insn->src_reg != BPF_REG_0) {
13839                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
13840                         return -EINVAL;
13841                 }
13842         }
13843
13844         /* check src2 operand */
13845         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
13846         if (err)
13847                 return err;
13848
13849         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
13850         is_jmp32 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32;
13851
13852         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
13853                 pred = is_branch_taken(dst_reg, insn->imm, opcode, is_jmp32);
13854         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
13855                    is_jmp32 && tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))) {
13856                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
13857                                        tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
13858                                        opcode,
13859                                        is_jmp32);
13860         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
13861                    !is_jmp32 && tnum_is_const(src_reg->var_off)) {
13862                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
13863                                        src_reg->var_off.value,
13864                                        opcode,
13865                                        is_jmp32);
13866         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
13867                    is_jmp32 && tnum_is_const(tnum_subreg(dst_reg->var_off))) {
13868                 pred = is_branch_taken(src_reg,
13869                                        tnum_subreg(dst_reg->var_off).value,
13870                                        flip_opcode(opcode),
13871                                        is_jmp32);
13872         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
13873                    !is_jmp32 && tnum_is_const(dst_reg->var_off)) {
13874                 pred = is_branch_taken(src_reg,
13875                                        dst_reg->var_off.value,
13876                                        flip_opcode(opcode),
13877                                        is_jmp32);
13878         } else if (reg_is_pkt_pointer_any(dst_reg) &&
13879                    reg_is_pkt_pointer_any(src_reg) &&
13880                    !is_jmp32) {
13881                 pred = is_pkt_ptr_branch_taken(dst_reg, src_reg, opcode);
13882         }
13883
13884         if (pred >= 0) {
13885                 /* If we get here with a dst_reg pointer type it is because
13886                  * above is_branch_taken() special cased the 0 comparison.
13887                  */
13888                 if (!__is_pointer_value(false, dst_reg))
13889                         err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
13890                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X && !err &&
13891                     !__is_pointer_value(false, src_reg))
13892                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
13893                 if (err)
13894                         return err;
13895         }
13896
13897         if (pred == 1) {
13898                 /* Only follow the goto, ignore fall-through. If needed, push
13899                  * the fall-through branch for simulation under speculative
13900                  * execution.
13901                  */
13902                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
13903                     !sanitize_speculative_path(env, insn, *insn_idx + 1,
13904                                                *insn_idx))
13905                         return -EFAULT;
13906                 *insn_idx += insn->off;
13907                 return 0;
13908         } else if (pred == 0) {
13909                 /* Only follow the fall-through branch, since that's where the
13910                  * program will go. If needed, push the goto branch for
13911                  * simulation under speculative execution.
13912                  */
13913                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
13914                     !sanitize_speculative_path(env, insn,
13915                                                *insn_idx + insn->off + 1,
13916                                                *insn_idx))
13917                         return -EFAULT;
13918                 return 0;
13919         }
13920
13921         other_branch = push_stack(env, *insn_idx + insn->off + 1, *insn_idx,
13922                                   false);
13923         if (!other_branch)
13924                 return -EFAULT;
13925         other_branch_regs = other_branch->frame[other_branch->curframe]->regs;
13926
13927         /* detect if we are comparing against a constant value so we can adjust
13928          * our min/max values for our dst register.
13929          * this is only legit if both are scalars (or pointers to the same
13930          * object, I suppose, see the PTR_MAYBE_NULL related if block below),
13931          * because otherwise the different base pointers mean the offsets aren't
13932          * comparable.
13933          */
13934         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
13935                 struct bpf_reg_state *src_reg = &regs[insn->src_reg];
13936
13937                 if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
13938                     src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
13939                         if (tnum_is_const(src_reg->var_off) ||
13940                             (is_jmp32 &&
13941                              tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))))
13942                                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
13943                                                 dst_reg,
13944                                                 src_reg->var_off.value,
13945                                                 tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
13946                                                 opcode, is_jmp32);
13947                         else if (tnum_is_const(dst_reg->var_off) ||
13948                                  (is_jmp32 &&
13949                                   tnum_is_const(tnum_subreg(dst_reg->var_off))))
13950                                 reg_set_min_max_inv(&other_branch_regs[insn->src_reg],
13951                                                     src_reg,
13952                                                     dst_reg->var_off.value,
13953                                                     tnum_subreg(dst_reg->var_off).value,
13954                                                     opcode, is_jmp32);
13955                         else if (!is_jmp32 &&
13956                                  (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE))
13957                                 /* Comparing for equality, we can combine knowledge */
13958                                 reg_combine_min_max(&other_branch_regs[insn->src_reg],
13959                                                     &other_branch_regs[insn->dst_reg],
13960                                                     src_reg, dst_reg, opcode);
13961                         if (src_reg->id &&
13962                             !WARN_ON_ONCE(src_reg->id != other_branch_regs[insn->src_reg].id)) {
13963                                 find_equal_scalars(this_branch, src_reg);
13964                                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->src_reg]);
13965                         }
13966
13967                 }
13968         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE) {
13969                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
13970                                         dst_reg, insn->imm, (u32)insn->imm,
13971                                         opcode, is_jmp32);
13972         }
13973
13974         if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE && dst_reg->id &&
13975             !WARN_ON_ONCE(dst_reg->id != other_branch_regs[insn->dst_reg].id)) {
13976                 find_equal_scalars(this_branch, dst_reg);
13977                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->dst_reg]);
13978         }
13979
13980         /* if one pointer register is compared to another pointer
13981          * register check if PTR_MAYBE_NULL could be lifted.
13982          * E.g. register A - maybe null
13983          *      register B - not null
13984          * for JNE A, B, ... - A is not null in the false branch;
13985          * for JEQ A, B, ... - A is not null in the true branch.
13986          *
13987          * Since PTR_TO_BTF_ID points to a kernel struct that does
13988          * not need to be null checked by the BPF program, i.e.,
13989          * could be null even without PTR_MAYBE_NULL marking, so
13990          * only propagate nullness when neither reg is that type.
13991          */
13992         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_X &&
13993             __is_pointer_value(false, src_reg) && __is_pointer_value(false, dst_reg) &&
13994             type_may_be_null(src_reg->type) != type_may_be_null(dst_reg->type) &&
13995             base_type(src_reg->type) != PTR_TO_BTF_ID &&
13996             base_type(dst_reg->type) != PTR_TO_BTF_ID) {
13997                 eq_branch_regs = NULL;
13998                 switch (opcode) {
13999                 case BPF_JEQ:
14000                         eq_branch_regs = other_branch_regs;
14001                         break;
14002                 case BPF_JNE:
14003                         eq_branch_regs = regs;
14004                         break;
14005                 default:
14006                         /* do nothing */
14007                         break;
14008                 }
14009                 if (eq_branch_regs) {
14010                         if (type_may_be_null(src_reg->type))
14011                                 mark_ptr_not_null_reg(&eq_branch_regs[insn->src_reg]);
14012                         else
14013                                 mark_ptr_not_null_reg(&eq_branch_regs[insn->dst_reg]);
14014                 }
14015         }
14016
14017         /* detect if R == 0 where R is returned from bpf_map_lookup_elem().
14018          * NOTE: these optimizations below are related with pointer comparison
14019          *       which will never be JMP32.
14020          */
14021         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K &&
14022             insn->imm == 0 && (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE) &&
14023             type_may_be_null(dst_reg->type)) {
14024                 /* Mark all identical registers in each branch as either
14025                  * safe or unknown depending R == 0 or R != 0 conditional.
14026                  */
14027                 mark_ptr_or_null_regs(this_branch, insn->dst_reg,
14028                                       opcode == BPF_JNE);
14029                 mark_ptr_or_null_regs(other_branch, insn->dst_reg,
14030                                       opcode == BPF_JEQ);
14031         } else if (!try_match_pkt_pointers(insn, dst_reg, &regs[insn->src_reg],
14032                                            this_branch, other_branch) &&
14033                    is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
14034                 verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
14035                         insn->dst_reg);
14036                 return -EACCES;
14037         }
14038         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
14039                 print_insn_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
14040         return 0;
14041 }
14042
14043 /* verify BPF_LD_IMM64 instruction */
14044 static int check_ld_imm(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
14045 {
14046         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
14047         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
14048         struct bpf_reg_state *dst_reg;
14049         struct bpf_map *map;
14050         int err;
14051
14052         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
14053                 verbose(env, "invalid BPF_LD_IMM insn\n");
14054                 return -EINVAL;
14055         }
14056         if (insn->off != 0) {
14057                 verbose(env, "BPF_LD_IMM64 uses reserved fields\n");
14058                 return -EINVAL;
14059         }
14060
14061         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
14062         if (err)
14063                 return err;
14064
14065         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
14066         if (insn->src_reg == 0) {
14067                 u64 imm = ((u64)(insn + 1)->imm << 32) | (u32)insn->imm;
14068
14069                 dst_reg->type = SCALAR_VALUE;
14070                 __mark_reg_known(&regs[insn->dst_reg], imm);
14071                 return 0;
14072         }
14073
14074         /* All special src_reg cases are listed below. From this point onwards
14075          * we either succeed and assign a corresponding dst_reg->type after
14076          * zeroing the offset, or fail and reject the program.
14077          */
14078         mark_reg_known_zero(env, regs, insn->dst_reg);
14079
14080         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
14081                 dst_reg->type = aux->btf_var.reg_type;
14082                 switch (base_type(dst_reg->type)) {
14083                 case PTR_TO_MEM:
14084                         dst_reg->mem_size = aux->btf_var.mem_size;
14085                         break;
14086                 case PTR_TO_BTF_ID:
14087                         dst_reg->btf = aux->btf_var.btf;
14088                         dst_reg->btf_id = aux->btf_var.btf_id;
14089                         break;
14090                 default:
14091                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
14092                         return -EFAULT;
14093                 }
14094                 return 0;
14095         }
14096
14097         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
14098                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
14099                 u32 subprogno = find_subprog(env,
14100                                              env->insn_idx + insn->imm + 1);
14101
14102                 if (!aux->func_info) {
14103                         verbose(env, "missing btf func_info\n");
14104                         return -EINVAL;
14105                 }
14106                 if (aux->func_info_aux[subprogno].linkage != BTF_FUNC_STATIC) {
14107                         verbose(env, "callback function not static\n");
14108                         return -EINVAL;
14109                 }
14110
14111                 dst_reg->type = PTR_TO_FUNC;
14112                 dst_reg->subprogno = subprogno;
14113                 return 0;
14114         }
14115
14116         map = env->used_maps[aux->map_index];
14117         dst_reg->map_ptr = map;
14118
14119         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_VALUE ||
14120             insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE) {
14121                 dst_reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
14122                 dst_reg->off = aux->map_off;
14123                 WARN_ON_ONCE(map->max_entries != 1);
14124                 /* We want reg->id to be same (0) as map_value is not distinct */
14125         } else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
14126                    insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
14127                 dst_reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
14128         } else {
14129                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
14130                 return -EINVAL;
14131         }
14132
14133         return 0;
14134 }
14135
14136 static bool may_access_skb(enum bpf_prog_type type)
14137 {
14138         switch (type) {
14139         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
14140         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
14141         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
14142                 return true;
14143         default:
14144                 return false;
14145         }
14146 }
14147
14148 /* verify safety of LD_ABS|LD_IND instructions:
14149  * - they can only appear in the programs where ctx == skb
14150  * - since they are wrappers of function calls, they scratch R1-R5 registers,
14151  *   preserve R6-R9, and store return value into R0
14152  *
14153  * Implicit input:
14154  *   ctx == skb == R6 == CTX
14155  *
14156  * Explicit input:
14157  *   SRC == any register
14158  *   IMM == 32-bit immediate
14159  *
14160  * Output:
14161  *   R0 - 8/16/32-bit skb data converted to cpu endianness
14162  */
14163 static int check_ld_abs(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
14164 {
14165         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
14166         static const int ctx_reg = BPF_REG_6;
14167         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
14168         int i, err;
14169
14170         if (!may_access_skb(resolve_prog_type(env->prog))) {
14171                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] instructions not allowed for this program type\n");
14172                 return -EINVAL;
14173         }
14174
14175         if (!env->ops->gen_ld_abs) {
14176                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
14177                 return -EINVAL;
14178         }
14179
14180         if (insn->dst_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
14181             BPF_SIZE(insn->code) == BPF_DW ||
14182             (mode == BPF_ABS && insn->src_reg != BPF_REG_0)) {
14183                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] uses reserved fields\n");
14184                 return -EINVAL;
14185         }
14186
14187         /* check whether implicit source operand (register R6) is readable */
14188         err = check_reg_arg(env, ctx_reg, SRC_OP);
14189         if (err)
14190                 return err;
14191
14192         /* Disallow usage of BPF_LD_[ABS|IND] with reference tracking, as
14193          * gen_ld_abs() may terminate the program at runtime, leading to
14194          * reference leak.
14195          */
14196         err = check_reference_leak(env);
14197         if (err) {
14198                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be mixed with socket references\n");
14199                 return err;
14200         }
14201
14202         if (env->cur_state->active_lock.ptr) {
14203                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_spin_lock-ed region\n");
14204                 return -EINVAL;
14205         }
14206
14207         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
14208                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_rcu_read_lock-ed region\n");
14209                 return -EINVAL;
14210         }
14211
14212         if (regs[ctx_reg].type != PTR_TO_CTX) {
14213                 verbose(env,
14214                         "at the time of BPF_LD_ABS|IND R6 != pointer to skb\n");
14215                 return -EINVAL;
14216         }
14217
14218         if (mode == BPF_IND) {
14219                 /* check explicit source operand */
14220                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
14221                 if (err)
14222                         return err;
14223         }
14224
14225         err = check_ptr_off_reg(env, &regs[ctx_reg], ctx_reg);
14226         if (err < 0)
14227                 return err;
14228
14229         /* reset caller saved regs to unreadable */
14230         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
14231                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
14232                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
14233         }
14234
14235         /* mark destination R0 register as readable, since it contains
14236          * the value fetched from the packet.
14237          * Already marked as written above.
14238          */
14239         mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
14240         /* ld_abs load up to 32-bit skb data. */
14241         regs[BPF_REG_0].subreg_def = env->insn_idx + 1;
14242         return 0;
14243 }
14244
14245 static int check_return_code(struct bpf_verifier_env *env)
14246 {
14247         struct tnum enforce_attach_type_range = tnum_unknown;
14248         const struct bpf_prog *prog = env->prog;
14249         struct bpf_reg_state *reg;
14250         struct tnum range = tnum_range(0, 1);
14251         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
14252         int err;
14253         struct bpf_func_state *frame = env->cur_state->frame[0];
14254         const bool is_subprog = frame->subprogno;
14255
14256         /* LSM and struct_ops func-ptr's return type could be "void" */
14257         if (!is_subprog) {
14258                 switch (prog_type) {
14259                 case BPF_PROG_TYPE_LSM:
14260                         if (prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP)
14261                                 /* See below, can be 0 or 0-1 depending on hook. */
14262                                 break;
14263                         fallthrough;
14264                 case BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS:
14265                         if (!prog->aux->attach_func_proto->type)
14266                                 return 0;
14267                         break;
14268                 default:
14269                         break;
14270                 }
14271         }
14272
14273         /* eBPF calling convention is such that R0 is used
14274          * to return the value from eBPF program.
14275          * Make sure that it's readable at this time
14276          * of bpf_exit, which means that program wrote
14277          * something into it earlier
14278          */
14279         err = check_reg_arg(env, BPF_REG_0, SRC_OP);
14280         if (err)
14281                 return err;
14282
14283         if (is_pointer_value(env, BPF_REG_0)) {
14284                 verbose(env, "R0 leaks addr as return value\n");
14285                 return -EACCES;
14286         }
14287
14288         reg = cur_regs(env) + BPF_REG_0;
14289
14290         if (frame->in_async_callback_fn) {
14291                 /* enforce return zero from async callbacks like timer */
14292                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
14293                         verbose(env, "In async callback the register R0 is not a known value (%s)\n",
14294                                 reg_type_str(env, reg->type));
14295                         return -EINVAL;
14296                 }
14297
14298                 if (!tnum_in(tnum_const(0), reg->var_off)) {
14299                         verbose_invalid_scalar(env, reg, &range, "async callback", "R0");
14300                         return -EINVAL;
14301                 }
14302                 return 0;
14303         }
14304
14305         if (is_subprog) {
14306                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
14307                         verbose(env, "At subprogram exit the register R0 is not a scalar value (%s)\n",
14308                                 reg_type_str(env, reg->type));
14309                         return -EINVAL;
14310                 }
14311                 return 0;
14312         }
14313
14314         switch (prog_type) {
14315         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK_ADDR:
14316                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP4_RECVMSG ||
14317                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP6_RECVMSG ||
14318                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETPEERNAME ||
14319                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETPEERNAME ||
14320                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETSOCKNAME ||
14321                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETSOCKNAME)
14322                         range = tnum_range(1, 1);
14323                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_BIND ||
14324                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_BIND)
14325                         range = tnum_range(0, 3);
14326                 break;
14327         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
14328                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET_EGRESS) {
14329                         range = tnum_range(0, 3);
14330                         enforce_attach_type_range = tnum_range(2, 3);
14331                 }
14332                 break;
14333         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK:
14334         case BPF_PROG_TYPE_SOCK_OPS:
14335         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_DEVICE:
14336         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SYSCTL:
14337         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
14338                 break;
14339         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
14340                 if (!env->prog->aux->attach_btf_id)
14341                         return 0;
14342                 range = tnum_const(0);
14343                 break;
14344         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
14345                 switch (env->prog->expected_attach_type) {
14346                 case BPF_TRACE_FENTRY:
14347                 case BPF_TRACE_FEXIT:
14348                         range = tnum_const(0);
14349                         break;
14350                 case BPF_TRACE_RAW_TP:
14351                 case BPF_MODIFY_RETURN:
14352                         return 0;
14353                 case BPF_TRACE_ITER:
14354                         break;
14355                 default:
14356                         return -ENOTSUPP;
14357                 }
14358                 break;
14359         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
14360                 range = tnum_range(SK_DROP, SK_PASS);
14361                 break;
14362
14363         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
14364                 if (env->prog->expected_attach_type != BPF_LSM_CGROUP) {
14365                         /* Regular BPF_PROG_TYPE_LSM programs can return
14366                          * any value.
14367                          */
14368                         return 0;
14369                 }
14370                 if (!env->prog->aux->attach_func_proto->type) {
14371                         /* Make sure programs that attach to void
14372                          * hooks don't try to modify return value.
14373                          */
14374                         range = tnum_range(1, 1);
14375                 }
14376                 break;
14377
14378         case BPF_PROG_TYPE_NETFILTER:
14379                 range = tnum_range(NF_DROP, NF_ACCEPT);
14380                 break;
14381         case BPF_PROG_TYPE_EXT:
14382                 /* freplace program can return anything as its return value
14383                  * depends on the to-be-replaced kernel func or bpf program.
14384                  */
14385         default:
14386                 return 0;
14387         }
14388
14389         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
14390                 verbose(env, "At program exit the register R0 is not a known value (%s)\n",
14391                         reg_type_str(env, reg->type));
14392                 return -EINVAL;
14393         }
14394
14395         if (!tnum_in(range, reg->var_off)) {
14396                 verbose_invalid_scalar(env, reg, &range, "program exit", "R0");
14397                 if (prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP &&
14398                     prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM &&
14399                     !prog->aux->attach_func_proto->type)
14400                         verbose(env, "Note, BPF_LSM_CGROUP that attach to void LSM hooks can't modify return value!\n");
14401                 return -EINVAL;
14402         }
14403
14404         if (!tnum_is_unknown(enforce_attach_type_range) &&
14405             tnum_in(enforce_attach_type_range, reg->var_off))
14406                 env->prog->enforce_expected_attach_type = 1;
14407         return 0;
14408 }
14409
14410 /* non-recursive DFS pseudo code
14411  * 1  procedure DFS-iterative(G,v):
14412  * 2      label v as discovered
14413  * 3      let S be a stack
14414  * 4      S.push(v)
14415  * 5      while S is not empty
14416  * 6            t <- S.peek()
14417  * 7            if t is what we're looking for:
14418  * 8                return t
14419  * 9            for all edges e in G.adjacentEdges(t) do
14420  * 10               if edge e is already labelled
14421  * 11                   continue with the next edge
14422  * 12               w <- G.adjacentVertex(t,e)
14423  * 13               if vertex w is not discovered and not explored
14424  * 14                   label e as tree-edge
14425  * 15                   label w as discovered
14426  * 16                   S.push(w)
14427  * 17                   continue at 5
14428  * 18               else if vertex w is discovered
14429  * 19                   label e as back-edge
14430  * 20               else
14431  * 21                   // vertex w is explored
14432  * 22                   label e as forward- or cross-edge
14433  * 23           label t as explored
14434  * 24           S.pop()
14435  *
14436  * convention:
14437  * 0x10 - discovered
14438  * 0x11 - discovered and fall-through edge labelled
14439  * 0x12 - discovered and fall-through and branch edges labelled
14440  * 0x20 - explored
14441  */
14442
14443 enum {
14444         DISCOVERED = 0x10,
14445         EXPLORED = 0x20,
14446         FALLTHROUGH = 1,
14447         BRANCH = 2,
14448 };
14449
14450 static u32 state_htab_size(struct bpf_verifier_env *env)
14451 {
14452         return env->prog->len;
14453 }
14454
14455 static struct bpf_verifier_state_list **explored_state(
14456                                         struct bpf_verifier_env *env,
14457                                         int idx)
14458 {
14459         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
14460         struct bpf_func_state *state = cur->frame[cur->curframe];
14461
14462         return &env->explored_states[(idx ^ state->callsite) % state_htab_size(env)];
14463 }
14464
14465 static void mark_prune_point(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
14466 {
14467         env->insn_aux_data[idx].prune_point = true;
14468 }
14469
14470 static bool is_prune_point(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
14471 {
14472         return env->insn_aux_data[insn_idx].prune_point;
14473 }
14474
14475 static void mark_force_checkpoint(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
14476 {
14477         env->insn_aux_data[idx].force_checkpoint = true;
14478 }
14479
14480 static bool is_force_checkpoint(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
14481 {
14482         return env->insn_aux_data[insn_idx].force_checkpoint;
14483 }
14484
14485
14486 enum {
14487         DONE_EXPLORING = 0,
14488         KEEP_EXPLORING = 1,
14489 };
14490
14491 /* t, w, e - match pseudo-code above:
14492  * t - index of current instruction
14493  * w - next instruction
14494  * e - edge
14495  */
14496 static int push_insn(int t, int w, int e, struct bpf_verifier_env *env,
14497                      bool loop_ok)
14498 {
14499         int *insn_stack = env->cfg.insn_stack;
14500         int *insn_state = env->cfg.insn_state;
14501
14502         if (e == FALLTHROUGH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | FALLTHROUGH))
14503                 return DONE_EXPLORING;
14504
14505         if (e == BRANCH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | BRANCH))
14506                 return DONE_EXPLORING;
14507
14508         if (w < 0 || w >= env->prog->len) {
14509                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
14510                 verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", t, w);
14511                 return -EINVAL;
14512         }
14513
14514         if (e == BRANCH) {
14515                 /* mark branch target for state pruning */
14516                 mark_prune_point(env, w);
14517                 mark_jmp_point(env, w);
14518         }
14519
14520         if (insn_state[w] == 0) {
14521                 /* tree-edge */
14522                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
14523                 insn_state[w] = DISCOVERED;
14524                 if (env->cfg.cur_stack >= env->prog->len)
14525                         return -E2BIG;
14526                 insn_stack[env->cfg.cur_stack++] = w;
14527                 return KEEP_EXPLORING;
14528         } else if ((insn_state[w] & 0xF0) == DISCOVERED) {
14529                 if (loop_ok && env->bpf_capable)
14530                         return DONE_EXPLORING;
14531                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
14532                 verbose_linfo(env, w, "%d: ", w);
14533                 verbose(env, "back-edge from insn %d to %d\n", t, w);
14534                 return -EINVAL;
14535         } else if (insn_state[w] == EXPLORED) {
14536                 /* forward- or cross-edge */
14537                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
14538         } else {
14539                 verbose(env, "insn state internal bug\n");
14540                 return -EFAULT;
14541         }
14542         return DONE_EXPLORING;
14543 }
14544
14545 static int visit_func_call_insn(int t, struct bpf_insn *insns,
14546                                 struct bpf_verifier_env *env,
14547                                 bool visit_callee)
14548 {
14549         int ret;
14550
14551         ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
14552         if (ret)
14553                 return ret;
14554
14555         mark_prune_point(env, t + 1);
14556         /* when we exit from subprog, we need to record non-linear history */
14557         mark_jmp_point(env, t + 1);
14558
14559         if (visit_callee) {
14560                 mark_prune_point(env, t);
14561                 ret = push_insn(t, t + insns[t].imm + 1, BRANCH, env,
14562                                 /* It's ok to allow recursion from CFG point of
14563                                  * view. __check_func_call() will do the actual
14564                                  * check.
14565                                  */
14566                                 bpf_pseudo_func(insns + t));
14567         }
14568         return ret;
14569 }
14570
14571 /* Visits the instruction at index t and returns one of the following:
14572  *  < 0 - an error occurred
14573  *  DONE_EXPLORING - the instruction was fully explored
14574  *  KEEP_EXPLORING - there is still work to be done before it is fully explored
14575  */
14576 static int visit_insn(int t, struct bpf_verifier_env *env)
14577 {
14578         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi, *insn = &insns[t];
14579         int ret;
14580
14581         if (bpf_pseudo_func(insn))
14582                 return visit_func_call_insn(t, insns, env, true);
14583
14584         /* All non-branch instructions have a single fall-through edge. */
14585         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_JMP &&
14586             BPF_CLASS(insn->code) != BPF_JMP32)
14587                 return push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
14588
14589         switch (BPF_OP(insn->code)) {
14590         case BPF_EXIT:
14591                 return DONE_EXPLORING;
14592
14593         case BPF_CALL:
14594                 if (insn->src_reg == 0 && insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback)
14595                         /* Mark this call insn as a prune point to trigger
14596                          * is_state_visited() check before call itself is
14597                          * processed by __check_func_call(). Otherwise new
14598                          * async state will be pushed for further exploration.
14599                          */
14600                         mark_prune_point(env, t);
14601                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) {
14602                         struct bpf_kfunc_call_arg_meta meta;
14603
14604                         ret = fetch_kfunc_meta(env, insn, &meta, NULL);
14605                         if (ret == 0 && is_iter_next_kfunc(&meta)) {
14606                                 mark_prune_point(env, t);
14607                                 /* Checking and saving state checkpoints at iter_next() call
14608                                  * is crucial for fast convergence of open-coded iterator loop
14609                                  * logic, so we need to force it. If we don't do that,
14610                                  * is_state_visited() might skip saving a checkpoint, causing
14611                                  * unnecessarily long sequence of not checkpointed
14612                                  * instructions and jumps, leading to exhaustion of jump
14613                                  * history buffer, and potentially other undesired outcomes.
14614                                  * It is expected that with correct open-coded iterators
14615                                  * convergence will happen quickly, so we don't run a risk of
14616                                  * exhausting memory.
14617                                  */
14618                                 mark_force_checkpoint(env, t);
14619                         }
14620                 }
14621                 return visit_func_call_insn(t, insns, env, insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL);
14622
14623         case BPF_JA:
14624                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K)
14625                         return -EINVAL;
14626
14627                 /* unconditional jump with single edge */
14628                 ret = push_insn(t, t + insn->off + 1, FALLTHROUGH, env,
14629                                 true);
14630                 if (ret)
14631                         return ret;
14632
14633                 mark_prune_point(env, t + insn->off + 1);
14634                 mark_jmp_point(env, t + insn->off + 1);
14635
14636                 return ret;
14637
14638         default:
14639                 /* conditional jump with two edges */
14640                 mark_prune_point(env, t);
14641
14642                 ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, true);
14643                 if (ret)
14644                         return ret;
14645
14646                 return push_insn(t, t + insn->off + 1, BRANCH, env, true);
14647         }
14648 }
14649
14650 /* non-recursive depth-first-search to detect loops in BPF program
14651  * loop == back-edge in directed graph
14652  */
14653 static int check_cfg(struct bpf_verifier_env *env)
14654 {
14655         int insn_cnt = env->prog->len;
14656         int *insn_stack, *insn_state;
14657         int ret = 0;
14658         int i;
14659
14660         insn_state = env->cfg.insn_state = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
14661         if (!insn_state)
14662                 return -ENOMEM;
14663
14664         insn_stack = env->cfg.insn_stack = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
14665         if (!insn_stack) {
14666                 kvfree(insn_state);
14667                 return -ENOMEM;
14668         }
14669
14670         insn_state[0] = DISCOVERED; /* mark 1st insn as discovered */
14671         insn_stack[0] = 0; /* 0 is the first instruction */
14672         env->cfg.cur_stack = 1;
14673
14674         while (env->cfg.cur_stack > 0) {
14675                 int t = insn_stack[env->cfg.cur_stack - 1];
14676
14677                 ret = visit_insn(t, env);
14678                 switch (ret) {
14679                 case DONE_EXPLORING:
14680                         insn_state[t] = EXPLORED;
14681                         env->cfg.cur_stack--;
14682                         break;
14683                 case KEEP_EXPLORING:
14684                         break;
14685                 default:
14686                         if (ret > 0) {
14687                                 verbose(env, "visit_insn internal bug\n");
14688                                 ret = -EFAULT;
14689                         }
14690                         goto err_free;
14691                 }
14692         }
14693
14694         if (env->cfg.cur_stack < 0) {
14695                 verbose(env, "pop stack internal bug\n");
14696                 ret = -EFAULT;
14697                 goto err_free;
14698         }
14699
14700         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
14701                 if (insn_state[i] != EXPLORED) {
14702                         verbose(env, "unreachable insn %d\n", i);
14703                         ret = -EINVAL;
14704                         goto err_free;
14705                 }
14706         }
14707         ret = 0; /* cfg looks good */
14708
14709 err_free:
14710         kvfree(insn_state);
14711         kvfree(insn_stack);
14712         env->cfg.insn_state = env->cfg.insn_stack = NULL;
14713         return ret;
14714 }
14715
14716 static int check_abnormal_return(struct bpf_verifier_env *env)
14717 {
14718         int i;
14719
14720         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
14721                 if (env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
14722                         verbose(env, "LD_ABS is not allowed in subprogs without BTF\n");
14723                         return -EINVAL;
14724                 }
14725                 if (env->subprog_info[i].has_tail_call) {
14726                         verbose(env, "tail_call is not allowed in subprogs without BTF\n");
14727                         return -EINVAL;
14728                 }
14729         }
14730         return 0;
14731 }
14732
14733 /* The minimum supported BTF func info size */
14734 #define MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE   8
14735 #define MAX_FUNCINFO_REC_SIZE   252
14736
14737 static int check_btf_func(struct bpf_verifier_env *env,
14738                           const union bpf_attr *attr,
14739                           bpfptr_t uattr)
14740 {
14741         const struct btf_type *type, *func_proto, *ret_type;
14742         u32 i, nfuncs, urec_size, min_size;
14743         u32 krec_size = sizeof(struct bpf_func_info);
14744         struct bpf_func_info *krecord;
14745         struct bpf_func_info_aux *info_aux = NULL;
14746         struct bpf_prog *prog;
14747         const struct btf *btf;
14748         bpfptr_t urecord;
14749         u32 prev_offset = 0;
14750         bool scalar_return;
14751         int ret = -ENOMEM;
14752
14753         nfuncs = attr->func_info_cnt;
14754         if (!nfuncs) {
14755                 if (check_abnormal_return(env))
14756                         return -EINVAL;
14757                 return 0;
14758         }
14759
14760         if (nfuncs != env->subprog_cnt) {
14761                 verbose(env, "number of funcs in func_info doesn't match number of subprogs\n");
14762                 return -EINVAL;
14763         }
14764
14765         urec_size = attr->func_info_rec_size;
14766         if (urec_size < MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE ||
14767             urec_size > MAX_FUNCINFO_REC_SIZE ||
14768             urec_size % sizeof(u32)) {
14769                 verbose(env, "invalid func info rec size %u\n", urec_size);
14770                 return -EINVAL;
14771         }
14772
14773         prog = env->prog;
14774         btf = prog->aux->btf;
14775
14776         urecord = make_bpfptr(attr->func_info, uattr.is_kernel);
14777         min_size = min_t(u32, krec_size, urec_size);
14778
14779         krecord = kvcalloc(nfuncs, krec_size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
14780         if (!krecord)
14781                 return -ENOMEM;
14782         info_aux = kcalloc(nfuncs, sizeof(*info_aux), GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
14783         if (!info_aux)
14784                 goto err_free;
14785
14786         for (i = 0; i < nfuncs; i++) {
14787                 ret = bpf_check_uarg_tail_zero(urecord, krec_size, urec_size);
14788                 if (ret) {
14789                         if (ret == -E2BIG) {
14790                                 verbose(env, "nonzero tailing record in func info");
14791                                 /* set the size kernel expects so loader can zero
14792                                  * out the rest of the record.
14793                                  */
14794                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
14795                                                           offsetof(union bpf_attr, func_info_rec_size),
14796                                                           &min_size, sizeof(min_size)))
14797                                         ret = -EFAULT;
14798                         }
14799                         goto err_free;
14800                 }
14801
14802                 if (copy_from_bpfptr(&krecord[i], urecord, min_size)) {
14803                         ret = -EFAULT;
14804                         goto err_free;
14805                 }
14806
14807                 /* check insn_off */
14808                 ret = -EINVAL;
14809                 if (i == 0) {
14810                         if (krecord[i].insn_off) {
14811                                 verbose(env,
14812                                         "nonzero insn_off %u for the first func info record",
14813                                         krecord[i].insn_off);
14814                                 goto err_free;
14815                         }
14816                 } else if (krecord[i].insn_off <= prev_offset) {
14817                         verbose(env,
14818                                 "same or smaller insn offset (%u) than previous func info record (%u)",
14819                                 krecord[i].insn_off, prev_offset);
14820                         goto err_free;
14821                 }
14822
14823                 if (env->subprog_info[i].start != krecord[i].insn_off) {
14824                         verbose(env, "func_info BTF section doesn't match subprog layout in BPF program\n");
14825                         goto err_free;
14826                 }
14827
14828                 /* check type_id */
14829                 type = btf_type_by_id(btf, krecord[i].type_id);
14830                 if (!type || !btf_type_is_func(type)) {
14831                         verbose(env, "invalid type id %d in func info",
14832                                 krecord[i].type_id);
14833                         goto err_free;
14834                 }
14835                 info_aux[i].linkage = BTF_INFO_VLEN(type->info);
14836
14837                 func_proto = btf_type_by_id(btf, type->type);
14838                 if (unlikely(!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)))
14839                         /* btf_func_check() already verified it during BTF load */
14840                         goto err_free;
14841                 ret_type = btf_type_skip_modifiers(btf, func_proto->type, NULL);
14842                 scalar_return =
14843                         btf_type_is_small_int(ret_type) || btf_is_any_enum(ret_type);
14844                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
14845                         verbose(env, "LD_ABS is only allowed in functions that return 'int'.\n");
14846                         goto err_free;
14847                 }
14848                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_tail_call) {
14849                         verbose(env, "tail_call is only allowed in functions that return 'int'.\n");
14850                         goto err_free;
14851                 }
14852
14853                 prev_offset = krecord[i].insn_off;
14854                 bpfptr_add(&urecord, urec_size);
14855         }
14856
14857         prog->aux->func_info = krecord;
14858         prog->aux->func_info_cnt = nfuncs;
14859         prog->aux->func_info_aux = info_aux;
14860         return 0;
14861
14862 err_free:
14863         kvfree(krecord);
14864         kfree(info_aux);
14865         return ret;
14866 }
14867
14868 static void adjust_btf_func(struct bpf_verifier_env *env)
14869 {
14870         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
14871         int i;
14872
14873         if (!aux->func_info)
14874                 return;
14875
14876         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
14877                 aux->func_info[i].insn_off = env->subprog_info[i].start;
14878 }
14879
14880 #define MIN_BPF_LINEINFO_SIZE   offsetofend(struct bpf_line_info, line_col)
14881 #define MAX_LINEINFO_REC_SIZE   MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
14882
14883 static int check_btf_line(struct bpf_verifier_env *env,
14884                           const union bpf_attr *attr,
14885                           bpfptr_t uattr)
14886 {
14887         u32 i, s, nr_linfo, ncopy, expected_size, rec_size, prev_offset = 0;
14888         struct bpf_subprog_info *sub;
14889         struct bpf_line_info *linfo;
14890         struct bpf_prog *prog;
14891         const struct btf *btf;
14892         bpfptr_t ulinfo;
14893         int err;
14894
14895         nr_linfo = attr->line_info_cnt;
14896         if (!nr_linfo)
14897                 return 0;
14898         if (nr_linfo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_line_info))
14899                 return -EINVAL;
14900
14901         rec_size = attr->line_info_rec_size;
14902         if (rec_size < MIN_BPF_LINEINFO_SIZE ||
14903             rec_size > MAX_LINEINFO_REC_SIZE ||
14904             rec_size & (sizeof(u32) - 1))
14905                 return -EINVAL;
14906
14907         /* Need to zero it in case the userspace may
14908          * pass in a smaller bpf_line_info object.
14909          */
14910         linfo = kvcalloc(nr_linfo, sizeof(struct bpf_line_info),
14911                          GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
14912         if (!linfo)
14913                 return -ENOMEM;
14914
14915         prog = env->prog;
14916         btf = prog->aux->btf;
14917
14918         s = 0;
14919         sub = env->subprog_info;
14920         ulinfo = make_bpfptr(attr->line_info, uattr.is_kernel);
14921         expected_size = sizeof(struct bpf_line_info);
14922         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
14923         for (i = 0; i < nr_linfo; i++) {
14924                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(ulinfo, expected_size, rec_size);
14925                 if (err) {
14926                         if (err == -E2BIG) {
14927                                 verbose(env, "nonzero tailing record in line_info");
14928                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
14929                                                           offsetof(union bpf_attr, line_info_rec_size),
14930                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
14931                                         err = -EFAULT;
14932                         }
14933                         goto err_free;
14934                 }
14935
14936                 if (copy_from_bpfptr(&linfo[i], ulinfo, ncopy)) {
14937                         err = -EFAULT;
14938                         goto err_free;
14939                 }
14940
14941                 /*
14942                  * Check insn_off to ensure
14943                  * 1) strictly increasing AND
14944                  * 2) bounded by prog->len
14945                  *
14946                  * The linfo[0].insn_off == 0 check logically falls into
14947                  * the later "missing bpf_line_info for func..." case
14948                  * because the first linfo[0].insn_off must be the
14949                  * first sub also and the first sub must have
14950                  * subprog_info[0].start == 0.
14951                  */
14952                 if ((i && linfo[i].insn_off <= prev_offset) ||
14953                     linfo[i].insn_off >= prog->len) {
14954                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].insn_off:%u (prev_offset:%u prog->len:%u)\n",
14955                                 i, linfo[i].insn_off, prev_offset,
14956                                 prog->len);
14957                         err = -EINVAL;
14958                         goto err_free;
14959                 }
14960
14961                 if (!prog->insnsi[linfo[i].insn_off].code) {
14962                         verbose(env,
14963                                 "Invalid insn code at line_info[%u].insn_off\n",
14964                                 i);
14965                         err = -EINVAL;
14966                         goto err_free;
14967                 }
14968
14969                 if (!btf_name_by_offset(btf, linfo[i].line_off) ||
14970                     !btf_name_by_offset(btf, linfo[i].file_name_off)) {
14971                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].line_off or .file_name_off\n", i);
14972                         err = -EINVAL;
14973                         goto err_free;
14974                 }
14975
14976                 if (s != env->subprog_cnt) {
14977                         if (linfo[i].insn_off == sub[s].start) {
14978                                 sub[s].linfo_idx = i;
14979                                 s++;
14980                         } else if (sub[s].start < linfo[i].insn_off) {
14981                                 verbose(env, "missing bpf_line_info for func#%u\n", s);
14982                                 err = -EINVAL;
14983                                 goto err_free;
14984                         }
14985                 }
14986
14987                 prev_offset = linfo[i].insn_off;
14988                 bpfptr_add(&ulinfo, rec_size);
14989         }
14990
14991         if (s != env->subprog_cnt) {
14992                 verbose(env, "missing bpf_line_info for %u funcs starting from func#%u\n",
14993                         env->subprog_cnt - s, s);
14994                 err = -EINVAL;
14995                 goto err_free;
14996         }
14997
14998         prog->aux->linfo = linfo;
14999         prog->aux->nr_linfo = nr_linfo;
15000
15001         return 0;
15002
15003 err_free:
15004         kvfree(linfo);
15005         return err;
15006 }
15007
15008 #define MIN_CORE_RELO_SIZE      sizeof(struct bpf_core_relo)
15009 #define MAX_CORE_RELO_SIZE      MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
15010
15011 static int check_core_relo(struct bpf_verifier_env *env,
15012                            const union bpf_attr *attr,
15013                            bpfptr_t uattr)
15014 {
15015         u32 i, nr_core_relo, ncopy, expected_size, rec_size;
15016         struct bpf_core_relo core_relo = {};
15017         struct bpf_prog *prog = env->prog;
15018         const struct btf *btf = prog->aux->btf;
15019         struct bpf_core_ctx ctx = {
15020                 .log = &env->log,
15021                 .btf = btf,
15022         };
15023         bpfptr_t u_core_relo;
15024         int err;
15025
15026         nr_core_relo = attr->core_relo_cnt;
15027         if (!nr_core_relo)
15028                 return 0;
15029         if (nr_core_relo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_core_relo))
15030                 return -EINVAL;
15031
15032         rec_size = attr->core_relo_rec_size;
15033         if (rec_size < MIN_CORE_RELO_SIZE ||
15034             rec_size > MAX_CORE_RELO_SIZE ||
15035             rec_size % sizeof(u32))
15036                 return -EINVAL;
15037
15038         u_core_relo = make_bpfptr(attr->core_relos, uattr.is_kernel);
15039         expected_size = sizeof(struct bpf_core_relo);
15040         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
15041
15042         /* Unlike func_info and line_info, copy and apply each CO-RE
15043          * relocation record one at a time.
15044          */
15045         for (i = 0; i < nr_core_relo; i++) {
15046                 /* future proofing when sizeof(bpf_core_relo) changes */
15047                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(u_core_relo, expected_size, rec_size);
15048                 if (err) {
15049                         if (err == -E2BIG) {
15050                                 verbose(env, "nonzero tailing record in core_relo");
15051                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
15052                                                           offsetof(union bpf_attr, core_relo_rec_size),
15053                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
15054                                         err = -EFAULT;
15055                         }
15056                         break;
15057                 }
15058
15059                 if (copy_from_bpfptr(&core_relo, u_core_relo, ncopy)) {
15060                         err = -EFAULT;
15061                         break;
15062                 }
15063
15064                 if (core_relo.insn_off % 8 || core_relo.insn_off / 8 >= prog->len) {
15065                         verbose(env, "Invalid core_relo[%u].insn_off:%u prog->len:%u\n",
15066                                 i, core_relo.insn_off, prog->len);
15067                         err = -EINVAL;
15068                         break;
15069                 }
15070
15071                 err = bpf_core_apply(&ctx, &core_relo, i,
15072                                      &prog->insnsi[core_relo.insn_off / 8]);
15073                 if (err)
15074                         break;
15075                 bpfptr_add(&u_core_relo, rec_size);
15076         }
15077         return err;
15078 }
15079
15080 static int check_btf_info(struct bpf_verifier_env *env,
15081                           const union bpf_attr *attr,
15082                           bpfptr_t uattr)
15083 {
15084         struct btf *btf;
15085         int err;
15086
15087         if (!attr->func_info_cnt && !attr->line_info_cnt) {
15088                 if (check_abnormal_return(env))
15089                         return -EINVAL;
15090                 return 0;
15091         }
15092
15093         btf = btf_get_by_fd(attr->prog_btf_fd);
15094         if (IS_ERR(btf))
15095                 return PTR_ERR(btf);
15096         if (btf_is_kernel(btf)) {
15097                 btf_put(btf);
15098                 return -EACCES;
15099         }
15100         env->prog->aux->btf = btf;
15101
15102         err = check_btf_func(env, attr, uattr);
15103         if (err)
15104                 return err;
15105
15106         err = check_btf_line(env, attr, uattr);
15107         if (err)
15108                 return err;
15109
15110         err = check_core_relo(env, attr, uattr);
15111         if (err)
15112                 return err;
15113
15114         return 0;
15115 }
15116
15117 /* check %cur's range satisfies %old's */
15118 static bool range_within(struct bpf_reg_state *old,
15119                          struct bpf_reg_state *cur)
15120 {
15121         return old->umin_value <= cur->umin_value &&
15122                old->umax_value >= cur->umax_value &&
15123                old->smin_value <= cur->smin_value &&
15124                old->smax_value >= cur->smax_value &&
15125                old->u32_min_value <= cur->u32_min_value &&
15126                old->u32_max_value >= cur->u32_max_value &&
15127                old->s32_min_value <= cur->s32_min_value &&
15128                old->s32_max_value >= cur->s32_max_value;
15129 }
15130
15131 /* If in the old state two registers had the same id, then they need to have
15132  * the same id in the new state as well.  But that id could be different from
15133  * the old state, so we need to track the mapping from old to new ids.
15134  * Once we have seen that, say, a reg with old id 5 had new id 9, any subsequent
15135  * regs with old id 5 must also have new id 9 for the new state to be safe.  But
15136  * regs with a different old id could still have new id 9, we don't care about
15137  * that.
15138  * So we look through our idmap to see if this old id has been seen before.  If
15139  * so, we require the new id to match; otherwise, we add the id pair to the map.
15140  */
15141 static bool check_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct bpf_idmap *idmap)
15142 {
15143         struct bpf_id_pair *map = idmap->map;
15144         unsigned int i;
15145
15146         /* either both IDs should be set or both should be zero */
15147         if (!!old_id != !!cur_id)
15148                 return false;
15149
15150         if (old_id == 0) /* cur_id == 0 as well */
15151                 return true;
15152
15153         for (i = 0; i < BPF_ID_MAP_SIZE; i++) {
15154                 if (!map[i].old) {
15155                         /* Reached an empty slot; haven't seen this id before */
15156                         map[i].old = old_id;
15157                         map[i].cur = cur_id;
15158                         return true;
15159                 }
15160                 if (map[i].old == old_id)
15161                         return map[i].cur == cur_id;
15162                 if (map[i].cur == cur_id)
15163                         return false;
15164         }
15165         /* We ran out of idmap slots, which should be impossible */
15166         WARN_ON_ONCE(1);
15167         return false;
15168 }
15169
15170 /* Similar to check_ids(), but allocate a unique temporary ID
15171  * for 'old_id' or 'cur_id' of zero.
15172  * This makes pairs like '0 vs unique ID', 'unique ID vs 0' valid.
15173  */
15174 static bool check_scalar_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct bpf_idmap *idmap)
15175 {
15176         old_id = old_id ? old_id : ++idmap->tmp_id_gen;
15177         cur_id = cur_id ? cur_id : ++idmap->tmp_id_gen;
15178
15179         return check_ids(old_id, cur_id, idmap);
15180 }
15181
15182 static void clean_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
15183                              struct bpf_func_state *st)
15184 {
15185         enum bpf_reg_liveness live;
15186         int i, j;
15187
15188         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
15189                 live = st->regs[i].live;
15190                 /* liveness must not touch this register anymore */
15191                 st->regs[i].live |= REG_LIVE_DONE;
15192                 if (!(live & REG_LIVE_READ))
15193                         /* since the register is unused, clear its state
15194                          * to make further comparison simpler
15195                          */
15196                         __mark_reg_not_init(env, &st->regs[i]);
15197         }
15198
15199         for (i = 0; i < st->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
15200                 live = st->stack[i].spilled_ptr.live;
15201                 /* liveness must not touch this stack slot anymore */
15202                 st->stack[i].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_DONE;
15203                 if (!(live & REG_LIVE_READ)) {
15204                         __mark_reg_not_init(env, &st->stack[i].spilled_ptr);
15205                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
15206                                 st->stack[i].slot_type[j] = STACK_INVALID;
15207                 }
15208         }
15209 }
15210
15211 static void clean_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
15212                                  struct bpf_verifier_state *st)
15213 {
15214         int i;
15215
15216         if (st->frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE)
15217                 /* all regs in this state in all frames were already marked */
15218                 return;
15219
15220         for (i = 0; i <= st->curframe; i++)
15221                 clean_func_state(env, st->frame[i]);
15222 }
15223
15224 /* the parentage chains form a tree.
15225  * the verifier states are added to state lists at given insn and
15226  * pushed into state stack for future exploration.
15227  * when the verifier reaches bpf_exit insn some of the verifer states
15228  * stored in the state lists have their final liveness state already,
15229  * but a lot of states will get revised from liveness point of view when
15230  * the verifier explores other branches.
15231  * Example:
15232  * 1: r0 = 1
15233  * 2: if r1 == 100 goto pc+1
15234  * 3: r0 = 2
15235  * 4: exit
15236  * when the verifier reaches exit insn the register r0 in the state list of
15237  * insn 2 will be seen as !REG_LIVE_READ. Then the verifier pops the other_branch
15238  * of insn 2 and goes exploring further. At the insn 4 it will walk the
15239  * parentage chain from insn 4 into insn 2 and will mark r0 as REG_LIVE_READ.
15240  *
15241  * Since the verifier pushes the branch states as it sees them while exploring
15242  * the program the condition of walking the branch instruction for the second
15243  * time means that all states below this branch were already explored and
15244  * their final liveness marks are already propagated.
15245  * Hence when the verifier completes the search of state list in is_state_visited()
15246  * we can call this clean_live_states() function to mark all liveness states
15247  * as REG_LIVE_DONE to indicate that 'parent' pointers of 'struct bpf_reg_state'
15248  * will not be used.
15249  * This function also clears the registers and stack for states that !READ
15250  * to simplify state merging.
15251  *
15252  * Important note here that walking the same branch instruction in the callee
15253  * doesn't meant that the states are DONE. The verifier has to compare
15254  * the callsites
15255  */
15256 static void clean_live_states(struct bpf_verifier_env *env, int insn,
15257                               struct bpf_verifier_state *cur)
15258 {
15259         struct bpf_verifier_state_list *sl;
15260         int i;
15261
15262         sl = *explored_state(env, insn);
15263         while (sl) {
15264                 if (sl->state.branches)
15265                         goto next;
15266                 if (sl->state.insn_idx != insn ||
15267                     sl->state.curframe != cur->curframe)
15268                         goto next;
15269                 for (i = 0; i <= cur->curframe; i++)
15270                         if (sl->state.frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
15271                                 goto next;
15272                 clean_verifier_state(env, &sl->state);
15273 next:
15274                 sl = sl->next;
15275         }
15276 }
15277
15278 static bool regs_exact(const struct bpf_reg_state *rold,
15279                        const struct bpf_reg_state *rcur,
15280                        struct bpf_idmap *idmap)
15281 {
15282         return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
15283                check_ids(rold->id, rcur->id, idmap) &&
15284                check_ids(rold->ref_obj_id, rcur->ref_obj_id, idmap);
15285 }
15286
15287 /* Returns true if (rold safe implies rcur safe) */
15288 static bool regsafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *rold,
15289                     struct bpf_reg_state *rcur, struct bpf_idmap *idmap)
15290 {
15291         if (!(rold->live & REG_LIVE_READ))
15292                 /* explored state didn't use this */
15293                 return true;
15294         if (rold->type == NOT_INIT)
15295                 /* explored state can't have used this */
15296                 return true;
15297         if (rcur->type == NOT_INIT)
15298                 return false;
15299
15300         /* Enforce that register types have to match exactly, including their
15301          * modifiers (like PTR_MAYBE_NULL, MEM_RDONLY, etc), as a general
15302          * rule.
15303          *
15304          * One can make a point that using a pointer register as unbounded
15305          * SCALAR would be technically acceptable, but this could lead to
15306          * pointer leaks because scalars are allowed to leak while pointers
15307          * are not. We could make this safe in special cases if root is
15308          * calling us, but it's probably not worth the hassle.
15309          *
15310          * Also, register types that are *not* MAYBE_NULL could technically be
15311          * safe to use as their MAYBE_NULL variants (e.g., PTR_TO_MAP_VALUE
15312          * is safe to be used as PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, provided both point
15313          * to the same map).
15314          * However, if the old MAYBE_NULL register then got NULL checked,
15315          * doing so could have affected others with the same id, and we can't
15316          * check for that because we lost the id when we converted to
15317          * a non-MAYBE_NULL variant.
15318          * So, as a general rule we don't allow mixing MAYBE_NULL and
15319          * non-MAYBE_NULL registers as well.
15320          */
15321         if (rold->type != rcur->type)
15322                 return false;
15323
15324         switch (base_type(rold->type)) {
15325         case SCALAR_VALUE:
15326                 if (env->explore_alu_limits) {
15327                         /* explore_alu_limits disables tnum_in() and range_within()
15328                          * logic and requires everything to be strict
15329                          */
15330                         return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
15331                                check_scalar_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
15332                 }
15333                 if (!rold->precise)
15334                         return true;
15335                 /* Why check_ids() for scalar registers?
15336                  *
15337                  * Consider the following BPF code:
15338                  *   1: r6 = ... unbound scalar, ID=a ...
15339                  *   2: r7 = ... unbound scalar, ID=b ...
15340                  *   3: if (r6 > r7) goto +1
15341                  *   4: r6 = r7
15342                  *   5: if (r6 > X) goto ...
15343                  *   6: ... memory operation using r7 ...
15344                  *
15345                  * First verification path is [1-6]:
15346                  * - at (4) same bpf_reg_state::id (b) would be assigned to r6 and r7;
15347                  * - at (5) r6 would be marked <= X, find_equal_scalars() would also mark
15348                  *   r7 <= X, because r6 and r7 share same id.
15349                  * Next verification path is [1-4, 6].
15350                  *
15351                  * Instruction (6) would be reached in two states:
15352                  *   I.  r6{.id=b}, r7{.id=b} via path 1-6;
15353                  *   II. r6{.id=a}, r7{.id=b} via path 1-4, 6.
15354                  *
15355                  * Use check_ids() to distinguish these states.
15356                  * ---
15357                  * Also verify that new value satisfies old value range knowledge.
15358                  */
15359                 return range_within(rold, rcur) &&
15360                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off) &&
15361                        check_scalar_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
15362         case PTR_TO_MAP_KEY:
15363         case PTR_TO_MAP_VALUE:
15364         case PTR_TO_MEM:
15365         case PTR_TO_BUF:
15366         case PTR_TO_TP_BUFFER:
15367                 /* If the new min/max/var_off satisfy the old ones and
15368                  * everything else matches, we are OK.
15369                  */
15370                 return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off)) == 0 &&
15371                        range_within(rold, rcur) &&
15372                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off) &&
15373                        check_ids(rold->id, rcur->id, idmap) &&
15374                        check_ids(rold->ref_obj_id, rcur->ref_obj_id, idmap);
15375         case PTR_TO_PACKET_META:
15376         case PTR_TO_PACKET:
15377                 /* We must have at least as much range as the old ptr
15378                  * did, so that any accesses which were safe before are
15379                  * still safe.  This is true even if old range < old off,
15380                  * since someone could have accessed through (ptr - k), or
15381                  * even done ptr -= k in a register, to get a safe access.
15382                  */
15383                 if (rold->range > rcur->range)
15384                         return false;
15385                 /* If the offsets don't match, we can't trust our alignment;
15386                  * nor can we be sure that we won't fall out of range.
15387                  */
15388                 if (rold->off != rcur->off)
15389                         return false;
15390                 /* id relations must be preserved */
15391                 if (!check_ids(rold->id, rcur->id, idmap))
15392                         return false;
15393                 /* new val must satisfy old val knowledge */
15394                 return range_within(rold, rcur) &&
15395                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
15396         case PTR_TO_STACK:
15397                 /* two stack pointers are equal only if they're pointing to
15398                  * the same stack frame, since fp-8 in foo != fp-8 in bar
15399                  */
15400                 return regs_exact(rold, rcur, idmap) && rold->frameno == rcur->frameno;
15401         default:
15402                 return regs_exact(rold, rcur, idmap);
15403         }
15404 }
15405
15406 static bool stacksafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
15407                       struct bpf_func_state *cur, struct bpf_idmap *idmap)
15408 {
15409         int i, spi;
15410
15411         /* walk slots of the explored stack and ignore any additional
15412          * slots in the current stack, since explored(safe) state
15413          * didn't use them
15414          */
15415         for (i = 0; i < old->allocated_stack; i++) {
15416                 struct bpf_reg_state *old_reg, *cur_reg;
15417
15418                 spi = i / BPF_REG_SIZE;
15419
15420                 if (!(old->stack[spi].spilled_ptr.live & REG_LIVE_READ)) {
15421                         i += BPF_REG_SIZE - 1;
15422                         /* explored state didn't use this */
15423                         continue;
15424                 }
15425
15426                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_INVALID)
15427                         continue;
15428
15429                 if (env->allow_uninit_stack &&
15430                     old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC)
15431                         continue;
15432
15433                 /* explored stack has more populated slots than current stack
15434                  * and these slots were used
15435                  */
15436                 if (i >= cur->allocated_stack)
15437                         return false;
15438
15439                 /* if old state was safe with misc data in the stack
15440                  * it will be safe with zero-initialized stack.
15441                  * The opposite is not true
15442                  */
15443                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC &&
15444                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_ZERO)
15445                         continue;
15446                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] !=
15447                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE])
15448                         /* Ex: old explored (safe) state has STACK_SPILL in
15449                          * this stack slot, but current has STACK_MISC ->
15450                          * this verifier states are not equivalent,
15451                          * return false to continue verification of this path
15452                          */
15453                         return false;
15454                 if (i % BPF_REG_SIZE != BPF_REG_SIZE - 1)
15455                         continue;
15456                 /* Both old and cur are having same slot_type */
15457                 switch (old->stack[spi].slot_type[BPF_REG_SIZE - 1]) {
15458                 case STACK_SPILL:
15459                         /* when explored and current stack slot are both storing
15460                          * spilled registers, check that stored pointers types
15461                          * are the same as well.
15462                          * Ex: explored safe path could have stored
15463                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -8}
15464                          * but current path has stored:
15465                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -16}
15466                          * such verifier states are not equivalent.
15467                          * return false to continue verification of this path
15468                          */
15469                         if (!regsafe(env, &old->stack[spi].spilled_ptr,
15470                                      &cur->stack[spi].spilled_ptr, idmap))
15471                                 return false;
15472                         break;
15473                 case STACK_DYNPTR:
15474                         old_reg = &old->stack[spi].spilled_ptr;
15475                         cur_reg = &cur->stack[spi].spilled_ptr;
15476                         if (old_reg->dynptr.type != cur_reg->dynptr.type ||
15477                             old_reg->dynptr.first_slot != cur_reg->dynptr.first_slot ||
15478                             !check_ids(old_reg->ref_obj_id, cur_reg->ref_obj_id, idmap))
15479                                 return false;
15480                         break;
15481                 case STACK_ITER:
15482                         old_reg = &old->stack[spi].spilled_ptr;
15483                         cur_reg = &cur->stack[spi].spilled_ptr;
15484                         /* iter.depth is not compared between states as it
15485                          * doesn't matter for correctness and would otherwise
15486                          * prevent convergence; we maintain it only to prevent
15487                          * infinite loop check triggering, see
15488                          * iter_active_depths_differ()
15489                          */
15490                         if (old_reg->iter.btf != cur_reg->iter.btf ||
15491                             old_reg->iter.btf_id != cur_reg->iter.btf_id ||
15492                             old_reg->iter.state != cur_reg->iter.state ||
15493                             /* ignore {old_reg,cur_reg}->iter.depth, see above */
15494                             !check_ids(old_reg->ref_obj_id, cur_reg->ref_obj_id, idmap))
15495                                 return false;
15496                         break;
15497                 case STACK_MISC:
15498                 case STACK_ZERO:
15499                 case STACK_INVALID:
15500                         continue;
15501                 /* Ensure that new unhandled slot types return false by default */
15502                 default:
15503                         return false;
15504                 }
15505         }
15506         return true;
15507 }
15508
15509 static bool refsafe(struct bpf_func_state *old, struct bpf_func_state *cur,
15510                     struct bpf_idmap *idmap)
15511 {
15512         int i;
15513
15514         if (old->acquired_refs != cur->acquired_refs)
15515                 return false;
15516
15517         for (i = 0; i < old->acquired_refs; i++) {
15518                 if (!check_ids(old->refs[i].id, cur->refs[i].id, idmap))
15519                         return false;
15520         }
15521
15522         return true;
15523 }
15524
15525 /* compare two verifier states
15526  *
15527  * all states stored in state_list are known to be valid, since
15528  * verifier reached 'bpf_exit' instruction through them
15529  *
15530  * this function is called when verifier exploring different branches of
15531  * execution popped from the state stack. If it sees an old state that has
15532  * more strict register state and more strict stack state then this execution
15533  * branch doesn't need to be explored further, since verifier already
15534  * concluded that more strict state leads to valid finish.
15535  *
15536  * Therefore two states are equivalent if register state is more conservative
15537  * and explored stack state is more conservative than the current one.
15538  * Example:
15539  *       explored                   current
15540  * (slot1=INV slot2=MISC) == (slot1=MISC slot2=MISC)
15541  * (slot1=MISC slot2=MISC) != (slot1=INV slot2=MISC)
15542  *
15543  * In other words if current stack state (one being explored) has more
15544  * valid slots than old one that already passed validation, it means
15545  * the verifier can stop exploring and conclude that current state is valid too
15546  *
15547  * Similarly with registers. If explored state has register type as invalid
15548  * whereas register type in current state is meaningful, it means that
15549  * the current state will reach 'bpf_exit' instruction safely
15550  */
15551 static bool func_states_equal(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
15552                               struct bpf_func_state *cur)
15553 {
15554         int i;
15555
15556         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
15557                 if (!regsafe(env, &old->regs[i], &cur->regs[i],
15558                              &env->idmap_scratch))
15559                         return false;
15560
15561         if (!stacksafe(env, old, cur, &env->idmap_scratch))
15562                 return false;
15563
15564         if (!refsafe(old, cur, &env->idmap_scratch))
15565                 return false;
15566
15567         return true;
15568 }
15569
15570 static bool states_equal(struct bpf_verifier_env *env,
15571                          struct bpf_verifier_state *old,
15572                          struct bpf_verifier_state *cur)
15573 {
15574         int i;
15575
15576         if (old->curframe != cur->curframe)
15577                 return false;
15578
15579         env->idmap_scratch.tmp_id_gen = env->id_gen;
15580         memset(&env->idmap_scratch.map, 0, sizeof(env->idmap_scratch.map));
15581
15582         /* Verification state from speculative execution simulation
15583          * must never prune a non-speculative execution one.
15584          */
15585         if (old->speculative && !cur->speculative)
15586                 return false;
15587
15588         if (old->active_lock.ptr != cur->active_lock.ptr)
15589                 return false;
15590
15591         /* Old and cur active_lock's have to be either both present
15592          * or both absent.
15593          */
15594         if (!!old->active_lock.id != !!cur->active_lock.id)
15595                 return false;
15596
15597         if (old->active_lock.id &&
15598             !check_ids(old->active_lock.id, cur->active_lock.id, &env->idmap_scratch))
15599                 return false;
15600
15601         if (old->active_rcu_lock != cur->active_rcu_lock)
15602                 return false;
15603
15604         /* for states to be equal callsites have to be the same
15605          * and all frame states need to be equivalent
15606          */
15607         for (i = 0; i <= old->curframe; i++) {
15608                 if (old->frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
15609                         return false;
15610                 if (!func_states_equal(env, old->frame[i], cur->frame[i]))
15611                         return false;
15612         }
15613         return true;
15614 }
15615
15616 /* Return 0 if no propagation happened. Return negative error code if error
15617  * happened. Otherwise, return the propagated bit.
15618  */
15619 static int propagate_liveness_reg(struct bpf_verifier_env *env,
15620                                   struct bpf_reg_state *reg,
15621                                   struct bpf_reg_state *parent_reg)
15622 {
15623         u8 parent_flag = parent_reg->live & REG_LIVE_READ;
15624         u8 flag = reg->live & REG_LIVE_READ;
15625         int err;
15626
15627         /* When comes here, read flags of PARENT_REG or REG could be any of
15628          * REG_LIVE_READ64, REG_LIVE_READ32, REG_LIVE_NONE. There is no need
15629          * of propagation if PARENT_REG has strongest REG_LIVE_READ64.
15630          */
15631         if (parent_flag == REG_LIVE_READ64 ||
15632             /* Or if there is no read flag from REG. */
15633             !flag ||
15634             /* Or if the read flag from REG is the same as PARENT_REG. */
15635             parent_flag == flag)
15636                 return 0;
15637
15638         err = mark_reg_read(env, reg, parent_reg, flag);
15639         if (err)
15640                 return err;
15641
15642         return flag;
15643 }
15644
15645 /* A write screens off any subsequent reads; but write marks come from the
15646  * straight-line code between a state and its parent.  When we arrive at an
15647  * equivalent state (jump target or such) we didn't arrive by the straight-line
15648  * code, so read marks in the state must propagate to the parent regardless
15649  * of the state's write marks. That's what 'parent == state->parent' comparison
15650  * in mark_reg_read() is for.
15651  */
15652 static int propagate_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
15653                               const struct bpf_verifier_state *vstate,
15654                               struct bpf_verifier_state *vparent)
15655 {
15656         struct bpf_reg_state *state_reg, *parent_reg;
15657         struct bpf_func_state *state, *parent;
15658         int i, frame, err = 0;
15659
15660         if (vparent->curframe != vstate->curframe) {
15661                 WARN(1, "propagate_live: parent frame %d current frame %d\n",
15662                      vparent->curframe, vstate->curframe);
15663                 return -EFAULT;
15664         }
15665         /* Propagate read liveness of registers... */
15666         BUILD_BUG_ON(BPF_REG_FP + 1 != MAX_BPF_REG);
15667         for (frame = 0; frame <= vstate->curframe; frame++) {
15668                 parent = vparent->frame[frame];
15669                 state = vstate->frame[frame];
15670                 parent_reg = parent->regs;
15671                 state_reg = state->regs;
15672                 /* We don't need to worry about FP liveness, it's read-only */
15673                 for (i = frame < vstate->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
15674                         err = propagate_liveness_reg(env, &state_reg[i],
15675                                                      &parent_reg[i]);
15676                         if (err < 0)
15677                                 return err;
15678                         if (err == REG_LIVE_READ64)
15679                                 mark_insn_zext(env, &parent_reg[i]);
15680                 }
15681
15682                 /* Propagate stack slots. */
15683                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE &&
15684                             i < parent->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
15685                         parent_reg = &parent->stack[i].spilled_ptr;
15686                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
15687                         err = propagate_liveness_reg(env, state_reg,
15688                                                      parent_reg);
15689                         if (err < 0)
15690                                 return err;
15691                 }
15692         }
15693         return 0;
15694 }
15695
15696 /* find precise scalars in the previous equivalent state and
15697  * propagate them into the current state
15698  */
15699 static int propagate_precision(struct bpf_verifier_env *env,
15700                                const struct bpf_verifier_state *old)
15701 {
15702         struct bpf_reg_state *state_reg;
15703         struct bpf_func_state *state;
15704         int i, err = 0, fr;
15705         bool first;
15706
15707         for (fr = old->curframe; fr >= 0; fr--) {
15708                 state = old->frame[fr];
15709                 state_reg = state->regs;
15710                 first = true;
15711                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++, state_reg++) {
15712                         if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
15713                             !state_reg->precise ||
15714                             !(state_reg->live & REG_LIVE_READ))
15715                                 continue;
15716                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
15717                                 if (first)
15718                                         verbose(env, "frame %d: propagating r%d", fr, i);
15719                                 else
15720                                         verbose(env, ",r%d", i);
15721                         }
15722                         bt_set_frame_reg(&env->bt, fr, i);
15723                         first = false;
15724                 }
15725
15726                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
15727                         if (!is_spilled_reg(&state->stack[i]))
15728                                 continue;
15729                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
15730                         if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
15731                             !state_reg->precise ||
15732                             !(state_reg->live & REG_LIVE_READ))
15733                                 continue;
15734                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
15735                                 if (first)
15736                                         verbose(env, "frame %d: propagating fp%d",
15737                                                 fr, (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
15738                                 else
15739                                         verbose(env, ",fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
15740                         }
15741                         bt_set_frame_slot(&env->bt, fr, i);
15742                         first = false;
15743                 }
15744                 if (!first)
15745                         verbose(env, "\n");
15746         }
15747
15748         err = mark_chain_precision_batch(env);
15749         if (err < 0)
15750                 return err;
15751
15752         return 0;
15753 }
15754
15755 static bool states_maybe_looping(struct bpf_verifier_state *old,
15756                                  struct bpf_verifier_state *cur)
15757 {
15758         struct bpf_func_state *fold, *fcur;
15759         int i, fr = cur->curframe;
15760
15761         if (old->curframe != fr)
15762                 return false;
15763
15764         fold = old->frame[fr];
15765         fcur = cur->frame[fr];
15766         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
15767                 if (memcmp(&fold->regs[i], &fcur->regs[i],
15768                            offsetof(struct bpf_reg_state, parent)))
15769                         return false;
15770         return true;
15771 }
15772
15773 static bool is_iter_next_insn(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
15774 {
15775         return env->insn_aux_data[insn_idx].is_iter_next;
15776 }
15777
15778 /* is_state_visited() handles iter_next() (see process_iter_next_call() for
15779  * terminology) calls specially: as opposed to bounded BPF loops, it *expects*
15780  * states to match, which otherwise would look like an infinite loop. So while
15781  * iter_next() calls are taken care of, we still need to be careful and
15782  * prevent erroneous and too eager declaration of "ininite loop", when
15783  * iterators are involved.
15784  *
15785  * Here's a situation in pseudo-BPF assembly form:
15786  *
15787  *   0: again:                          ; set up iter_next() call args
15788  *   1:   r1 = &it                      ; <CHECKPOINT HERE>
15789  *   2:   call bpf_iter_num_next        ; this is iter_next() call
15790  *   3:   if r0 == 0 goto done
15791  *   4:   ... something useful here ...
15792  *   5:   goto again                    ; another iteration
15793  *   6: done:
15794  *   7:   r1 = &it
15795  *   8:   call bpf_iter_num_destroy     ; clean up iter state
15796  *   9:   exit
15797  *
15798  * This is a typical loop. Let's assume that we have a prune point at 1:,
15799  * before we get to `call bpf_iter_num_next` (e.g., because of that `goto
15800  * again`, assuming other heuristics don't get in a way).
15801  *
15802  * When we first time come to 1:, let's say we have some state X. We proceed
15803  * to 2:, fork states, enqueue ACTIVE, validate NULL case successfully, exit.
15804  * Now we come back to validate that forked ACTIVE state. We proceed through
15805  * 3-5, come to goto, jump to 1:. Let's assume our state didn't change, so we
15806  * are converging. But the problem is that we don't know that yet, as this
15807  * convergence has to happen at iter_next() call site only. So if nothing is
15808  * done, at 1: verifier will use bounded loop logic and declare infinite
15809  * looping (and would be *technically* correct, if not for iterator's
15810  * "eventual sticky NULL" contract, see process_iter_next_call()). But we
15811  * don't want that. So what we do in process_iter_next_call() when we go on
15812  * another ACTIVE iteration, we bump slot->iter.depth, to mark that it's
15813  * a different iteration. So when we suspect an infinite loop, we additionally
15814  * check if any of the *ACTIVE* iterator states depths differ. If yes, we
15815  * pretend we are not looping and wait for next iter_next() call.
15816  *
15817  * This only applies to ACTIVE state. In DRAINED state we don't expect to
15818  * loop, because that would actually mean infinite loop, as DRAINED state is
15819  * "sticky", and so we'll keep returning into the same instruction with the
15820  * same state (at least in one of possible code paths).
15821  *
15822  * This approach allows to keep infinite loop heuristic even in the face of
15823  * active iterator. E.g., C snippet below is and will be detected as
15824  * inifintely looping:
15825  *
15826  *   struct bpf_iter_num it;
15827  *   int *p, x;
15828  *
15829  *   bpf_iter_num_new(&it, 0, 10);
15830  *   while ((p = bpf_iter_num_next(&t))) {
15831  *       x = p;
15832  *       while (x--) {} // <<-- infinite loop here
15833  *   }
15834  *
15835  */
15836 static bool iter_active_depths_differ(struct bpf_verifier_state *old, struct bpf_verifier_state *cur)
15837 {
15838         struct bpf_reg_state *slot, *cur_slot;
15839         struct bpf_func_state *state;
15840         int i, fr;
15841
15842         for (fr = old->curframe; fr >= 0; fr--) {
15843                 state = old->frame[fr];
15844                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
15845                         if (state->stack[i].slot_type[0] != STACK_ITER)
15846                                 continue;
15847
15848                         slot = &state->stack[i].spilled_ptr;
15849                         if (slot->iter.state != BPF_ITER_STATE_ACTIVE)
15850                                 continue;
15851
15852                         cur_slot = &cur->frame[fr]->stack[i].spilled_ptr;
15853                         if (cur_slot->iter.depth != slot->iter.depth)
15854                                 return true;
15855                 }
15856         }
15857         return false;
15858 }
15859
15860 static int is_state_visited(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
15861 {
15862         struct bpf_verifier_state_list *new_sl;
15863         struct bpf_verifier_state_list *sl, **pprev;
15864         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state, *new;
15865         int i, j, err, states_cnt = 0;
15866         bool force_new_state = env->test_state_freq || is_force_checkpoint(env, insn_idx);
15867         bool add_new_state = force_new_state;
15868
15869         /* bpf progs typically have pruning point every 4 instructions
15870          * http://vger.kernel.org/bpfconf2019.html#session-1
15871          * Do not add new state for future pruning if the verifier hasn't seen
15872          * at least 2 jumps and at least 8 instructions.
15873          * This heuristics helps decrease 'total_states' and 'peak_states' metric.
15874          * In tests that amounts to up to 50% reduction into total verifier
15875          * memory consumption and 20% verifier time speedup.
15876          */
15877         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed >= 2 &&
15878             env->insn_processed - env->prev_insn_processed >= 8)
15879                 add_new_state = true;
15880
15881         pprev = explored_state(env, insn_idx);
15882         sl = *pprev;
15883
15884         clean_live_states(env, insn_idx, cur);
15885
15886         while (sl) {
15887                 states_cnt++;
15888                 if (sl->state.insn_idx != insn_idx)
15889                         goto next;
15890
15891                 if (sl->state.branches) {
15892                         struct bpf_func_state *frame = sl->state.frame[sl->state.curframe];
15893
15894                         if (frame->in_async_callback_fn &&
15895                             frame->async_entry_cnt != cur->frame[cur->curframe]->async_entry_cnt) {
15896                                 /* Different async_entry_cnt means that the verifier is
15897                                  * processing another entry into async callback.
15898                                  * Seeing the same state is not an indication of infinite
15899                                  * loop or infinite recursion.
15900                                  * But finding the same state doesn't mean that it's safe
15901                                  * to stop processing the current state. The previous state
15902                                  * hasn't yet reached bpf_exit, since state.branches > 0.
15903                                  * Checking in_async_callback_fn alone is not enough either.
15904                                  * Since the verifier still needs to catch infinite loops
15905                                  * inside async callbacks.
15906                                  */
15907                                 goto skip_inf_loop_check;
15908                         }
15909                         /* BPF open-coded iterators loop detection is special.
15910                          * states_maybe_looping() logic is too simplistic in detecting
15911                          * states that *might* be equivalent, because it doesn't know
15912                          * about ID remapping, so don't even perform it.
15913                          * See process_iter_next_call() and iter_active_depths_differ()
15914                          * for overview of the logic. When current and one of parent
15915                          * states are detected as equivalent, it's a good thing: we prove
15916                          * convergence and can stop simulating further iterations.
15917                          * It's safe to assume that iterator loop will finish, taking into
15918                          * account iter_next() contract of eventually returning
15919                          * sticky NULL result.
15920                          */
15921                         if (is_iter_next_insn(env, insn_idx)) {
15922                                 if (states_equal(env, &sl->state, cur)) {
15923                                         struct bpf_func_state *cur_frame;
15924                                         struct bpf_reg_state *iter_state, *iter_reg;
15925                                         int spi;
15926
15927                                         cur_frame = cur->frame[cur->curframe];
15928                                         /* btf_check_iter_kfuncs() enforces that
15929                                          * iter state pointer is always the first arg
15930                                          */
15931                                         iter_reg = &cur_frame->regs[BPF_REG_1];
15932                                         /* current state is valid due to states_equal(),
15933                                          * so we can assume valid iter and reg state,
15934                                          * no need for extra (re-)validations
15935                                          */
15936                                         spi = __get_spi(iter_reg->off + iter_reg->var_off.value);
15937                                         iter_state = &func(env, iter_reg)->stack[spi].spilled_ptr;
15938                                         if (iter_state->iter.state == BPF_ITER_STATE_ACTIVE)
15939                                                 goto hit;
15940                                 }
15941                                 goto skip_inf_loop_check;
15942                         }
15943                         /* attempt to detect infinite loop to avoid unnecessary doomed work */
15944                         if (states_maybe_looping(&sl->state, cur) &&
15945                             states_equal(env, &sl->state, cur) &&
15946                             !iter_active_depths_differ(&sl->state, cur)) {
15947                                 verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
15948                                 verbose(env, "infinite loop detected at insn %d\n", insn_idx);
15949                                 return -EINVAL;
15950                         }
15951                         /* if the verifier is processing a loop, avoid adding new state
15952                          * too often, since different loop iterations have distinct
15953                          * states and may not help future pruning.
15954                          * This threshold shouldn't be too low to make sure that
15955                          * a loop with large bound will be rejected quickly.
15956                          * The most abusive loop will be:
15957                          * r1 += 1
15958                          * if r1 < 1000000 goto pc-2
15959                          * 1M insn_procssed limit / 100 == 10k peak states.
15960                          * This threshold shouldn't be too high either, since states
15961                          * at the end of the loop are likely to be useful in pruning.
15962                          */
15963 skip_inf_loop_check:
15964                         if (!force_new_state &&
15965                             env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed < 20 &&
15966                             env->insn_processed - env->prev_insn_processed < 100)
15967                                 add_new_state = false;
15968                         goto miss;
15969                 }
15970                 if (states_equal(env, &sl->state, cur)) {
15971 hit:
15972                         sl->hit_cnt++;
15973                         /* reached equivalent register/stack state,
15974                          * prune the search.
15975                          * Registers read by the continuation are read by us.
15976                          * If we have any write marks in env->cur_state, they
15977                          * will prevent corresponding reads in the continuation
15978                          * from reaching our parent (an explored_state).  Our
15979                          * own state will get the read marks recorded, but
15980                          * they'll be immediately forgotten as we're pruning
15981                          * this state and will pop a new one.
15982                          */
15983                         err = propagate_liveness(env, &sl->state, cur);
15984
15985                         /* if previous state reached the exit with precision and
15986                          * current state is equivalent to it (except precsion marks)
15987                          * the precision needs to be propagated back in
15988                          * the current state.
15989                          */
15990                         err = err ? : push_jmp_history(env, cur);
15991                         err = err ? : propagate_precision(env, &sl->state);
15992                         if (err)
15993                                 return err;
15994                         return 1;
15995                 }
15996 miss:
15997                 /* when new state is not going to be added do not increase miss count.
15998                  * Otherwise several loop iterations will remove the state
15999                  * recorded earlier. The goal of these heuristics is to have
16000                  * states from some iterations of the loop (some in the beginning
16001                  * and some at the end) to help pruning.
16002                  */
16003                 if (add_new_state)
16004                         sl->miss_cnt++;
16005                 /* heuristic to determine whether this state is beneficial
16006                  * to keep checking from state equivalence point of view.
16007                  * Higher numbers increase max_states_per_insn and verification time,
16008                  * but do not meaningfully decrease insn_processed.
16009                  */
16010                 if (sl->miss_cnt > sl->hit_cnt * 3 + 3) {
16011                         /* the state is unlikely to be useful. Remove it to
16012                          * speed up verification
16013                          */
16014                         *pprev = sl->next;
16015                         if (sl->state.frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE) {
16016                                 u32 br = sl->state.branches;
16017
16018                                 WARN_ONCE(br,
16019                                           "BUG live_done but branches_to_explore %d\n",
16020                                           br);
16021                                 free_verifier_state(&sl->state, false);
16022                                 kfree(sl);
16023                                 env->peak_states--;
16024                         } else {
16025                                 /* cannot free this state, since parentage chain may
16026                                  * walk it later. Add it for free_list instead to
16027                                  * be freed at the end of verification
16028                                  */
16029                                 sl->next = env->free_list;
16030                                 env->free_list = sl;
16031                         }
16032                         sl = *pprev;
16033                         continue;
16034                 }
16035 next:
16036                 pprev = &sl->next;
16037                 sl = *pprev;
16038         }
16039
16040         if (env->max_states_per_insn < states_cnt)
16041                 env->max_states_per_insn = states_cnt;
16042
16043         if (!env->bpf_capable && states_cnt > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES)
16044                 return 0;
16045
16046         if (!add_new_state)
16047                 return 0;
16048
16049         /* There were no equivalent states, remember the current one.
16050          * Technically the current state is not proven to be safe yet,
16051          * but it will either reach outer most bpf_exit (which means it's safe)
16052          * or it will be rejected. When there are no loops the verifier won't be
16053          * seeing this tuple (frame[0].callsite, frame[1].callsite, .. insn_idx)
16054          * again on the way to bpf_exit.
16055          * When looping the sl->state.branches will be > 0 and this state
16056          * will not be considered for equivalence until branches == 0.
16057          */
16058         new_sl = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state_list), GFP_KERNEL);
16059         if (!new_sl)
16060                 return -ENOMEM;
16061         env->total_states++;
16062         env->peak_states++;
16063         env->prev_jmps_processed = env->jmps_processed;
16064         env->prev_insn_processed = env->insn_processed;
16065
16066         /* forget precise markings we inherited, see __mark_chain_precision */
16067         if (env->bpf_capable)
16068                 mark_all_scalars_imprecise(env, cur);
16069
16070         /* add new state to the head of linked list */
16071         new = &new_sl->state;
16072         err = copy_verifier_state(new, cur);
16073         if (err) {
16074                 free_verifier_state(new, false);
16075                 kfree(new_sl);
16076                 return err;
16077         }
16078         new->insn_idx = insn_idx;
16079         WARN_ONCE(new->branches != 1,
16080                   "BUG is_state_visited:branches_to_explore=%d insn %d\n", new->branches, insn_idx);
16081
16082         cur->parent = new;
16083         cur->first_insn_idx = insn_idx;
16084         clear_jmp_history(cur);
16085         new_sl->next = *explored_state(env, insn_idx);
16086         *explored_state(env, insn_idx) = new_sl;
16087         /* connect new state to parentage chain. Current frame needs all
16088          * registers connected. Only r6 - r9 of the callers are alive (pushed
16089          * to the stack implicitly by JITs) so in callers' frames connect just
16090          * r6 - r9 as an optimization. Callers will have r1 - r5 connected to
16091          * the state of the call instruction (with WRITTEN set), and r0 comes
16092          * from callee with its full parentage chain, anyway.
16093          */
16094         /* clear write marks in current state: the writes we did are not writes
16095          * our child did, so they don't screen off its reads from us.
16096          * (There are no read marks in current state, because reads always mark
16097          * their parent and current state never has children yet.  Only
16098          * explored_states can get read marks.)
16099          */
16100         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
16101                 for (i = j < cur->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++)
16102                         cur->frame[j]->regs[i].parent = &new->frame[j]->regs[i];
16103                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++)
16104                         cur->frame[j]->regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
16105         }
16106
16107         /* all stack frames are accessible from callee, clear them all */
16108         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
16109                 struct bpf_func_state *frame = cur->frame[j];
16110                 struct bpf_func_state *newframe = new->frame[j];
16111
16112                 for (i = 0; i < frame->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
16113                         frame->stack[i].spilled_ptr.live = REG_LIVE_NONE;
16114                         frame->stack[i].spilled_ptr.parent =
16115                                                 &newframe->stack[i].spilled_ptr;
16116                 }
16117         }
16118         return 0;
16119 }
16120
16121 /* Return true if it's OK to have the same insn return a different type. */
16122 static bool reg_type_mismatch_ok(enum bpf_reg_type type)
16123 {
16124         switch (base_type(type)) {
16125         case PTR_TO_CTX:
16126         case PTR_TO_SOCKET:
16127         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
16128         case PTR_TO_TCP_SOCK:
16129         case PTR_TO_XDP_SOCK:
16130         case PTR_TO_BTF_ID:
16131                 return false;
16132         default:
16133                 return true;
16134         }
16135 }
16136
16137 /* If an instruction was previously used with particular pointer types, then we
16138  * need to be careful to avoid cases such as the below, where it may be ok
16139  * for one branch accessing the pointer, but not ok for the other branch:
16140  *
16141  * R1 = sock_ptr
16142  * goto X;
16143  * ...
16144  * R1 = some_other_valid_ptr;
16145  * goto X;
16146  * ...
16147  * R2 = *(u32 *)(R1 + 0);
16148  */
16149 static bool reg_type_mismatch(enum bpf_reg_type src, enum bpf_reg_type prev)
16150 {
16151         return src != prev && (!reg_type_mismatch_ok(src) ||
16152                                !reg_type_mismatch_ok(prev));
16153 }
16154
16155 static int save_aux_ptr_type(struct bpf_verifier_env *env, enum bpf_reg_type type,
16156                              bool allow_trust_missmatch)
16157 {
16158         enum bpf_reg_type *prev_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
16159
16160         if (*prev_type == NOT_INIT) {
16161                 /* Saw a valid insn
16162                  * dst_reg = *(u32 *)(src_reg + off)
16163                  * save type to validate intersecting paths
16164                  */
16165                 *prev_type = type;
16166         } else if (reg_type_mismatch(type, *prev_type)) {
16167                 /* Abuser program is trying to use the same insn
16168                  * dst_reg = *(u32*) (src_reg + off)
16169                  * with different pointer types:
16170                  * src_reg == ctx in one branch and
16171                  * src_reg == stack|map in some other branch.
16172                  * Reject it.
16173                  */
16174                 if (allow_trust_missmatch &&
16175                     base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID &&
16176                     base_type(*prev_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
16177                         /*
16178                          * Have to support a use case when one path through
16179                          * the program yields TRUSTED pointer while another
16180                          * is UNTRUSTED. Fallback to UNTRUSTED to generate
16181                          * BPF_PROBE_MEM.
16182                          */
16183                         *prev_type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED;
16184                 } else {
16185                         verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
16186                         return -EINVAL;
16187                 }
16188         }
16189
16190         return 0;
16191 }
16192
16193 static int do_check(struct bpf_verifier_env *env)
16194 {
16195         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
16196         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
16197         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
16198         struct bpf_reg_state *regs;
16199         int insn_cnt = env->prog->len;
16200         bool do_print_state = false;
16201         int prev_insn_idx = -1;
16202
16203         for (;;) {
16204                 struct bpf_insn *insn;
16205                 u8 class;
16206                 int err;
16207
16208                 env->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
16209                 if (env->insn_idx >= insn_cnt) {
16210                         verbose(env, "invalid insn idx %d insn_cnt %d\n",
16211                                 env->insn_idx, insn_cnt);
16212                         return -EFAULT;
16213                 }
16214
16215                 insn = &insns[env->insn_idx];
16216                 class = BPF_CLASS(insn->code);
16217
16218                 if (++env->insn_processed > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS) {
16219                         verbose(env,
16220                                 "BPF program is too large. Processed %d insn\n",
16221                                 env->insn_processed);
16222                         return -E2BIG;
16223                 }
16224
16225                 state->last_insn_idx = env->prev_insn_idx;
16226
16227                 if (is_prune_point(env, env->insn_idx)) {
16228                         err = is_state_visited(env, env->insn_idx);
16229                         if (err < 0)
16230                                 return err;
16231                         if (err == 1) {
16232                                 /* found equivalent state, can prune the search */
16233                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
16234                                         if (do_print_state)
16235                                                 verbose(env, "\nfrom %d to %d%s: safe\n",
16236                                                         env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
16237                                                         env->cur_state->speculative ?
16238                                                         " (speculative execution)" : "");
16239                                         else
16240                                                 verbose(env, "%d: safe\n", env->insn_idx);
16241                                 }
16242                                 goto process_bpf_exit;
16243                         }
16244                 }
16245
16246                 if (is_jmp_point(env, env->insn_idx)) {
16247                         err = push_jmp_history(env, state);
16248                         if (err)
16249                                 return err;
16250                 }
16251
16252                 if (signal_pending(current))
16253                         return -EAGAIN;
16254
16255                 if (need_resched())
16256                         cond_resched();
16257
16258                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2 && do_print_state) {
16259                         verbose(env, "\nfrom %d to %d%s:",
16260                                 env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
16261                                 env->cur_state->speculative ?
16262                                 " (speculative execution)" : "");
16263                         print_verifier_state(env, state->frame[state->curframe], true);
16264                         do_print_state = false;
16265                 }
16266
16267                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
16268                         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
16269                                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
16270                                 .cb_print       = verbose,
16271                                 .private_data   = env,
16272                         };
16273
16274                         if (verifier_state_scratched(env))
16275                                 print_insn_state(env, state->frame[state->curframe]);
16276
16277                         verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
16278                         env->prev_log_pos = env->log.end_pos;
16279                         verbose(env, "%d: ", env->insn_idx);
16280                         print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
16281                         env->prev_insn_print_pos = env->log.end_pos - env->prev_log_pos;
16282                         env->prev_log_pos = env->log.end_pos;
16283                 }
16284
16285                 if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
16286                         err = bpf_prog_offload_verify_insn(env, env->insn_idx,
16287                                                            env->prev_insn_idx);
16288                         if (err)
16289                                 return err;
16290                 }
16291
16292                 regs = cur_regs(env);
16293                 sanitize_mark_insn_seen(env);
16294                 prev_insn_idx = env->insn_idx;
16295
16296                 if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
16297                         err = check_alu_op(env, insn);
16298                         if (err)
16299                                 return err;
16300
16301                 } else if (class == BPF_LDX) {
16302                         enum bpf_reg_type src_reg_type;
16303
16304                         /* check for reserved fields is already done */
16305
16306                         /* check src operand */
16307                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
16308                         if (err)
16309                                 return err;
16310
16311                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
16312                         if (err)
16313                                 return err;
16314
16315                         src_reg_type = regs[insn->src_reg].type;
16316
16317                         /* check that memory (src_reg + off) is readable,
16318                          * the state of dst_reg will be updated by this func
16319                          */
16320                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->src_reg,
16321                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
16322                                                BPF_READ, insn->dst_reg, false);
16323                         if (err)
16324                                 return err;
16325
16326                         err = save_aux_ptr_type(env, src_reg_type, true);
16327                         if (err)
16328                                 return err;
16329                 } else if (class == BPF_STX) {
16330                         enum bpf_reg_type dst_reg_type;
16331
16332                         if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC) {
16333                                 err = check_atomic(env, env->insn_idx, insn);
16334                                 if (err)
16335                                         return err;
16336                                 env->insn_idx++;
16337                                 continue;
16338                         }
16339
16340                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0) {
16341                                 verbose(env, "BPF_STX uses reserved fields\n");
16342                                 return -EINVAL;
16343                         }
16344
16345                         /* check src1 operand */
16346                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
16347                         if (err)
16348                                 return err;
16349                         /* check src2 operand */
16350                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
16351                         if (err)
16352                                 return err;
16353
16354                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
16355
16356                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
16357                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
16358                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
16359                                                BPF_WRITE, insn->src_reg, false);
16360                         if (err)
16361                                 return err;
16362
16363                         err = save_aux_ptr_type(env, dst_reg_type, false);
16364                         if (err)
16365                                 return err;
16366                 } else if (class == BPF_ST) {
16367                         enum bpf_reg_type dst_reg_type;
16368
16369                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM ||
16370                             insn->src_reg != BPF_REG_0) {
16371                                 verbose(env, "BPF_ST uses reserved fields\n");
16372                                 return -EINVAL;
16373                         }
16374                         /* check src operand */
16375                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
16376                         if (err)
16377                                 return err;
16378
16379                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
16380
16381                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
16382                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
16383                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
16384                                                BPF_WRITE, -1, false);
16385                         if (err)
16386                                 return err;
16387
16388                         err = save_aux_ptr_type(env, dst_reg_type, false);
16389                         if (err)
16390                                 return err;
16391                 } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
16392                         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
16393
16394                         env->jmps_processed++;
16395                         if (opcode == BPF_CALL) {
16396                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
16397                                     (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL
16398                                      && insn->off != 0) ||
16399                                     (insn->src_reg != BPF_REG_0 &&
16400                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL &&
16401                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) ||
16402                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
16403                                     class == BPF_JMP32) {
16404                                         verbose(env, "BPF_CALL uses reserved fields\n");
16405                                         return -EINVAL;
16406                                 }
16407
16408                                 if (env->cur_state->active_lock.ptr) {
16409                                         if ((insn->src_reg == BPF_REG_0 && insn->imm != BPF_FUNC_spin_unlock) ||
16410                                             (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL) ||
16411                                             (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL &&
16412                                              (insn->off != 0 || !is_bpf_graph_api_kfunc(insn->imm)))) {
16413                                                 verbose(env, "function calls are not allowed while holding a lock\n");
16414                                                 return -EINVAL;
16415                                         }
16416                                 }
16417                                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
16418                                         err = check_func_call(env, insn, &env->insn_idx);
16419                                 else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL)
16420                                         err = check_kfunc_call(env, insn, &env->insn_idx);
16421                                 else
16422                                         err = check_helper_call(env, insn, &env->insn_idx);
16423                                 if (err)
16424                                         return err;
16425
16426                                 mark_reg_scratched(env, BPF_REG_0);
16427                         } else if (opcode == BPF_JA) {
16428                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
16429                                     insn->imm != 0 ||
16430                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
16431                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
16432                                     class == BPF_JMP32) {
16433                                         verbose(env, "BPF_JA uses reserved fields\n");
16434                                         return -EINVAL;
16435                                 }
16436
16437                                 env->insn_idx += insn->off + 1;
16438                                 continue;
16439
16440                         } else if (opcode == BPF_EXIT) {
16441                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
16442                                     insn->imm != 0 ||
16443                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
16444                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
16445                                     class == BPF_JMP32) {
16446                                         verbose(env, "BPF_EXIT uses reserved fields\n");
16447                                         return -EINVAL;
16448                                 }
16449
16450                                 if (env->cur_state->active_lock.ptr &&
16451                                     !in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
16452                                         verbose(env, "bpf_spin_unlock is missing\n");
16453                                         return -EINVAL;
16454                                 }
16455
16456                                 if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
16457                                         verbose(env, "bpf_rcu_read_unlock is missing\n");
16458                                         return -EINVAL;
16459                                 }
16460
16461                                 /* We must do check_reference_leak here before
16462                                  * prepare_func_exit to handle the case when
16463                                  * state->curframe > 0, it may be a callback
16464                                  * function, for which reference_state must
16465                                  * match caller reference state when it exits.
16466                                  */
16467                                 err = check_reference_leak(env);
16468                                 if (err)
16469                                         return err;
16470
16471                                 if (state->curframe) {
16472                                         /* exit from nested function */
16473                                         err = prepare_func_exit(env, &env->insn_idx);
16474                                         if (err)
16475                                                 return err;
16476                                         do_print_state = true;
16477                                         continue;
16478                                 }
16479
16480                                 err = check_return_code(env);
16481                                 if (err)
16482                                         return err;
16483 process_bpf_exit:
16484                                 mark_verifier_state_scratched(env);
16485                                 update_branch_counts(env, env->cur_state);
16486                                 err = pop_stack(env, &prev_insn_idx,
16487                                                 &env->insn_idx, pop_log);
16488                                 if (err < 0) {
16489                                         if (err != -ENOENT)
16490                                                 return err;
16491                                         break;
16492                                 } else {
16493                                         do_print_state = true;
16494                                         continue;
16495                                 }
16496                         } else {
16497                                 err = check_cond_jmp_op(env, insn, &env->insn_idx);
16498                                 if (err)
16499                                         return err;
16500                         }
16501                 } else if (class == BPF_LD) {
16502                         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
16503
16504                         if (mode == BPF_ABS || mode == BPF_IND) {
16505                                 err = check_ld_abs(env, insn);
16506                                 if (err)
16507                                         return err;
16508
16509                         } else if (mode == BPF_IMM) {
16510                                 err = check_ld_imm(env, insn);
16511                                 if (err)
16512                                         return err;
16513
16514                                 env->insn_idx++;
16515                                 sanitize_mark_insn_seen(env);
16516                         } else {
16517                                 verbose(env, "invalid BPF_LD mode\n");
16518                                 return -EINVAL;
16519                         }
16520                 } else {
16521                         verbose(env, "unknown insn class %d\n", class);
16522                         return -EINVAL;
16523                 }
16524
16525                 env->insn_idx++;
16526         }
16527
16528         return 0;
16529 }
16530
16531 static int find_btf_percpu_datasec(struct btf *btf)
16532 {
16533         const struct btf_type *t;
16534         const char *tname;
16535         int i, n;
16536
16537         /*
16538          * Both vmlinux and module each have their own ".data..percpu"
16539          * DATASECs in BTF. So for module's case, we need to skip vmlinux BTF
16540          * types to look at only module's own BTF types.
16541          */
16542         n = btf_nr_types(btf);
16543         if (btf_is_module(btf))
16544                 i = btf_nr_types(btf_vmlinux);
16545         else
16546                 i = 1;
16547
16548         for(; i < n; i++) {
16549                 t = btf_type_by_id(btf, i);
16550                 if (BTF_INFO_KIND(t->info) != BTF_KIND_DATASEC)
16551                         continue;
16552
16553                 tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
16554                 if (!strcmp(tname, ".data..percpu"))
16555                         return i;
16556         }
16557
16558         return -ENOENT;
16559 }
16560
16561 /* replace pseudo btf_id with kernel symbol address */
16562 static int check_pseudo_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
16563                                struct bpf_insn *insn,
16564                                struct bpf_insn_aux_data *aux)
16565 {
16566         const struct btf_var_secinfo *vsi;
16567         const struct btf_type *datasec;
16568         struct btf_mod_pair *btf_mod;
16569         const struct btf_type *t;
16570         const char *sym_name;
16571         bool percpu = false;
16572         u32 type, id = insn->imm;
16573         struct btf *btf;
16574         s32 datasec_id;
16575         u64 addr;
16576         int i, btf_fd, err;
16577
16578         btf_fd = insn[1].imm;
16579         if (btf_fd) {
16580                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
16581                 if (IS_ERR(btf)) {
16582                         verbose(env, "invalid module BTF object FD specified.\n");
16583                         return -EINVAL;
16584                 }
16585         } else {
16586                 if (!btf_vmlinux) {
16587                         verbose(env, "kernel is missing BTF, make sure CONFIG_DEBUG_INFO_BTF=y is specified in Kconfig.\n");
16588                         return -EINVAL;
16589                 }
16590                 btf = btf_vmlinux;
16591                 btf_get(btf);
16592         }
16593
16594         t = btf_type_by_id(btf, id);
16595         if (!t) {
16596                 verbose(env, "ldimm64 insn specifies invalid btf_id %d.\n", id);
16597                 err = -ENOENT;
16598                 goto err_put;
16599         }
16600
16601         if (!btf_type_is_var(t) && !btf_type_is_func(t)) {
16602                 verbose(env, "pseudo btf_id %d in ldimm64 isn't KIND_VAR or KIND_FUNC\n", id);
16603                 err = -EINVAL;
16604                 goto err_put;
16605         }
16606
16607         sym_name = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
16608         addr = kallsyms_lookup_name(sym_name);
16609         if (!addr) {
16610                 verbose(env, "ldimm64 failed to find the address for kernel symbol '%s'.\n",
16611                         sym_name);
16612                 err = -ENOENT;
16613                 goto err_put;
16614         }
16615         insn[0].imm = (u32)addr;
16616         insn[1].imm = addr >> 32;
16617
16618         if (btf_type_is_func(t)) {
16619                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY;
16620                 aux->btf_var.mem_size = 0;
16621                 goto check_btf;
16622         }
16623
16624         datasec_id = find_btf_percpu_datasec(btf);
16625         if (datasec_id > 0) {
16626                 datasec = btf_type_by_id(btf, datasec_id);
16627                 for_each_vsi(i, datasec, vsi) {
16628                         if (vsi->type == id) {
16629                                 percpu = true;
16630                                 break;
16631                         }
16632                 }
16633         }
16634
16635         type = t->type;
16636         t = btf_type_skip_modifiers(btf, type, NULL);
16637         if (percpu) {
16638                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU;
16639                 aux->btf_var.btf = btf;
16640                 aux->btf_var.btf_id = type;
16641         } else if (!btf_type_is_struct(t)) {
16642                 const struct btf_type *ret;
16643                 const char *tname;
16644                 u32 tsize;
16645
16646                 /* resolve the type size of ksym. */
16647                 ret = btf_resolve_size(btf, t, &tsize);
16648                 if (IS_ERR(ret)) {
16649                         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
16650                         verbose(env, "ldimm64 unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
16651                                 tname, PTR_ERR(ret));
16652                         err = -EINVAL;
16653                         goto err_put;
16654                 }
16655                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY;
16656                 aux->btf_var.mem_size = tsize;
16657         } else {
16658                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID;
16659                 aux->btf_var.btf = btf;
16660                 aux->btf_var.btf_id = type;
16661         }
16662 check_btf:
16663         /* check whether we recorded this BTF (and maybe module) already */
16664         for (i = 0; i < env->used_btf_cnt; i++) {
16665                 if (env->used_btfs[i].btf == btf) {
16666                         btf_put(btf);
16667                         return 0;
16668                 }
16669         }
16670
16671         if (env->used_btf_cnt >= MAX_USED_BTFS) {
16672                 err = -E2BIG;
16673                 goto err_put;
16674         }
16675
16676         btf_mod = &env->used_btfs[env->used_btf_cnt];
16677         btf_mod->btf = btf;
16678         btf_mod->module = NULL;
16679
16680         /* if we reference variables from kernel module, bump its refcount */
16681         if (btf_is_module(btf)) {
16682                 btf_mod->module = btf_try_get_module(btf);
16683                 if (!btf_mod->module) {
16684                         err = -ENXIO;
16685                         goto err_put;
16686                 }
16687         }
16688
16689         env->used_btf_cnt++;
16690
16691         return 0;
16692 err_put:
16693         btf_put(btf);
16694         return err;
16695 }
16696
16697 static bool is_tracing_prog_type(enum bpf_prog_type type)
16698 {
16699         switch (type) {
16700         case BPF_PROG_TYPE_KPROBE:
16701         case BPF_PROG_TYPE_TRACEPOINT:
16702         case BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT:
16703         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
16704         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT_WRITABLE:
16705                 return true;
16706         default:
16707                 return false;
16708         }
16709 }
16710
16711 static int check_map_prog_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
16712                                         struct bpf_map *map,
16713                                         struct bpf_prog *prog)
16714
16715 {
16716         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
16717
16718         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_LIST_HEAD) ||
16719             btf_record_has_field(map->record, BPF_RB_ROOT)) {
16720                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
16721                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_{list_head,rb_root} yet\n");
16722                         return -EINVAL;
16723                 }
16724         }
16725
16726         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_SPIN_LOCK)) {
16727                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER) {
16728                         verbose(env, "socket filter progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
16729                         return -EINVAL;
16730                 }
16731
16732                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
16733                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
16734                         return -EINVAL;
16735                 }
16736
16737                 if (prog->aux->sleepable) {
16738                         verbose(env, "sleepable progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
16739                         return -EINVAL;
16740                 }
16741         }
16742
16743         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_TIMER)) {
16744                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
16745                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_timer yet\n");
16746                         return -EINVAL;
16747                 }
16748         }
16749
16750         if ((bpf_prog_is_offloaded(prog->aux) || bpf_map_is_offloaded(map)) &&
16751             !bpf_offload_prog_map_match(prog, map)) {
16752                 verbose(env, "offload device mismatch between prog and map\n");
16753                 return -EINVAL;
16754         }
16755
16756         if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_STRUCT_OPS) {
16757                 verbose(env, "bpf_struct_ops map cannot be used in prog\n");
16758                 return -EINVAL;
16759         }
16760
16761         if (prog->aux->sleepable)
16762                 switch (map->map_type) {
16763                 case BPF_MAP_TYPE_HASH:
16764                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_HASH:
16765                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY:
16766                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH:
16767                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY:
16768                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH:
16769                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
16770                 case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
16771                 case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
16772                 case BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF:
16773                 case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
16774                 case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
16775                 case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
16776                 case BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE:
16777                         break;
16778                 default:
16779                         verbose(env,
16780                                 "Sleepable programs can only use array, hash, ringbuf and local storage maps\n");
16781                         return -EINVAL;
16782                 }
16783
16784         return 0;
16785 }
16786
16787 static bool bpf_map_is_cgroup_storage(struct bpf_map *map)
16788 {
16789         return (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE ||
16790                 map->map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE);
16791 }
16792
16793 /* find and rewrite pseudo imm in ld_imm64 instructions:
16794  *
16795  * 1. if it accesses map FD, replace it with actual map pointer.
16796  * 2. if it accesses btf_id of a VAR, replace it with pointer to the var.
16797  *
16798  * NOTE: btf_vmlinux is required for converting pseudo btf_id.
16799  */
16800 static int resolve_pseudo_ldimm64(struct bpf_verifier_env *env)
16801 {
16802         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
16803         int insn_cnt = env->prog->len;
16804         int i, j, err;
16805
16806         err = bpf_prog_calc_tag(env->prog);
16807         if (err)
16808                 return err;
16809
16810         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
16811                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
16812                     (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0)) {
16813                         verbose(env, "BPF_LDX uses reserved fields\n");
16814                         return -EINVAL;
16815                 }
16816
16817                 if (insn[0].code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW)) {
16818                         struct bpf_insn_aux_data *aux;
16819                         struct bpf_map *map;
16820                         struct fd f;
16821                         u64 addr;
16822                         u32 fd;
16823
16824                         if (i == insn_cnt - 1 || insn[1].code != 0 ||
16825                             insn[1].dst_reg != 0 || insn[1].src_reg != 0 ||
16826                             insn[1].off != 0) {
16827                                 verbose(env, "invalid bpf_ld_imm64 insn\n");
16828                                 return -EINVAL;
16829                         }
16830
16831                         if (insn[0].src_reg == 0)
16832                                 /* valid generic load 64-bit imm */
16833                                 goto next_insn;
16834
16835                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
16836                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
16837                                 err = check_pseudo_btf_id(env, insn, aux);
16838                                 if (err)
16839                                         return err;
16840                                 goto next_insn;
16841                         }
16842
16843                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
16844                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
16845                                 aux->ptr_type = PTR_TO_FUNC;
16846                                 goto next_insn;
16847                         }
16848
16849                         /* In final convert_pseudo_ld_imm64() step, this is
16850                          * converted into regular 64-bit imm load insn.
16851                          */
16852                         switch (insn[0].src_reg) {
16853                         case BPF_PSEUDO_MAP_VALUE:
16854                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
16855                                 break;
16856                         case BPF_PSEUDO_MAP_FD:
16857                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
16858                                 if (insn[1].imm == 0)
16859                                         break;
16860                                 fallthrough;
16861                         default:
16862                                 verbose(env, "unrecognized bpf_ld_imm64 insn\n");
16863                                 return -EINVAL;
16864                         }
16865
16866                         switch (insn[0].src_reg) {
16867                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
16868                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
16869                                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
16870                                         verbose(env, "fd_idx without fd_array is invalid\n");
16871                                         return -EPROTO;
16872                                 }
16873                                 if (copy_from_bpfptr_offset(&fd, env->fd_array,
16874                                                             insn[0].imm * sizeof(fd),
16875                                                             sizeof(fd)))
16876                                         return -EFAULT;
16877                                 break;
16878                         default:
16879                                 fd = insn[0].imm;
16880                                 break;
16881                         }
16882
16883                         f = fdget(fd);
16884                         map = __bpf_map_get(f);
16885                         if (IS_ERR(map)) {
16886                                 verbose(env, "fd %d is not pointing to valid bpf_map\n",
16887                                         insn[0].imm);
16888                                 return PTR_ERR(map);
16889                         }
16890
16891                         err = check_map_prog_compatibility(env, map, env->prog);
16892                         if (err) {
16893                                 fdput(f);
16894                                 return err;
16895                         }
16896
16897                         aux = &env->insn_aux_data[i];
16898                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
16899                             insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
16900                                 addr = (unsigned long)map;
16901                         } else {
16902                                 u32 off = insn[1].imm;
16903
16904                                 if (off >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
16905                                         verbose(env, "direct value offset of %u is not allowed\n", off);
16906                                         fdput(f);
16907                                         return -EINVAL;
16908                                 }
16909
16910                                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
16911                                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
16912                                         fdput(f);
16913                                         return -EINVAL;
16914                                 }
16915
16916                                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
16917                                 if (err) {
16918                                         verbose(env, "invalid access to map value pointer, value_size=%u off=%u\n",
16919                                                 map->value_size, off);
16920                                         fdput(f);
16921                                         return err;
16922                                 }
16923
16924                                 aux->map_off = off;
16925                                 addr += off;
16926                         }
16927
16928                         insn[0].imm = (u32)addr;
16929                         insn[1].imm = addr >> 32;
16930
16931                         /* check whether we recorded this map already */
16932                         for (j = 0; j < env->used_map_cnt; j++) {
16933                                 if (env->used_maps[j] == map) {
16934                                         aux->map_index = j;
16935                                         fdput(f);
16936                                         goto next_insn;
16937                                 }
16938                         }
16939
16940                         if (env->used_map_cnt >= MAX_USED_MAPS) {
16941                                 fdput(f);
16942                                 return -E2BIG;
16943                         }
16944
16945                         /* hold the map. If the program is rejected by verifier,
16946                          * the map will be released by release_maps() or it
16947                          * will be used by the valid program until it's unloaded
16948                          * and all maps are released in free_used_maps()
16949                          */
16950                         bpf_map_inc(map);
16951
16952                         aux->map_index = env->used_map_cnt;
16953                         env->used_maps[env->used_map_cnt++] = map;
16954
16955                         if (bpf_map_is_cgroup_storage(map) &&
16956                             bpf_cgroup_storage_assign(env->prog->aux, map)) {
16957                                 verbose(env, "only one cgroup storage of each type is allowed\n");
16958                                 fdput(f);
16959                                 return -EBUSY;
16960                         }
16961
16962                         fdput(f);
16963 next_insn:
16964                         insn++;
16965                         i++;
16966                         continue;
16967                 }
16968
16969                 /* Basic sanity check before we invest more work here. */
16970                 if (!bpf_opcode_in_insntable(insn->code)) {
16971                         verbose(env, "unknown opcode %02x\n", insn->code);
16972                         return -EINVAL;
16973                 }
16974         }
16975
16976         /* now all pseudo BPF_LD_IMM64 instructions load valid
16977          * 'struct bpf_map *' into a register instead of user map_fd.
16978          * These pointers will be used later by verifier to validate map access.
16979          */
16980         return 0;
16981 }
16982
16983 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
16984 static void release_maps(struct bpf_verifier_env *env)
16985 {
16986         __bpf_free_used_maps(env->prog->aux, env->used_maps,
16987                              env->used_map_cnt);
16988 }
16989
16990 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
16991 static void release_btfs(struct bpf_verifier_env *env)
16992 {
16993         __bpf_free_used_btfs(env->prog->aux, env->used_btfs,
16994                              env->used_btf_cnt);
16995 }
16996
16997 /* convert pseudo BPF_LD_IMM64 into generic BPF_LD_IMM64 */
16998 static void convert_pseudo_ld_imm64(struct bpf_verifier_env *env)
16999 {
17000         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17001         int insn_cnt = env->prog->len;
17002         int i;
17003
17004         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
17005                 if (insn->code != (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW))
17006                         continue;
17007                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC)
17008                         continue;
17009                 insn->src_reg = 0;
17010         }
17011 }
17012
17013 /* single env->prog->insni[off] instruction was replaced with the range
17014  * insni[off, off + cnt).  Adjust corresponding insn_aux_data by copying
17015  * [0, off) and [off, end) to new locations, so the patched range stays zero
17016  */
17017 static void adjust_insn_aux_data(struct bpf_verifier_env *env,
17018                                  struct bpf_insn_aux_data *new_data,
17019                                  struct bpf_prog *new_prog, u32 off, u32 cnt)
17020 {
17021         struct bpf_insn_aux_data *old_data = env->insn_aux_data;
17022         struct bpf_insn *insn = new_prog->insnsi;
17023         u32 old_seen = old_data[off].seen;
17024         u32 prog_len;
17025         int i;
17026
17027         /* aux info at OFF always needs adjustment, no matter fast path
17028          * (cnt == 1) is taken or not. There is no guarantee INSN at OFF is the
17029          * original insn at old prog.
17030          */
17031         old_data[off].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + off + cnt - 1);
17032
17033         if (cnt == 1)
17034                 return;
17035         prog_len = new_prog->len;
17036
17037         memcpy(new_data, old_data, sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * off);
17038         memcpy(new_data + off + cnt - 1, old_data + off,
17039                sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * (prog_len - off - cnt + 1));
17040         for (i = off; i < off + cnt - 1; i++) {
17041                 /* Expand insni[off]'s seen count to the patched range. */
17042                 new_data[i].seen = old_seen;
17043                 new_data[i].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + i);
17044         }
17045         env->insn_aux_data = new_data;
17046         vfree(old_data);
17047 }
17048
17049 static void adjust_subprog_starts(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 len)
17050 {
17051         int i;
17052
17053         if (len == 1)
17054                 return;
17055         /* NOTE: fake 'exit' subprog should be updated as well. */
17056         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++) {
17057                 if (env->subprog_info[i].start <= off)
17058                         continue;
17059                 env->subprog_info[i].start += len - 1;
17060         }
17061 }
17062
17063 static void adjust_poke_descs(struct bpf_prog *prog, u32 off, u32 len)
17064 {
17065         struct bpf_jit_poke_descriptor *tab = prog->aux->poke_tab;
17066         int i, sz = prog->aux->size_poke_tab;
17067         struct bpf_jit_poke_descriptor *desc;
17068
17069         for (i = 0; i < sz; i++) {
17070                 desc = &tab[i];
17071                 if (desc->insn_idx <= off)
17072                         continue;
17073                 desc->insn_idx += len - 1;
17074         }
17075 }
17076
17077 static struct bpf_prog *bpf_patch_insn_data(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
17078                                             const struct bpf_insn *patch, u32 len)
17079 {
17080         struct bpf_prog *new_prog;
17081         struct bpf_insn_aux_data *new_data = NULL;
17082
17083         if (len > 1) {
17084                 new_data = vzalloc(array_size(env->prog->len + len - 1,
17085                                               sizeof(struct bpf_insn_aux_data)));
17086                 if (!new_data)
17087                         return NULL;
17088         }
17089
17090         new_prog = bpf_patch_insn_single(env->prog, off, patch, len);
17091         if (IS_ERR(new_prog)) {
17092                 if (PTR_ERR(new_prog) == -ERANGE)
17093                         verbose(env,
17094                                 "insn %d cannot be patched due to 16-bit range\n",
17095                                 env->insn_aux_data[off].orig_idx);
17096                 vfree(new_data);
17097                 return NULL;
17098         }
17099         adjust_insn_aux_data(env, new_data, new_prog, off, len);
17100         adjust_subprog_starts(env, off, len);
17101         adjust_poke_descs(new_prog, off, len);
17102         return new_prog;
17103 }
17104
17105 static int adjust_subprog_starts_after_remove(struct bpf_verifier_env *env,
17106                                               u32 off, u32 cnt)
17107 {
17108         int i, j;
17109
17110         /* find first prog starting at or after off (first to remove) */
17111         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
17112                 if (env->subprog_info[i].start >= off)
17113                         break;
17114         /* find first prog starting at or after off + cnt (first to stay) */
17115         for (j = i; j < env->subprog_cnt; j++)
17116                 if (env->subprog_info[j].start >= off + cnt)
17117                         break;
17118         /* if j doesn't start exactly at off + cnt, we are just removing
17119          * the front of previous prog
17120          */
17121         if (env->subprog_info[j].start != off + cnt)
17122                 j--;
17123
17124         if (j > i) {
17125                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
17126                 int move;
17127
17128                 /* move fake 'exit' subprog as well */
17129                 move = env->subprog_cnt + 1 - j;
17130
17131                 memmove(env->subprog_info + i,
17132                         env->subprog_info + j,
17133                         sizeof(*env->subprog_info) * move);
17134                 env->subprog_cnt -= j - i;
17135
17136                 /* remove func_info */
17137                 if (aux->func_info) {
17138                         move = aux->func_info_cnt - j;
17139
17140                         memmove(aux->func_info + i,
17141                                 aux->func_info + j,
17142                                 sizeof(*aux->func_info) * move);
17143                         aux->func_info_cnt -= j - i;
17144                         /* func_info->insn_off is set after all code rewrites,
17145                          * in adjust_btf_func() - no need to adjust
17146                          */
17147                 }
17148         } else {
17149                 /* convert i from "first prog to remove" to "first to adjust" */
17150                 if (env->subprog_info[i].start == off)
17151                         i++;
17152         }
17153
17154         /* update fake 'exit' subprog as well */
17155         for (; i <= env->subprog_cnt; i++)
17156                 env->subprog_info[i].start -= cnt;
17157
17158         return 0;
17159 }
17160
17161 static int bpf_adj_linfo_after_remove(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
17162                                       u32 cnt)
17163 {
17164         struct bpf_prog *prog = env->prog;
17165         u32 i, l_off, l_cnt, nr_linfo;
17166         struct bpf_line_info *linfo;
17167
17168         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
17169         if (!nr_linfo)
17170                 return 0;
17171
17172         linfo = prog->aux->linfo;
17173
17174         /* find first line info to remove, count lines to be removed */
17175         for (i = 0; i < nr_linfo; i++)
17176                 if (linfo[i].insn_off >= off)
17177                         break;
17178
17179         l_off = i;
17180         l_cnt = 0;
17181         for (; i < nr_linfo; i++)
17182                 if (linfo[i].insn_off < off + cnt)
17183                         l_cnt++;
17184                 else
17185                         break;
17186
17187         /* First live insn doesn't match first live linfo, it needs to "inherit"
17188          * last removed linfo.  prog is already modified, so prog->len == off
17189          * means no live instructions after (tail of the program was removed).
17190          */
17191         if (prog->len != off && l_cnt &&
17192             (i == nr_linfo || linfo[i].insn_off != off + cnt)) {
17193                 l_cnt--;
17194                 linfo[--i].insn_off = off + cnt;
17195         }
17196
17197         /* remove the line info which refer to the removed instructions */
17198         if (l_cnt) {
17199                 memmove(linfo + l_off, linfo + i,
17200                         sizeof(*linfo) * (nr_linfo - i));
17201
17202                 prog->aux->nr_linfo -= l_cnt;
17203                 nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
17204         }
17205
17206         /* pull all linfo[i].insn_off >= off + cnt in by cnt */
17207         for (i = l_off; i < nr_linfo; i++)
17208                 linfo[i].insn_off -= cnt;
17209
17210         /* fix up all subprogs (incl. 'exit') which start >= off */
17211         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++)
17212                 if (env->subprog_info[i].linfo_idx > l_off) {
17213                         /* program may have started in the removed region but
17214                          * may not be fully removed
17215                          */
17216                         if (env->subprog_info[i].linfo_idx >= l_off + l_cnt)
17217                                 env->subprog_info[i].linfo_idx -= l_cnt;
17218                         else
17219                                 env->subprog_info[i].linfo_idx = l_off;
17220                 }
17221
17222         return 0;
17223 }
17224
17225 static int verifier_remove_insns(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 cnt)
17226 {
17227         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
17228         unsigned int orig_prog_len = env->prog->len;
17229         int err;
17230
17231         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
17232                 bpf_prog_offload_remove_insns(env, off, cnt);
17233
17234         err = bpf_remove_insns(env->prog, off, cnt);
17235         if (err)
17236                 return err;
17237
17238         err = adjust_subprog_starts_after_remove(env, off, cnt);
17239         if (err)
17240                 return err;
17241
17242         err = bpf_adj_linfo_after_remove(env, off, cnt);
17243         if (err)
17244                 return err;
17245
17246         memmove(aux_data + off, aux_data + off + cnt,
17247                 sizeof(*aux_data) * (orig_prog_len - off - cnt));
17248
17249         return 0;
17250 }
17251
17252 /* The verifier does more data flow analysis than llvm and will not
17253  * explore branches that are dead at run time. Malicious programs can
17254  * have dead code too. Therefore replace all dead at-run-time code
17255  * with 'ja -1'.
17256  *
17257  * Just nops are not optimal, e.g. if they would sit at the end of the
17258  * program and through another bug we would manage to jump there, then
17259  * we'd execute beyond program memory otherwise. Returning exception
17260  * code also wouldn't work since we can have subprogs where the dead
17261  * code could be located.
17262  */
17263 static void sanitize_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
17264 {
17265         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
17266         struct bpf_insn trap = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, -1);
17267         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17268         const int insn_cnt = env->prog->len;
17269         int i;
17270
17271         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
17272                 if (aux_data[i].seen)
17273                         continue;
17274                 memcpy(insn + i, &trap, sizeof(trap));
17275                 aux_data[i].zext_dst = false;
17276         }
17277 }
17278
17279 static bool insn_is_cond_jump(u8 code)
17280 {
17281         u8 op;
17282
17283         if (BPF_CLASS(code) == BPF_JMP32)
17284                 return true;
17285
17286         if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP)
17287                 return false;
17288
17289         op = BPF_OP(code);
17290         return op != BPF_JA && op != BPF_EXIT && op != BPF_CALL;
17291 }
17292
17293 static void opt_hard_wire_dead_code_branches(struct bpf_verifier_env *env)
17294 {
17295         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
17296         struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
17297         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17298         const int insn_cnt = env->prog->len;
17299         int i;
17300
17301         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
17302                 if (!insn_is_cond_jump(insn->code))
17303                         continue;
17304
17305                 if (!aux_data[i + 1].seen)
17306                         ja.off = insn->off;
17307                 else if (!aux_data[i + 1 + insn->off].seen)
17308                         ja.off = 0;
17309                 else
17310                         continue;
17311
17312                 if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
17313                         bpf_prog_offload_replace_insn(env, i, &ja);
17314
17315                 memcpy(insn, &ja, sizeof(ja));
17316         }
17317 }
17318
17319 static int opt_remove_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
17320 {
17321         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
17322         int insn_cnt = env->prog->len;
17323         int i, err;
17324
17325         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
17326                 int j;
17327
17328                 j = 0;
17329                 while (i + j < insn_cnt && !aux_data[i + j].seen)
17330                         j++;
17331                 if (!j)
17332                         continue;
17333
17334                 err = verifier_remove_insns(env, i, j);
17335                 if (err)
17336                         return err;
17337                 insn_cnt = env->prog->len;
17338         }
17339
17340         return 0;
17341 }
17342
17343 static int opt_remove_nops(struct bpf_verifier_env *env)
17344 {
17345         const struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
17346         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17347         int insn_cnt = env->prog->len;
17348         int i, err;
17349
17350         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
17351                 if (memcmp(&insn[i], &ja, sizeof(ja)))
17352                         continue;
17353
17354                 err = verifier_remove_insns(env, i, 1);
17355                 if (err)
17356                         return err;
17357                 insn_cnt--;
17358                 i--;
17359         }
17360
17361         return 0;
17362 }
17363
17364 static int opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(struct bpf_verifier_env *env,
17365                                          const union bpf_attr *attr)
17366 {
17367         struct bpf_insn *patch, zext_patch[2], rnd_hi32_patch[4];
17368         struct bpf_insn_aux_data *aux = env->insn_aux_data;
17369         int i, patch_len, delta = 0, len = env->prog->len;
17370         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
17371         struct bpf_prog *new_prog;
17372         bool rnd_hi32;
17373
17374         rnd_hi32 = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_RND_HI32;
17375         zext_patch[1] = BPF_ZEXT_REG(0);
17376         rnd_hi32_patch[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, 0);
17377         rnd_hi32_patch[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_AX, 32);
17378         rnd_hi32_patch[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, 0, BPF_REG_AX);
17379         for (i = 0; i < len; i++) {
17380                 int adj_idx = i + delta;
17381                 struct bpf_insn insn;
17382                 int load_reg;
17383
17384                 insn = insns[adj_idx];
17385                 load_reg = insn_def_regno(&insn);
17386                 if (!aux[adj_idx].zext_dst) {
17387                         u8 code, class;
17388                         u32 imm_rnd;
17389
17390                         if (!rnd_hi32)
17391                                 continue;
17392
17393                         code = insn.code;
17394                         class = BPF_CLASS(code);
17395                         if (load_reg == -1)
17396                                 continue;
17397
17398                         /* NOTE: arg "reg" (the fourth one) is only used for
17399                          *       BPF_STX + SRC_OP, so it is safe to pass NULL
17400                          *       here.
17401                          */
17402                         if (is_reg64(env, &insn, load_reg, NULL, DST_OP)) {
17403                                 if (class == BPF_LD &&
17404                                     BPF_MODE(code) == BPF_IMM)
17405                                         i++;
17406                                 continue;
17407                         }
17408
17409                         /* ctx load could be transformed into wider load. */
17410                         if (class == BPF_LDX &&
17411                             aux[adj_idx].ptr_type == PTR_TO_CTX)
17412                                 continue;
17413
17414                         imm_rnd = get_random_u32();
17415                         rnd_hi32_patch[0] = insn;
17416                         rnd_hi32_patch[1].imm = imm_rnd;
17417                         rnd_hi32_patch[3].dst_reg = load_reg;
17418                         patch = rnd_hi32_patch;
17419                         patch_len = 4;
17420                         goto apply_patch_buffer;
17421                 }
17422
17423                 /* Add in an zero-extend instruction if a) the JIT has requested
17424                  * it or b) it's a CMPXCHG.
17425                  *
17426                  * The latter is because: BPF_CMPXCHG always loads a value into
17427                  * R0, therefore always zero-extends. However some archs'
17428                  * equivalent instruction only does this load when the
17429                  * comparison is successful. This detail of CMPXCHG is
17430                  * orthogonal to the general zero-extension behaviour of the
17431                  * CPU, so it's treated independently of bpf_jit_needs_zext.
17432                  */
17433                 if (!bpf_jit_needs_zext() && !is_cmpxchg_insn(&insn))
17434                         continue;
17435
17436                 /* Zero-extension is done by the caller. */
17437                 if (bpf_pseudo_kfunc_call(&insn))
17438                         continue;
17439
17440                 if (WARN_ON(load_reg == -1)) {
17441                         verbose(env, "verifier bug. zext_dst is set, but no reg is defined\n");
17442                         return -EFAULT;
17443                 }
17444
17445                 zext_patch[0] = insn;
17446                 zext_patch[1].dst_reg = load_reg;
17447                 zext_patch[1].src_reg = load_reg;
17448                 patch = zext_patch;
17449                 patch_len = 2;
17450 apply_patch_buffer:
17451                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, adj_idx, patch, patch_len);
17452                 if (!new_prog)
17453                         return -ENOMEM;
17454                 env->prog = new_prog;
17455                 insns = new_prog->insnsi;
17456                 aux = env->insn_aux_data;
17457                 delta += patch_len - 1;
17458         }
17459
17460         return 0;
17461 }
17462
17463 /* convert load instructions that access fields of a context type into a
17464  * sequence of instructions that access fields of the underlying structure:
17465  *     struct __sk_buff    -> struct sk_buff
17466  *     struct bpf_sock_ops -> struct sock
17467  */
17468 static int convert_ctx_accesses(struct bpf_verifier_env *env)
17469 {
17470         const struct bpf_verifier_ops *ops = env->ops;
17471         int i, cnt, size, ctx_field_size, delta = 0;
17472         const int insn_cnt = env->prog->len;
17473         struct bpf_insn insn_buf[16], *insn;
17474         u32 target_size, size_default, off;
17475         struct bpf_prog *new_prog;
17476         enum bpf_access_type type;
17477         bool is_narrower_load;
17478
17479         if (ops->gen_prologue || env->seen_direct_write) {
17480                 if (!ops->gen_prologue) {
17481                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
17482                         return -EINVAL;
17483                 }
17484                 cnt = ops->gen_prologue(insn_buf, env->seen_direct_write,
17485                                         env->prog);
17486                 if (cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
17487                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
17488                         return -EINVAL;
17489                 } else if (cnt) {
17490                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, 0, insn_buf, cnt);
17491                         if (!new_prog)
17492                                 return -ENOMEM;
17493
17494                         env->prog = new_prog;
17495                         delta += cnt - 1;
17496                 }
17497         }
17498
17499         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
17500                 return 0;
17501
17502         insn = env->prog->insnsi + delta;
17503
17504         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
17505                 bpf_convert_ctx_access_t convert_ctx_access;
17506
17507                 if (insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B) ||
17508                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H) ||
17509                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W) ||
17510                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW)) {
17511                         type = BPF_READ;
17512                 } else if (insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B) ||
17513                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H) ||
17514                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W) ||
17515                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW) ||
17516                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_B) ||
17517                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_H) ||
17518                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_W) ||
17519                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_DW)) {
17520                         type = BPF_WRITE;
17521                 } else {
17522                         continue;
17523                 }
17524
17525                 if (type == BPF_WRITE &&
17526                     env->insn_aux_data[i + delta].sanitize_stack_spill) {
17527                         struct bpf_insn patch[] = {
17528                                 *insn,
17529                                 BPF_ST_NOSPEC(),
17530                         };
17531
17532                         cnt = ARRAY_SIZE(patch);
17533                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patch, cnt);
17534                         if (!new_prog)
17535                                 return -ENOMEM;
17536
17537                         delta    += cnt - 1;
17538                         env->prog = new_prog;
17539                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
17540                         continue;
17541                 }
17542
17543                 switch ((int)env->insn_aux_data[i + delta].ptr_type) {
17544                 case PTR_TO_CTX:
17545                         if (!ops->convert_ctx_access)
17546                                 continue;
17547                         convert_ctx_access = ops->convert_ctx_access;
17548                         break;
17549                 case PTR_TO_SOCKET:
17550                 case PTR_TO_SOCK_COMMON:
17551                         convert_ctx_access = bpf_sock_convert_ctx_access;
17552                         break;
17553                 case PTR_TO_TCP_SOCK:
17554                         convert_ctx_access = bpf_tcp_sock_convert_ctx_access;
17555                         break;
17556                 case PTR_TO_XDP_SOCK:
17557                         convert_ctx_access = bpf_xdp_sock_convert_ctx_access;
17558                         break;
17559                 case PTR_TO_BTF_ID:
17560                 case PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED:
17561                 /* PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC always has a valid lifetime, unlike
17562                  * PTR_TO_BTF_ID, and an active ref_obj_id, but the same cannot
17563                  * be said once it is marked PTR_UNTRUSTED, hence we must handle
17564                  * any faults for loads into such types. BPF_WRITE is disallowed
17565                  * for this case.
17566                  */
17567                 case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | PTR_UNTRUSTED:
17568                         if (type == BPF_READ) {
17569                                 insn->code = BPF_LDX | BPF_PROBE_MEM |
17570                                         BPF_SIZE((insn)->code);
17571                                 env->prog->aux->num_exentries++;
17572                         }
17573                         continue;
17574                 default:
17575                         continue;
17576                 }
17577
17578                 ctx_field_size = env->insn_aux_data[i + delta].ctx_field_size;
17579                 size = BPF_LDST_BYTES(insn);
17580
17581                 /* If the read access is a narrower load of the field,
17582                  * convert to a 4/8-byte load, to minimum program type specific
17583                  * convert_ctx_access changes. If conversion is successful,
17584                  * we will apply proper mask to the result.
17585                  */
17586                 is_narrower_load = size < ctx_field_size;
17587                 size_default = bpf_ctx_off_adjust_machine(ctx_field_size);
17588                 off = insn->off;
17589                 if (is_narrower_load) {
17590                         u8 size_code;
17591
17592                         if (type == BPF_WRITE) {
17593                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx access misconfigured\n");
17594                                 return -EINVAL;
17595                         }
17596
17597                         size_code = BPF_H;
17598                         if (ctx_field_size == 4)
17599                                 size_code = BPF_W;
17600                         else if (ctx_field_size == 8)
17601                                 size_code = BPF_DW;
17602
17603                         insn->off = off & ~(size_default - 1);
17604                         insn->code = BPF_LDX | BPF_MEM | size_code;
17605                 }
17606
17607                 target_size = 0;
17608                 cnt = convert_ctx_access(type, insn, insn_buf, env->prog,
17609                                          &target_size);
17610                 if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf) ||
17611                     (ctx_field_size && !target_size)) {
17612                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
17613                         return -EINVAL;
17614                 }
17615
17616                 if (is_narrower_load && size < target_size) {
17617                         u8 shift = bpf_ctx_narrow_access_offset(
17618                                 off, size, size_default) * 8;
17619                         if (shift && cnt + 1 >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
17620                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx load misconfigured\n");
17621                                 return -EINVAL;
17622                         }
17623                         if (ctx_field_size <= 4) {
17624                                 if (shift)
17625                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_RSH,
17626                                                                         insn->dst_reg,
17627                                                                         shift);
17628                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
17629                                                                 (1 << size * 8) - 1);
17630                         } else {
17631                                 if (shift)
17632                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_RSH,
17633                                                                         insn->dst_reg,
17634                                                                         shift);
17635                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
17636                                                                 (1ULL << size * 8) - 1);
17637                         }
17638                 }
17639
17640                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
17641                 if (!new_prog)
17642                         return -ENOMEM;
17643
17644                 delta += cnt - 1;
17645
17646                 /* keep walking new program and skip insns we just inserted */
17647                 env->prog = new_prog;
17648                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
17649         }
17650
17651         return 0;
17652 }
17653
17654 static int jit_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
17655 {
17656         struct bpf_prog *prog = env->prog, **func, *tmp;
17657         int i, j, subprog_start, subprog_end = 0, len, subprog;
17658         struct bpf_map *map_ptr;
17659         struct bpf_insn *insn;
17660         void *old_bpf_func;
17661         int err, num_exentries;
17662
17663         if (env->subprog_cnt <= 1)
17664                 return 0;
17665
17666         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
17667                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn))
17668                         continue;
17669
17670                 /* Upon error here we cannot fall back to interpreter but
17671                  * need a hard reject of the program. Thus -EFAULT is
17672                  * propagated in any case.
17673                  */
17674                 subprog = find_subprog(env, i + insn->imm + 1);
17675                 if (subprog < 0) {
17676                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
17677                                   i + insn->imm + 1);
17678                         return -EFAULT;
17679                 }
17680                 /* temporarily remember subprog id inside insn instead of
17681                  * aux_data, since next loop will split up all insns into funcs
17682                  */
17683                 insn->off = subprog;
17684                 /* remember original imm in case JIT fails and fallback
17685                  * to interpreter will be needed
17686                  */
17687                 env->insn_aux_data[i].call_imm = insn->imm;
17688                 /* point imm to __bpf_call_base+1 from JITs point of view */
17689                 insn->imm = 1;
17690                 if (bpf_pseudo_func(insn))
17691                         /* jit (e.g. x86_64) may emit fewer instructions
17692                          * if it learns a u32 imm is the same as a u64 imm.
17693                          * Force a non zero here.
17694                          */
17695                         insn[1].imm = 1;
17696         }
17697
17698         err = bpf_prog_alloc_jited_linfo(prog);
17699         if (err)
17700                 goto out_undo_insn;
17701
17702         err = -ENOMEM;
17703         func = kcalloc(env->subprog_cnt, sizeof(prog), GFP_KERNEL);
17704         if (!func)
17705                 goto out_undo_insn;
17706
17707         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
17708                 subprog_start = subprog_end;
17709                 subprog_end = env->subprog_info[i + 1].start;
17710
17711                 len = subprog_end - subprog_start;
17712                 /* bpf_prog_run() doesn't call subprogs directly,
17713                  * hence main prog stats include the runtime of subprogs.
17714                  * subprogs don't have IDs and not reachable via prog_get_next_id
17715                  * func[i]->stats will never be accessed and stays NULL
17716                  */
17717                 func[i] = bpf_prog_alloc_no_stats(bpf_prog_size(len), GFP_USER);
17718                 if (!func[i])
17719                         goto out_free;
17720                 memcpy(func[i]->insnsi, &prog->insnsi[subprog_start],
17721                        len * sizeof(struct bpf_insn));
17722                 func[i]->type = prog->type;
17723                 func[i]->len = len;
17724                 if (bpf_prog_calc_tag(func[i]))
17725                         goto out_free;
17726                 func[i]->is_func = 1;
17727                 func[i]->aux->func_idx = i;
17728                 /* Below members will be freed only at prog->aux */
17729                 func[i]->aux->btf = prog->aux->btf;
17730                 func[i]->aux->func_info = prog->aux->func_info;
17731                 func[i]->aux->func_info_cnt = prog->aux->func_info_cnt;
17732                 func[i]->aux->poke_tab = prog->aux->poke_tab;
17733                 func[i]->aux->size_poke_tab = prog->aux->size_poke_tab;
17734
17735                 for (j = 0; j < prog->aux->size_poke_tab; j++) {
17736                         struct bpf_jit_poke_descriptor *poke;
17737
17738                         poke = &prog->aux->poke_tab[j];
17739                         if (poke->insn_idx < subprog_end &&
17740                             poke->insn_idx >= subprog_start)
17741                                 poke->aux = func[i]->aux;
17742                 }
17743
17744                 func[i]->aux->name[0] = 'F';
17745                 func[i]->aux->stack_depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
17746                 func[i]->jit_requested = 1;
17747                 func[i]->blinding_requested = prog->blinding_requested;
17748                 func[i]->aux->kfunc_tab = prog->aux->kfunc_tab;
17749                 func[i]->aux->kfunc_btf_tab = prog->aux->kfunc_btf_tab;
17750                 func[i]->aux->linfo = prog->aux->linfo;
17751                 func[i]->aux->nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
17752                 func[i]->aux->jited_linfo = prog->aux->jited_linfo;
17753                 func[i]->aux->linfo_idx = env->subprog_info[i].linfo_idx;
17754                 num_exentries = 0;
17755                 insn = func[i]->insnsi;
17756                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
17757                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
17758                             BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEM)
17759                                 num_exentries++;
17760                 }
17761                 func[i]->aux->num_exentries = num_exentries;
17762                 func[i]->aux->tail_call_reachable = env->subprog_info[i].tail_call_reachable;
17763                 func[i] = bpf_int_jit_compile(func[i]);
17764                 if (!func[i]->jited) {
17765                         err = -ENOTSUPP;
17766                         goto out_free;
17767                 }
17768                 cond_resched();
17769         }
17770
17771         /* at this point all bpf functions were successfully JITed
17772          * now populate all bpf_calls with correct addresses and
17773          * run last pass of JIT
17774          */
17775         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
17776                 insn = func[i]->insnsi;
17777                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
17778                         if (bpf_pseudo_func(insn)) {
17779                                 subprog = insn->off;
17780                                 insn[0].imm = (u32)(long)func[subprog]->bpf_func;
17781                                 insn[1].imm = ((u64)(long)func[subprog]->bpf_func) >> 32;
17782                                 continue;
17783                         }
17784                         if (!bpf_pseudo_call(insn))
17785                                 continue;
17786                         subprog = insn->off;
17787                         insn->imm = BPF_CALL_IMM(func[subprog]->bpf_func);
17788                 }
17789
17790                 /* we use the aux data to keep a list of the start addresses
17791                  * of the JITed images for each function in the program
17792                  *
17793                  * for some architectures, such as powerpc64, the imm field
17794                  * might not be large enough to hold the offset of the start
17795                  * address of the callee's JITed image from __bpf_call_base
17796                  *
17797                  * in such cases, we can lookup the start address of a callee
17798                  * by using its subprog id, available from the off field of
17799                  * the call instruction, as an index for this list
17800                  */
17801                 func[i]->aux->func = func;
17802                 func[i]->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
17803         }
17804         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
17805                 old_bpf_func = func[i]->bpf_func;
17806                 tmp = bpf_int_jit_compile(func[i]);
17807                 if (tmp != func[i] || func[i]->bpf_func != old_bpf_func) {
17808                         verbose(env, "JIT doesn't support bpf-to-bpf calls\n");
17809                         err = -ENOTSUPP;
17810                         goto out_free;
17811                 }
17812                 cond_resched();
17813         }
17814
17815         /* finally lock prog and jit images for all functions and
17816          * populate kallsysm. Begin at the first subprogram, since
17817          * bpf_prog_load will add the kallsyms for the main program.
17818          */
17819         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
17820                 bpf_prog_lock_ro(func[i]);
17821                 bpf_prog_kallsyms_add(func[i]);
17822         }
17823
17824         /* Last step: make now unused interpreter insns from main
17825          * prog consistent for later dump requests, so they can
17826          * later look the same as if they were interpreted only.
17827          */
17828         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
17829                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
17830                         insn[0].imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
17831                         insn[1].imm = insn->off;
17832                         insn->off = 0;
17833                         continue;
17834                 }
17835                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
17836                         continue;
17837                 insn->off = env->insn_aux_data[i].call_imm;
17838                 subprog = find_subprog(env, i + insn->off + 1);
17839                 insn->imm = subprog;
17840         }
17841
17842         prog->jited = 1;
17843         prog->bpf_func = func[0]->bpf_func;
17844         prog->jited_len = func[0]->jited_len;
17845         prog->aux->extable = func[0]->aux->extable;
17846         prog->aux->num_exentries = func[0]->aux->num_exentries;
17847         prog->aux->func = func;
17848         prog->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
17849         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
17850         return 0;
17851 out_free:
17852         /* We failed JIT'ing, so at this point we need to unregister poke
17853          * descriptors from subprogs, so that kernel is not attempting to
17854          * patch it anymore as we're freeing the subprog JIT memory.
17855          */
17856         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
17857                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
17858                 map_ptr->ops->map_poke_untrack(map_ptr, prog->aux);
17859         }
17860         /* At this point we're guaranteed that poke descriptors are not
17861          * live anymore. We can just unlink its descriptor table as it's
17862          * released with the main prog.
17863          */
17864         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
17865                 if (!func[i])
17866                         continue;
17867                 func[i]->aux->poke_tab = NULL;
17868                 bpf_jit_free(func[i]);
17869         }
17870         kfree(func);
17871 out_undo_insn:
17872         /* cleanup main prog to be interpreted */
17873         prog->jit_requested = 0;
17874         prog->blinding_requested = 0;
17875         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
17876                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
17877                         continue;
17878                 insn->off = 0;
17879                 insn->imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
17880         }
17881         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
17882         return err;
17883 }
17884
17885 static int fixup_call_args(struct bpf_verifier_env *env)
17886 {
17887 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
17888         struct bpf_prog *prog = env->prog;
17889         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
17890         bool has_kfunc_call = bpf_prog_has_kfunc_call(prog);
17891         int i, depth;
17892 #endif
17893         int err = 0;
17894
17895         if (env->prog->jit_requested &&
17896             !bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
17897                 err = jit_subprogs(env);
17898                 if (err == 0)
17899                         return 0;
17900                 if (err == -EFAULT)
17901                         return err;
17902         }
17903 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
17904         if (has_kfunc_call) {
17905                 verbose(env, "calling kernel functions are not allowed in non-JITed programs\n");
17906                 return -EINVAL;
17907         }
17908         if (env->subprog_cnt > 1 && env->prog->aux->tail_call_reachable) {
17909                 /* When JIT fails the progs with bpf2bpf calls and tail_calls
17910                  * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
17911                  */
17912                 verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
17913                 return -EINVAL;
17914         }
17915         for (i = 0; i < prog->len; i++, insn++) {
17916                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
17917                         /* When JIT fails the progs with callback calls
17918                          * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
17919                          */
17920                         verbose(env, "callbacks are not allowed in non-JITed programs\n");
17921                         return -EINVAL;
17922                 }
17923
17924                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
17925                         continue;
17926                 depth = get_callee_stack_depth(env, insn, i);
17927                 if (depth < 0)
17928                         return depth;
17929                 bpf_patch_call_args(insn, depth);
17930         }
17931         err = 0;
17932 #endif
17933         return err;
17934 }
17935
17936 /* replace a generic kfunc with a specialized version if necessary */
17937 static void specialize_kfunc(struct bpf_verifier_env *env,
17938                              u32 func_id, u16 offset, unsigned long *addr)
17939 {
17940         struct bpf_prog *prog = env->prog;
17941         bool seen_direct_write;
17942         void *xdp_kfunc;
17943         bool is_rdonly;
17944
17945         if (bpf_dev_bound_kfunc_id(func_id)) {
17946                 xdp_kfunc = bpf_dev_bound_resolve_kfunc(prog, func_id);
17947                 if (xdp_kfunc) {
17948                         *addr = (unsigned long)xdp_kfunc;
17949                         return;
17950                 }
17951                 /* fallback to default kfunc when not supported by netdev */
17952         }
17953
17954         if (offset)
17955                 return;
17956
17957         if (func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_skb]) {
17958                 seen_direct_write = env->seen_direct_write;
17959                 is_rdonly = !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, BPF_WRITE);
17960
17961                 if (is_rdonly)
17962                         *addr = (unsigned long)bpf_dynptr_from_skb_rdonly;
17963
17964                 /* restore env->seen_direct_write to its original value, since
17965                  * may_access_direct_pkt_data mutates it
17966                  */
17967                 env->seen_direct_write = seen_direct_write;
17968         }
17969 }
17970
17971 static void __fixup_collection_insert_kfunc(struct bpf_insn_aux_data *insn_aux,
17972                                             u16 struct_meta_reg,
17973                                             u16 node_offset_reg,
17974                                             struct bpf_insn *insn,
17975                                             struct bpf_insn *insn_buf,
17976                                             int *cnt)
17977 {
17978         struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = insn_aux->kptr_struct_meta;
17979         struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(struct_meta_reg, (long)kptr_struct_meta) };
17980
17981         insn_buf[0] = addr[0];
17982         insn_buf[1] = addr[1];
17983         insn_buf[2] = BPF_MOV64_IMM(node_offset_reg, insn_aux->insert_off);
17984         insn_buf[3] = *insn;
17985         *cnt = 4;
17986 }
17987
17988 static int fixup_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
17989                             struct bpf_insn *insn_buf, int insn_idx, int *cnt)
17990 {
17991         const struct bpf_kfunc_desc *desc;
17992
17993         if (!insn->imm) {
17994                 verbose(env, "invalid kernel function call not eliminated in verifier pass\n");
17995                 return -EINVAL;
17996         }
17997
17998         *cnt = 0;
17999
18000         /* insn->imm has the btf func_id. Replace it with an offset relative to
18001          * __bpf_call_base, unless the JIT needs to call functions that are
18002          * further than 32 bits away (bpf_jit_supports_far_kfunc_call()).
18003          */
18004         desc = find_kfunc_desc(env->prog, insn->imm, insn->off);
18005         if (!desc) {
18006                 verbose(env, "verifier internal error: kernel function descriptor not found for func_id %u\n",
18007                         insn->imm);
18008                 return -EFAULT;
18009         }
18010
18011         if (!bpf_jit_supports_far_kfunc_call())
18012                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(desc->addr);
18013         if (insn->off)
18014                 return 0;
18015         if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl]) {
18016                 struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta;
18017                 struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(BPF_REG_2, (long)kptr_struct_meta) };
18018                 u64 obj_new_size = env->insn_aux_data[insn_idx].obj_new_size;
18019
18020                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_1, obj_new_size);
18021                 insn_buf[1] = addr[0];
18022                 insn_buf[2] = addr[1];
18023                 insn_buf[3] = *insn;
18024                 *cnt = 4;
18025         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl] ||
18026                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl]) {
18027                 struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta;
18028                 struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(BPF_REG_2, (long)kptr_struct_meta) };
18029
18030                 insn_buf[0] = addr[0];
18031                 insn_buf[1] = addr[1];
18032                 insn_buf[2] = *insn;
18033                 *cnt = 3;
18034         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl] ||
18035                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
18036                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
18037                 int struct_meta_reg = BPF_REG_3;
18038                 int node_offset_reg = BPF_REG_4;
18039
18040                 /* rbtree_add has extra 'less' arg, so args-to-fixup are in diff regs */
18041                 if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
18042                         struct_meta_reg = BPF_REG_4;
18043                         node_offset_reg = BPF_REG_5;
18044                 }
18045
18046                 __fixup_collection_insert_kfunc(&env->insn_aux_data[insn_idx], struct_meta_reg,
18047                                                 node_offset_reg, insn, insn_buf, cnt);
18048         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx] ||
18049                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rdonly_cast]) {
18050                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, BPF_REG_1);
18051                 *cnt = 1;
18052         }
18053         return 0;
18054 }
18055
18056 /* Do various post-verification rewrites in a single program pass.
18057  * These rewrites simplify JIT and interpreter implementations.
18058  */
18059 static int do_misc_fixups(struct bpf_verifier_env *env)
18060 {
18061         struct bpf_prog *prog = env->prog;
18062         enum bpf_attach_type eatype = prog->expected_attach_type;
18063         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
18064         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
18065         const struct bpf_func_proto *fn;
18066         const int insn_cnt = prog->len;
18067         const struct bpf_map_ops *ops;
18068         struct bpf_insn_aux_data *aux;
18069         struct bpf_insn insn_buf[16];
18070         struct bpf_prog *new_prog;
18071         struct bpf_map *map_ptr;
18072         int i, ret, cnt, delta = 0;
18073
18074         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
18075                 /* Make divide-by-zero exceptions impossible. */
18076                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X) ||
18077                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
18078                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X) ||
18079                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
18080                         bool is64 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64;
18081                         bool isdiv = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV;
18082                         struct bpf_insn *patchlet;
18083                         struct bpf_insn chk_and_div[] = {
18084                                 /* [R,W]x div 0 -> 0 */
18085                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
18086                                              BPF_JNE | BPF_K, insn->src_reg,
18087                                              0, 2, 0),
18088                                 BPF_ALU32_REG(BPF_XOR, insn->dst_reg, insn->dst_reg),
18089                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
18090                                 *insn,
18091                         };
18092                         struct bpf_insn chk_and_mod[] = {
18093                                 /* [R,W]x mod 0 -> [R,W]x */
18094                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
18095                                              BPF_JEQ | BPF_K, insn->src_reg,
18096                                              0, 1 + (is64 ? 0 : 1), 0),
18097                                 *insn,
18098                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
18099                                 BPF_MOV32_REG(insn->dst_reg, insn->dst_reg),
18100                         };
18101
18102                         patchlet = isdiv ? chk_and_div : chk_and_mod;
18103                         cnt = isdiv ? ARRAY_SIZE(chk_and_div) :
18104                                       ARRAY_SIZE(chk_and_mod) - (is64 ? 2 : 0);
18105
18106                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patchlet, cnt);
18107                         if (!new_prog)
18108                                 return -ENOMEM;
18109
18110                         delta    += cnt - 1;
18111                         env->prog = prog = new_prog;
18112                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18113                         continue;
18114                 }
18115
18116                 /* Implement LD_ABS and LD_IND with a rewrite, if supported by the program type. */
18117                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LD &&
18118                     (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS ||
18119                      BPF_MODE(insn->code) == BPF_IND)) {
18120                         cnt = env->ops->gen_ld_abs(insn, insn_buf);
18121                         if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
18122                                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
18123                                 return -EINVAL;
18124                         }
18125
18126                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18127                         if (!new_prog)
18128                                 return -ENOMEM;
18129
18130                         delta    += cnt - 1;
18131                         env->prog = prog = new_prog;
18132                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18133                         continue;
18134                 }
18135
18136                 /* Rewrite pointer arithmetic to mitigate speculation attacks. */
18137                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X) ||
18138                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X)) {
18139                         const u8 code_add = BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X;
18140                         const u8 code_sub = BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X;
18141                         struct bpf_insn *patch = &insn_buf[0];
18142                         bool issrc, isneg, isimm;
18143                         u32 off_reg;
18144
18145                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
18146                         if (!aux->alu_state ||
18147                             aux->alu_state == BPF_ALU_NON_POINTER)
18148                                 continue;
18149
18150                         isneg = aux->alu_state & BPF_ALU_NEG_VALUE;
18151                         issrc = (aux->alu_state & BPF_ALU_SANITIZE) ==
18152                                 BPF_ALU_SANITIZE_SRC;
18153                         isimm = aux->alu_state & BPF_ALU_IMMEDIATE;
18154
18155                         off_reg = issrc ? insn->src_reg : insn->dst_reg;
18156                         if (isimm) {
18157                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
18158                         } else {
18159                                 if (isneg)
18160                                         *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
18161                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
18162                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_SUB, BPF_REG_AX, off_reg);
18163                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, BPF_REG_AX, off_reg);
18164                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_NEG, BPF_REG_AX, 0);
18165                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ARSH, BPF_REG_AX, 63);
18166                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_AND, BPF_REG_AX, off_reg);
18167                         }
18168                         if (!issrc)
18169                                 *patch++ = BPF_MOV64_REG(insn->dst_reg, insn->src_reg);
18170                         insn->src_reg = BPF_REG_AX;
18171                         if (isneg)
18172                                 insn->code = insn->code == code_add ?
18173                                              code_sub : code_add;
18174                         *patch++ = *insn;
18175                         if (issrc && isneg && !isimm)
18176                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
18177                         cnt = patch - insn_buf;
18178
18179                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18180                         if (!new_prog)
18181                                 return -ENOMEM;
18182
18183                         delta    += cnt - 1;
18184                         env->prog = prog = new_prog;
18185                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18186                         continue;
18187                 }
18188
18189                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
18190                         continue;
18191                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
18192                         continue;
18193                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) {
18194                         ret = fixup_kfunc_call(env, insn, insn_buf, i + delta, &cnt);
18195                         if (ret)
18196                                 return ret;
18197                         if (cnt == 0)
18198                                 continue;
18199
18200                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18201                         if (!new_prog)
18202                                 return -ENOMEM;
18203
18204                         delta    += cnt - 1;
18205                         env->prog = prog = new_prog;
18206                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18207                         continue;
18208                 }
18209
18210                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_route_realm)
18211                         prog->dst_needed = 1;
18212                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_prandom_u32)
18213                         bpf_user_rnd_init_once();
18214                 if (insn->imm == BPF_FUNC_override_return)
18215                         prog->kprobe_override = 1;
18216                 if (insn->imm == BPF_FUNC_tail_call) {
18217                         /* If we tail call into other programs, we
18218                          * cannot make any assumptions since they can
18219                          * be replaced dynamically during runtime in
18220                          * the program array.
18221                          */
18222                         prog->cb_access = 1;
18223                         if (!allow_tail_call_in_subprogs(env))
18224                                 prog->aux->stack_depth = MAX_BPF_STACK;
18225                         prog->aux->max_pkt_offset = MAX_PACKET_OFF;
18226
18227                         /* mark bpf_tail_call as different opcode to avoid
18228                          * conditional branch in the interpreter for every normal
18229                          * call and to prevent accidental JITing by JIT compiler
18230                          * that doesn't support bpf_tail_call yet
18231                          */
18232                         insn->imm = 0;
18233                         insn->code = BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL;
18234
18235                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
18236                         if (env->bpf_capable && !prog->blinding_requested &&
18237                             prog->jit_requested &&
18238                             !bpf_map_key_poisoned(aux) &&
18239                             !bpf_map_ptr_poisoned(aux) &&
18240                             !bpf_map_ptr_unpriv(aux)) {
18241                                 struct bpf_jit_poke_descriptor desc = {
18242                                         .reason = BPF_POKE_REASON_TAIL_CALL,
18243                                         .tail_call.map = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state),
18244                                         .tail_call.key = bpf_map_key_immediate(aux),
18245                                         .insn_idx = i + delta,
18246                                 };
18247
18248                                 ret = bpf_jit_add_poke_descriptor(prog, &desc);
18249                                 if (ret < 0) {
18250                                         verbose(env, "adding tail call poke descriptor failed\n");
18251                                         return ret;
18252                                 }
18253
18254                                 insn->imm = ret + 1;
18255                                 continue;
18256                         }
18257
18258                         if (!bpf_map_ptr_unpriv(aux))
18259                                 continue;
18260
18261                         /* instead of changing every JIT dealing with tail_call
18262                          * emit two extra insns:
18263                          * if (index >= max_entries) goto out;
18264                          * index &= array->index_mask;
18265                          * to avoid out-of-bounds cpu speculation
18266                          */
18267                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux)) {
18268                                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
18269                                 return -EINVAL;
18270                         }
18271
18272                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
18273                         insn_buf[0] = BPF_JMP_IMM(BPF_JGE, BPF_REG_3,
18274                                                   map_ptr->max_entries, 2);
18275                         insn_buf[1] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, BPF_REG_3,
18276                                                     container_of(map_ptr,
18277                                                                  struct bpf_array,
18278                                                                  map)->index_mask);
18279                         insn_buf[2] = *insn;
18280                         cnt = 3;
18281                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18282                         if (!new_prog)
18283                                 return -ENOMEM;
18284
18285                         delta    += cnt - 1;
18286                         env->prog = prog = new_prog;
18287                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18288                         continue;
18289                 }
18290
18291                 if (insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
18292                         /* The verifier will process callback_fn as many times as necessary
18293                          * with different maps and the register states prepared by
18294                          * set_timer_callback_state will be accurate.
18295                          *
18296                          * The following use case is valid:
18297                          *   map1 is shared by prog1, prog2, prog3.
18298                          *   prog1 calls bpf_timer_init for some map1 elements
18299                          *   prog2 calls bpf_timer_set_callback for some map1 elements.
18300                          *     Those that were not bpf_timer_init-ed will return -EINVAL.
18301                          *   prog3 calls bpf_timer_start for some map1 elements.
18302                          *     Those that were not both bpf_timer_init-ed and
18303                          *     bpf_timer_set_callback-ed will return -EINVAL.
18304                          */
18305                         struct bpf_insn ld_addrs[2] = {
18306                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_3, (long)prog->aux),
18307                         };
18308
18309                         insn_buf[0] = ld_addrs[0];
18310                         insn_buf[1] = ld_addrs[1];
18311                         insn_buf[2] = *insn;
18312                         cnt = 3;
18313
18314                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18315                         if (!new_prog)
18316                                 return -ENOMEM;
18317
18318                         delta    += cnt - 1;
18319                         env->prog = prog = new_prog;
18320                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18321                         goto patch_call_imm;
18322                 }
18323
18324                 if (is_storage_get_function(insn->imm)) {
18325                         if (!env->prog->aux->sleepable ||
18326                             env->insn_aux_data[i + delta].storage_get_func_atomic)
18327                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_ATOMIC);
18328                         else
18329                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_KERNEL);
18330                         insn_buf[1] = *insn;
18331                         cnt = 2;
18332
18333                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18334                         if (!new_prog)
18335                                 return -ENOMEM;
18336
18337                         delta += cnt - 1;
18338                         env->prog = prog = new_prog;
18339                         insn = new_prog->insnsi + i + delta;
18340                         goto patch_call_imm;
18341                 }
18342
18343                 /* BPF_EMIT_CALL() assumptions in some of the map_gen_lookup
18344                  * and other inlining handlers are currently limited to 64 bit
18345                  * only.
18346                  */
18347                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
18348                     (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem ||
18349                      insn->imm == BPF_FUNC_map_update_elem ||
18350                      insn->imm == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
18351                      insn->imm == BPF_FUNC_map_push_elem   ||
18352                      insn->imm == BPF_FUNC_map_pop_elem    ||
18353                      insn->imm == BPF_FUNC_map_peek_elem   ||
18354                      insn->imm == BPF_FUNC_redirect_map    ||
18355                      insn->imm == BPF_FUNC_for_each_map_elem ||
18356                      insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)) {
18357                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
18358                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux))
18359                                 goto patch_call_imm;
18360
18361                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
18362                         ops = map_ptr->ops;
18363                         if (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
18364                             ops->map_gen_lookup) {
18365                                 cnt = ops->map_gen_lookup(map_ptr, insn_buf);
18366                                 if (cnt == -EOPNOTSUPP)
18367                                         goto patch_map_ops_generic;
18368                                 if (cnt <= 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
18369                                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
18370                                         return -EINVAL;
18371                                 }
18372
18373                                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta,
18374                                                                insn_buf, cnt);
18375                                 if (!new_prog)
18376                                         return -ENOMEM;
18377
18378                                 delta    += cnt - 1;
18379                                 env->prog = prog = new_prog;
18380                                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18381                                 continue;
18382                         }
18383
18384                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_elem,
18385                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
18386                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_delete_elem,
18387                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
18388                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_update_elem,
18389                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
18390                                               u64 flags))NULL));
18391                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_push_elem,
18392                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value,
18393                                               u64 flags))NULL));
18394                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_pop_elem,
18395                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
18396                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_peek_elem,
18397                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
18398                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_redirect,
18399                                      (long (*)(struct bpf_map *map, u64 index, u64 flags))NULL));
18400                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_for_each_callback,
18401                                      (long (*)(struct bpf_map *map,
18402                                               bpf_callback_t callback_fn,
18403                                               void *callback_ctx,
18404                                               u64 flags))NULL));
18405                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_percpu_elem,
18406                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key, u32 cpu))NULL));
18407
18408 patch_map_ops_generic:
18409                         switch (insn->imm) {
18410                         case BPF_FUNC_map_lookup_elem:
18411                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_elem);
18412                                 continue;
18413                         case BPF_FUNC_map_update_elem:
18414                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_update_elem);
18415                                 continue;
18416                         case BPF_FUNC_map_delete_elem:
18417                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_delete_elem);
18418                                 continue;
18419                         case BPF_FUNC_map_push_elem:
18420                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_push_elem);
18421                                 continue;
18422                         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
18423                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_pop_elem);
18424                                 continue;
18425                         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
18426                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_peek_elem);
18427                                 continue;
18428                         case BPF_FUNC_redirect_map:
18429                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_redirect);
18430                                 continue;
18431                         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
18432                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_for_each_callback);
18433                                 continue;
18434                         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
18435                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_percpu_elem);
18436                                 continue;
18437                         }
18438
18439                         goto patch_call_imm;
18440                 }
18441
18442                 /* Implement bpf_jiffies64 inline. */
18443                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
18444                     insn->imm == BPF_FUNC_jiffies64) {
18445                         struct bpf_insn ld_jiffies_addr[2] = {
18446                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_0,
18447                                              (unsigned long)&jiffies),
18448                         };
18449
18450                         insn_buf[0] = ld_jiffies_addr[0];
18451                         insn_buf[1] = ld_jiffies_addr[1];
18452                         insn_buf[2] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0,
18453                                                   BPF_REG_0, 0);
18454                         cnt = 3;
18455
18456                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf,
18457                                                        cnt);
18458                         if (!new_prog)
18459                                 return -ENOMEM;
18460
18461                         delta    += cnt - 1;
18462                         env->prog = prog = new_prog;
18463                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18464                         continue;
18465                 }
18466
18467                 /* Implement bpf_get_func_arg inline. */
18468                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
18469                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg) {
18470                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
18471                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
18472                         insn_buf[1] = BPF_JMP32_REG(BPF_JGE, BPF_REG_2, BPF_REG_0, 6);
18473                         insn_buf[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_2, 3);
18474                         insn_buf[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_2, BPF_REG_1);
18475                         insn_buf[4] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_2, 0);
18476                         insn_buf[5] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
18477                         insn_buf[6] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
18478                         insn_buf[7] = BPF_JMP_A(1);
18479                         insn_buf[8] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EINVAL);
18480                         cnt = 9;
18481
18482                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18483                         if (!new_prog)
18484                                 return -ENOMEM;
18485
18486                         delta    += cnt - 1;
18487                         env->prog = prog = new_prog;
18488                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18489                         continue;
18490                 }
18491
18492                 /* Implement bpf_get_func_ret inline. */
18493                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
18494                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ret) {
18495                         if (eatype == BPF_TRACE_FEXIT ||
18496                             eatype == BPF_MODIFY_RETURN) {
18497                                 /* Load nr_args from ctx - 8 */
18498                                 insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
18499                                 insn_buf[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_0, 3);
18500                                 insn_buf[2] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_0, BPF_REG_1);
18501                                 insn_buf[3] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
18502                                 insn_buf[4] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_2, BPF_REG_3, 0);
18503                                 insn_buf[5] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
18504                                 cnt = 6;
18505                         } else {
18506                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EOPNOTSUPP);
18507                                 cnt = 1;
18508                         }
18509
18510                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18511                         if (!new_prog)
18512                                 return -ENOMEM;
18513
18514                         delta    += cnt - 1;
18515                         env->prog = prog = new_prog;
18516                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18517                         continue;
18518                 }
18519
18520                 /* Implement get_func_arg_cnt inline. */
18521                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
18522                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg_cnt) {
18523                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
18524                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
18525
18526                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
18527                         if (!new_prog)
18528                                 return -ENOMEM;
18529
18530                         env->prog = prog = new_prog;
18531                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18532                         continue;
18533                 }
18534
18535                 /* Implement bpf_get_func_ip inline. */
18536                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
18537                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ip) {
18538                         /* Load IP address from ctx - 16 */
18539                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -16);
18540
18541                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
18542                         if (!new_prog)
18543                                 return -ENOMEM;
18544
18545                         env->prog = prog = new_prog;
18546                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18547                         continue;
18548                 }
18549
18550 patch_call_imm:
18551                 fn = env->ops->get_func_proto(insn->imm, env->prog);
18552                 /* all functions that have prototype and verifier allowed
18553                  * programs to call them, must be real in-kernel functions
18554                  */
18555                 if (!fn->func) {
18556                         verbose(env,
18557                                 "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
18558                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
18559                         return -EFAULT;
18560                 }
18561                 insn->imm = fn->func - __bpf_call_base;
18562         }
18563
18564         /* Since poke tab is now finalized, publish aux to tracker. */
18565         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
18566                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
18567                 if (!map_ptr->ops->map_poke_track ||
18568                     !map_ptr->ops->map_poke_untrack ||
18569                     !map_ptr->ops->map_poke_run) {
18570                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
18571                         return -EINVAL;
18572                 }
18573
18574                 ret = map_ptr->ops->map_poke_track(map_ptr, prog->aux);
18575                 if (ret < 0) {
18576                         verbose(env, "tracking tail call prog failed\n");
18577                         return ret;
18578                 }
18579         }
18580
18581         sort_kfunc_descs_by_imm_off(env->prog);
18582
18583         return 0;
18584 }
18585
18586 static struct bpf_prog *inline_bpf_loop(struct bpf_verifier_env *env,
18587                                         int position,
18588                                         s32 stack_base,
18589                                         u32 callback_subprogno,
18590                                         u32 *cnt)
18591 {
18592         s32 r6_offset = stack_base + 0 * BPF_REG_SIZE;
18593         s32 r7_offset = stack_base + 1 * BPF_REG_SIZE;
18594         s32 r8_offset = stack_base + 2 * BPF_REG_SIZE;
18595         int reg_loop_max = BPF_REG_6;
18596         int reg_loop_cnt = BPF_REG_7;
18597         int reg_loop_ctx = BPF_REG_8;
18598
18599         struct bpf_prog *new_prog;
18600         u32 callback_start;
18601         u32 call_insn_offset;
18602         s32 callback_offset;
18603
18604         /* This represents an inlined version of bpf_iter.c:bpf_loop,
18605          * be careful to modify this code in sync.
18606          */
18607         struct bpf_insn insn_buf[] = {
18608                 /* Return error and jump to the end of the patch if
18609                  * expected number of iterations is too big.
18610                  */
18611                 BPF_JMP_IMM(BPF_JLE, BPF_REG_1, BPF_MAX_LOOPS, 2),
18612                 BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_0, -E2BIG),
18613                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 16),
18614                 /* spill R6, R7, R8 to use these as loop vars */
18615                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_6, r6_offset),
18616                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_7, r7_offset),
18617                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_8, r8_offset),
18618                 /* initialize loop vars */
18619                 BPF_MOV64_REG(reg_loop_max, BPF_REG_1),
18620                 BPF_MOV32_IMM(reg_loop_cnt, 0),
18621                 BPF_MOV64_REG(reg_loop_ctx, BPF_REG_3),
18622                 /* loop header,
18623                  * if reg_loop_cnt >= reg_loop_max skip the loop body
18624                  */
18625                 BPF_JMP_REG(BPF_JGE, reg_loop_cnt, reg_loop_max, 5),
18626                 /* callback call,
18627                  * correct callback offset would be set after patching
18628                  */
18629                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, reg_loop_cnt),
18630                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, reg_loop_ctx),
18631                 BPF_CALL_REL(0),
18632                 /* increment loop counter */
18633                 BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, reg_loop_cnt, 1),
18634                 /* jump to loop header if callback returned 0 */
18635                 BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, BPF_REG_0, 0, -6),
18636                 /* return value of bpf_loop,
18637                  * set R0 to the number of iterations
18638                  */
18639                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, reg_loop_cnt),
18640                 /* restore original values of R6, R7, R8 */
18641                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_6, BPF_REG_10, r6_offset),
18642                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_7, BPF_REG_10, r7_offset),
18643                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_8, BPF_REG_10, r8_offset),
18644         };
18645
18646         *cnt = ARRAY_SIZE(insn_buf);
18647         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, position, insn_buf, *cnt);
18648         if (!new_prog)
18649                 return new_prog;
18650
18651         /* callback start is known only after patching */
18652         callback_start = env->subprog_info[callback_subprogno].start;
18653         /* Note: insn_buf[12] is an offset of BPF_CALL_REL instruction */
18654         call_insn_offset = position + 12;
18655         callback_offset = callback_start - call_insn_offset - 1;
18656         new_prog->insnsi[call_insn_offset].imm = callback_offset;
18657
18658         return new_prog;
18659 }
18660
18661 static bool is_bpf_loop_call(struct bpf_insn *insn)
18662 {
18663         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
18664                 insn->src_reg == 0 &&
18665                 insn->imm == BPF_FUNC_loop;
18666 }
18667
18668 /* For all sub-programs in the program (including main) check
18669  * insn_aux_data to see if there are bpf_loop calls that require
18670  * inlining. If such calls are found the calls are replaced with a
18671  * sequence of instructions produced by `inline_bpf_loop` function and
18672  * subprog stack_depth is increased by the size of 3 registers.
18673  * This stack space is used to spill values of the R6, R7, R8.  These
18674  * registers are used to store the loop bound, counter and context
18675  * variables.
18676  */
18677 static int optimize_bpf_loop(struct bpf_verifier_env *env)
18678 {
18679         struct bpf_subprog_info *subprogs = env->subprog_info;
18680         int i, cur_subprog = 0, cnt, delta = 0;
18681         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
18682         int insn_cnt = env->prog->len;
18683         u16 stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
18684         u16 stack_depth_roundup = round_up(stack_depth, 8) - stack_depth;
18685         u16 stack_depth_extra = 0;
18686
18687         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
18688                 struct bpf_loop_inline_state *inline_state =
18689                         &env->insn_aux_data[i + delta].loop_inline_state;
18690
18691                 if (is_bpf_loop_call(insn) && inline_state->fit_for_inline) {
18692                         struct bpf_prog *new_prog;
18693
18694                         stack_depth_extra = BPF_REG_SIZE * 3 + stack_depth_roundup;
18695                         new_prog = inline_bpf_loop(env,
18696                                                    i + delta,
18697                                                    -(stack_depth + stack_depth_extra),
18698                                                    inline_state->callback_subprogno,
18699                                                    &cnt);
18700                         if (!new_prog)
18701                                 return -ENOMEM;
18702
18703                         delta     += cnt - 1;
18704                         env->prog  = new_prog;
18705                         insn       = new_prog->insnsi + i + delta;
18706                 }
18707
18708                 if (subprogs[cur_subprog + 1].start == i + delta + 1) {
18709                         subprogs[cur_subprog].stack_depth += stack_depth_extra;
18710                         cur_subprog++;
18711                         stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
18712                         stack_depth_roundup = round_up(stack_depth, 8) - stack_depth;
18713                         stack_depth_extra = 0;
18714                 }
18715         }
18716
18717         env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
18718
18719         return 0;
18720 }
18721
18722 static void free_states(struct bpf_verifier_env *env)
18723 {
18724         struct bpf_verifier_state_list *sl, *sln;
18725         int i;
18726
18727         sl = env->free_list;
18728         while (sl) {
18729                 sln = sl->next;
18730                 free_verifier_state(&sl->state, false);
18731                 kfree(sl);
18732                 sl = sln;
18733         }
18734         env->free_list = NULL;
18735
18736         if (!env->explored_states)
18737                 return;
18738
18739         for (i = 0; i < state_htab_size(env); i++) {
18740                 sl = env->explored_states[i];
18741
18742                 while (sl) {
18743                         sln = sl->next;
18744                         free_verifier_state(&sl->state, false);
18745                         kfree(sl);
18746                         sl = sln;
18747                 }
18748                 env->explored_states[i] = NULL;
18749         }
18750 }
18751
18752 static int do_check_common(struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
18753 {
18754         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
18755         struct bpf_verifier_state *state;
18756         struct bpf_reg_state *regs;
18757         int ret, i;
18758
18759         env->prev_linfo = NULL;
18760         env->pass_cnt++;
18761
18762         state = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state), GFP_KERNEL);
18763         if (!state)
18764                 return -ENOMEM;
18765         state->curframe = 0;
18766         state->speculative = false;
18767         state->branches = 1;
18768         state->frame[0] = kzalloc(sizeof(struct bpf_func_state), GFP_KERNEL);
18769         if (!state->frame[0]) {
18770                 kfree(state);
18771                 return -ENOMEM;
18772         }
18773         env->cur_state = state;
18774         init_func_state(env, state->frame[0],
18775                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
18776                         0 /* frameno */,
18777                         subprog);
18778         state->first_insn_idx = env->subprog_info[subprog].start;
18779         state->last_insn_idx = -1;
18780
18781         regs = state->frame[state->curframe]->regs;
18782         if (subprog || env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
18783                 ret = btf_prepare_func_args(env, subprog, regs);
18784                 if (ret)
18785                         goto out;
18786                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++) {
18787                         if (regs[i].type == PTR_TO_CTX)
18788                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
18789                         else if (regs[i].type == SCALAR_VALUE)
18790                                 mark_reg_unknown(env, regs, i);
18791                         else if (base_type(regs[i].type) == PTR_TO_MEM) {
18792                                 const u32 mem_size = regs[i].mem_size;
18793
18794                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
18795                                 regs[i].mem_size = mem_size;
18796                                 regs[i].id = ++env->id_gen;
18797                         }
18798                 }
18799         } else {
18800                 /* 1st arg to a function */
18801                 regs[BPF_REG_1].type = PTR_TO_CTX;
18802                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_1);
18803                 ret = btf_check_subprog_arg_match(env, subprog, regs);
18804                 if (ret == -EFAULT)
18805                         /* unlikely verifier bug. abort.
18806                          * ret == 0 and ret < 0 are sadly acceptable for
18807                          * main() function due to backward compatibility.
18808                          * Like socket filter program may be written as:
18809                          * int bpf_prog(struct pt_regs *ctx)
18810                          * and never dereference that ctx in the program.
18811                          * 'struct pt_regs' is a type mismatch for socket
18812                          * filter that should be using 'struct __sk_buff'.
18813                          */
18814                         goto out;
18815         }
18816
18817         ret = do_check(env);
18818 out:
18819         /* check for NULL is necessary, since cur_state can be freed inside
18820          * do_check() under memory pressure.
18821          */
18822         if (env->cur_state) {
18823                 free_verifier_state(env->cur_state, true);
18824                 env->cur_state = NULL;
18825         }
18826         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
18827         if (!ret && pop_log)
18828                 bpf_vlog_reset(&env->log, 0);
18829         free_states(env);
18830         return ret;
18831 }
18832
18833 /* Verify all global functions in a BPF program one by one based on their BTF.
18834  * All global functions must pass verification. Otherwise the whole program is rejected.
18835  * Consider:
18836  * int bar(int);
18837  * int foo(int f)
18838  * {
18839  *    return bar(f);
18840  * }
18841  * int bar(int b)
18842  * {
18843  *    ...
18844  * }
18845  * foo() will be verified first for R1=any_scalar_value. During verification it
18846  * will be assumed that bar() already verified successfully and call to bar()
18847  * from foo() will be checked for type match only. Later bar() will be verified
18848  * independently to check that it's safe for R1=any_scalar_value.
18849  */
18850 static int do_check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
18851 {
18852         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
18853         int i, ret;
18854
18855         if (!aux->func_info)
18856                 return 0;
18857
18858         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
18859                 if (aux->func_info_aux[i].linkage != BTF_FUNC_GLOBAL)
18860                         continue;
18861                 env->insn_idx = env->subprog_info[i].start;
18862                 WARN_ON_ONCE(env->insn_idx == 0);
18863                 ret = do_check_common(env, i);
18864                 if (ret) {
18865                         return ret;
18866                 } else if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
18867                         verbose(env,
18868                                 "Func#%d is safe for any args that match its prototype\n",
18869                                 i);
18870                 }
18871         }
18872         return 0;
18873 }
18874
18875 static int do_check_main(struct bpf_verifier_env *env)
18876 {
18877         int ret;
18878
18879         env->insn_idx = 0;
18880         ret = do_check_common(env, 0);
18881         if (!ret)
18882                 env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
18883         return ret;
18884 }
18885
18886
18887 static void print_verification_stats(struct bpf_verifier_env *env)
18888 {
18889         int i;
18890
18891         if (env->log.level & BPF_LOG_STATS) {
18892                 verbose(env, "verification time %lld usec\n",
18893                         div_u64(env->verification_time, 1000));
18894                 verbose(env, "stack depth ");
18895                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
18896                         u32 depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
18897
18898                         verbose(env, "%d", depth);
18899                         if (i + 1 < env->subprog_cnt)
18900                                 verbose(env, "+");
18901                 }
18902                 verbose(env, "\n");
18903         }
18904         verbose(env, "processed %d insns (limit %d) max_states_per_insn %d "
18905                 "total_states %d peak_states %d mark_read %d\n",
18906                 env->insn_processed, BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS,
18907                 env->max_states_per_insn, env->total_states,
18908                 env->peak_states, env->longest_mark_read_walk);
18909 }
18910
18911 static int check_struct_ops_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
18912 {
18913         const struct btf_type *t, *func_proto;
18914         const struct bpf_struct_ops *st_ops;
18915         const struct btf_member *member;
18916         struct bpf_prog *prog = env->prog;
18917         u32 btf_id, member_idx;
18918         const char *mname;
18919
18920         if (!prog->gpl_compatible) {
18921                 verbose(env, "struct ops programs must have a GPL compatible license\n");
18922                 return -EINVAL;
18923         }
18924
18925         btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
18926         st_ops = bpf_struct_ops_find(btf_id);
18927         if (!st_ops) {
18928                 verbose(env, "attach_btf_id %u is not a supported struct\n",
18929                         btf_id);
18930                 return -ENOTSUPP;
18931         }
18932
18933         t = st_ops->type;
18934         member_idx = prog->expected_attach_type;
18935         if (member_idx >= btf_type_vlen(t)) {
18936                 verbose(env, "attach to invalid member idx %u of struct %s\n",
18937                         member_idx, st_ops->name);
18938                 return -EINVAL;
18939         }
18940
18941         member = &btf_type_member(t)[member_idx];
18942         mname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, member->name_off);
18943         func_proto = btf_type_resolve_func_ptr(btf_vmlinux, member->type,
18944                                                NULL);
18945         if (!func_proto) {
18946                 verbose(env, "attach to invalid member %s(@idx %u) of struct %s\n",
18947                         mname, member_idx, st_ops->name);
18948                 return -EINVAL;
18949         }
18950
18951         if (st_ops->check_member) {
18952                 int err = st_ops->check_member(t, member, prog);
18953
18954                 if (err) {
18955                         verbose(env, "attach to unsupported member %s of struct %s\n",
18956                                 mname, st_ops->name);
18957                         return err;
18958                 }
18959         }
18960
18961         prog->aux->attach_func_proto = func_proto;
18962         prog->aux->attach_func_name = mname;
18963         env->ops = st_ops->verifier_ops;
18964
18965         return 0;
18966 }
18967 #define SECURITY_PREFIX "security_"
18968
18969 static int check_attach_modify_return(unsigned long addr, const char *func_name)
18970 {
18971         if (within_error_injection_list(addr) ||
18972             !strncmp(SECURITY_PREFIX, func_name, sizeof(SECURITY_PREFIX) - 1))
18973                 return 0;
18974
18975         return -EINVAL;
18976 }
18977
18978 /* list of non-sleepable functions that are otherwise on
18979  * ALLOW_ERROR_INJECTION list
18980  */
18981 BTF_SET_START(btf_non_sleepable_error_inject)
18982 /* Three functions below can be called from sleepable and non-sleepable context.
18983  * Assume non-sleepable from bpf safety point of view.
18984  */
18985 BTF_ID(func, __filemap_add_folio)
18986 BTF_ID(func, should_fail_alloc_page)
18987 BTF_ID(func, should_failslab)
18988 BTF_SET_END(btf_non_sleepable_error_inject)
18989
18990 static int check_non_sleepable_error_inject(u32 btf_id)
18991 {
18992         return btf_id_set_contains(&btf_non_sleepable_error_inject, btf_id);
18993 }
18994
18995 int bpf_check_attach_target(struct bpf_verifier_log *log,
18996                             const struct bpf_prog *prog,
18997                             const struct bpf_prog *tgt_prog,
18998                             u32 btf_id,
18999                             struct bpf_attach_target_info *tgt_info)
19000 {
19001         bool prog_extension = prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT;
19002         const char prefix[] = "btf_trace_";
19003         int ret = 0, subprog = -1, i;
19004         const struct btf_type *t;
19005         bool conservative = true;
19006         const char *tname;
19007         struct btf *btf;
19008         long addr = 0;
19009         struct module *mod = NULL;
19010
19011         if (!btf_id) {
19012                 bpf_log(log, "Tracing programs must provide btf_id\n");
19013                 return -EINVAL;
19014         }
19015         btf = tgt_prog ? tgt_prog->aux->btf : prog->aux->attach_btf;
19016         if (!btf) {
19017                 bpf_log(log,
19018                         "FENTRY/FEXIT program can only be attached to another program annotated with BTF\n");
19019                 return -EINVAL;
19020         }
19021         t = btf_type_by_id(btf, btf_id);
19022         if (!t) {
19023                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u is invalid\n", btf_id);
19024                 return -EINVAL;
19025         }
19026         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
19027         if (!tname) {
19028                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u doesn't have a name\n", btf_id);
19029                 return -EINVAL;
19030         }
19031         if (tgt_prog) {
19032                 struct bpf_prog_aux *aux = tgt_prog->aux;
19033
19034                 if (bpf_prog_is_dev_bound(prog->aux) &&
19035                     !bpf_prog_dev_bound_match(prog, tgt_prog)) {
19036                         bpf_log(log, "Target program bound device mismatch");
19037                         return -EINVAL;
19038                 }
19039
19040                 for (i = 0; i < aux->func_info_cnt; i++)
19041                         if (aux->func_info[i].type_id == btf_id) {
19042                                 subprog = i;
19043                                 break;
19044                         }
19045                 if (subprog == -1) {
19046                         bpf_log(log, "Subprog %s doesn't exist\n", tname);
19047                         return -EINVAL;
19048                 }
19049                 conservative = aux->func_info_aux[subprog].unreliable;
19050                 if (prog_extension) {
19051                         if (conservative) {
19052                                 bpf_log(log,
19053                                         "Cannot replace static functions\n");
19054                                 return -EINVAL;
19055                         }
19056                         if (!prog->jit_requested) {
19057                                 bpf_log(log,
19058                                         "Extension programs should be JITed\n");
19059                                 return -EINVAL;
19060                         }
19061                 }
19062                 if (!tgt_prog->jited) {
19063                         bpf_log(log, "Can attach to only JITed progs\n");
19064                         return -EINVAL;
19065                 }
19066                 if (tgt_prog->type == prog->type) {
19067                         /* Cannot fentry/fexit another fentry/fexit program.
19068                          * Cannot attach program extension to another extension.
19069                          * It's ok to attach fentry/fexit to extension program.
19070                          */
19071                         bpf_log(log, "Cannot recursively attach\n");
19072                         return -EINVAL;
19073                 }
19074                 if (tgt_prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
19075                     prog_extension &&
19076                     (tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FENTRY ||
19077                      tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FEXIT)) {
19078                         /* Program extensions can extend all program types
19079                          * except fentry/fexit. The reason is the following.
19080                          * The fentry/fexit programs are used for performance
19081                          * analysis, stats and can be attached to any program
19082                          * type except themselves. When extension program is
19083                          * replacing XDP function it is necessary to allow
19084                          * performance analysis of all functions. Both original
19085                          * XDP program and its program extension. Hence
19086                          * attaching fentry/fexit to BPF_PROG_TYPE_EXT is
19087                          * allowed. If extending of fentry/fexit was allowed it
19088                          * would be possible to create long call chain
19089                          * fentry->extension->fentry->extension beyond
19090                          * reasonable stack size. Hence extending fentry is not
19091                          * allowed.
19092                          */
19093                         bpf_log(log, "Cannot extend fentry/fexit\n");
19094                         return -EINVAL;
19095                 }
19096         } else {
19097                 if (prog_extension) {
19098                         bpf_log(log, "Cannot replace kernel functions\n");
19099                         return -EINVAL;
19100                 }
19101         }
19102
19103         switch (prog->expected_attach_type) {
19104         case BPF_TRACE_RAW_TP:
19105                 if (tgt_prog) {
19106                         bpf_log(log,
19107                                 "Only FENTRY/FEXIT progs are attachable to another BPF prog\n");
19108                         return -EINVAL;
19109                 }
19110                 if (!btf_type_is_typedef(t)) {
19111                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a typedef\n",
19112                                 btf_id);
19113                         return -EINVAL;
19114                 }
19115                 if (strncmp(prefix, tname, sizeof(prefix) - 1)) {
19116                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u points to wrong type name %s\n",
19117                                 btf_id, tname);
19118                         return -EINVAL;
19119                 }
19120                 tname += sizeof(prefix) - 1;
19121                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
19122                 if (!btf_type_is_ptr(t))
19123                         /* should never happen in valid vmlinux build */
19124                         return -EINVAL;
19125                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
19126                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
19127                         /* should never happen in valid vmlinux build */
19128                         return -EINVAL;
19129
19130                 break;
19131         case BPF_TRACE_ITER:
19132                 if (!btf_type_is_func(t)) {
19133                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
19134                                 btf_id);
19135                         return -EINVAL;
19136                 }
19137                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
19138                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
19139                         return -EINVAL;
19140                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
19141                 if (ret)
19142                         return ret;
19143                 break;
19144         default:
19145                 if (!prog_extension)
19146                         return -EINVAL;
19147                 fallthrough;
19148         case BPF_MODIFY_RETURN:
19149         case BPF_LSM_MAC:
19150         case BPF_LSM_CGROUP:
19151         case BPF_TRACE_FENTRY:
19152         case BPF_TRACE_FEXIT:
19153                 if (!btf_type_is_func(t)) {
19154                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
19155                                 btf_id);
19156                         return -EINVAL;
19157                 }
19158                 if (prog_extension &&
19159                     btf_check_type_match(log, prog, btf, t))
19160                         return -EINVAL;
19161                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
19162                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
19163                         return -EINVAL;
19164
19165                 if ((prog->aux->saved_dst_prog_type || prog->aux->saved_dst_attach_type) &&
19166                     (!tgt_prog || prog->aux->saved_dst_prog_type != tgt_prog->type ||
19167                      prog->aux->saved_dst_attach_type != tgt_prog->expected_attach_type))
19168                         return -EINVAL;
19169
19170                 if (tgt_prog && conservative)
19171                         t = NULL;
19172
19173                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
19174                 if (ret < 0)
19175                         return ret;
19176
19177                 if (tgt_prog) {
19178                         if (subprog == 0)
19179                                 addr = (long) tgt_prog->bpf_func;
19180                         else
19181                                 addr = (long) tgt_prog->aux->func[subprog]->bpf_func;
19182                 } else {
19183                         if (btf_is_module(btf)) {
19184                                 mod = btf_try_get_module(btf);
19185                                 if (mod)
19186                                         addr = find_kallsyms_symbol_value(mod, tname);
19187                                 else
19188                                         addr = 0;
19189                         } else {
19190                                 addr = kallsyms_lookup_name(tname);
19191                         }
19192                         if (!addr) {
19193                                 module_put(mod);
19194                                 bpf_log(log,
19195                                         "The address of function %s cannot be found\n",
19196                                         tname);
19197                                 return -ENOENT;
19198                         }
19199                 }
19200
19201                 if (prog->aux->sleepable) {
19202                         ret = -EINVAL;
19203                         switch (prog->type) {
19204                         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
19205
19206                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can be sleepable if they are
19207                                  * attached to ALLOW_ERROR_INJECTION and are not in denylist.
19208                                  */
19209                                 if (!check_non_sleepable_error_inject(btf_id) &&
19210                                     within_error_injection_list(addr))
19211                                         ret = 0;
19212                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can also be sleepable if they are
19213                                  * in the fmodret id set with the KF_SLEEPABLE flag.
19214                                  */
19215                                 else {
19216                                         u32 *flags = btf_kfunc_is_modify_return(btf, btf_id,
19217                                                                                 prog);
19218
19219                                         if (flags && (*flags & KF_SLEEPABLE))
19220                                                 ret = 0;
19221                                 }
19222                                 break;
19223                         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
19224                                 /* LSM progs check that they are attached to bpf_lsm_*() funcs.
19225                                  * Only some of them are sleepable.
19226                                  */
19227                                 if (bpf_lsm_is_sleepable_hook(btf_id))
19228                                         ret = 0;
19229                                 break;
19230                         default:
19231                                 break;
19232                         }
19233                         if (ret) {
19234                                 module_put(mod);
19235                                 bpf_log(log, "%s is not sleepable\n", tname);
19236                                 return ret;
19237                         }
19238                 } else if (prog->expected_attach_type == BPF_MODIFY_RETURN) {
19239                         if (tgt_prog) {
19240                                 module_put(mod);
19241                                 bpf_log(log, "can't modify return codes of BPF programs\n");
19242                                 return -EINVAL;
19243                         }
19244                         ret = -EINVAL;
19245                         if (btf_kfunc_is_modify_return(btf, btf_id, prog) ||
19246                             !check_attach_modify_return(addr, tname))
19247                                 ret = 0;
19248                         if (ret) {
19249                                 module_put(mod);
19250                                 bpf_log(log, "%s() is not modifiable\n", tname);
19251                                 return ret;
19252                         }
19253                 }
19254
19255                 break;
19256         }
19257         tgt_info->tgt_addr = addr;
19258         tgt_info->tgt_name = tname;
19259         tgt_info->tgt_type = t;
19260         tgt_info->tgt_mod = mod;
19261         return 0;
19262 }
19263
19264 BTF_SET_START(btf_id_deny)
19265 BTF_ID_UNUSED
19266 #ifdef CONFIG_SMP
19267 BTF_ID(func, migrate_disable)
19268 BTF_ID(func, migrate_enable)
19269 #endif
19270 #if !defined CONFIG_PREEMPT_RCU && !defined CONFIG_TINY_RCU
19271 BTF_ID(func, rcu_read_unlock_strict)
19272 #endif
19273 #if defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || defined(CONFIG_TRACE_PREEMPT_TOGGLE)
19274 BTF_ID(func, preempt_count_add)
19275 BTF_ID(func, preempt_count_sub)
19276 #endif
19277 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
19278 BTF_ID(func, __rcu_read_lock)
19279 BTF_ID(func, __rcu_read_unlock)
19280 #endif
19281 BTF_SET_END(btf_id_deny)
19282
19283 static bool can_be_sleepable(struct bpf_prog *prog)
19284 {
19285         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING) {
19286                 switch (prog->expected_attach_type) {
19287                 case BPF_TRACE_FENTRY:
19288                 case BPF_TRACE_FEXIT:
19289                 case BPF_MODIFY_RETURN:
19290                 case BPF_TRACE_ITER:
19291                         return true;
19292                 default:
19293                         return false;
19294                 }
19295         }
19296         return prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM ||
19297                prog->type == BPF_PROG_TYPE_KPROBE /* only for uprobes */ ||
19298                prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS;
19299 }
19300
19301 static int check_attach_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
19302 {
19303         struct bpf_prog *prog = env->prog;
19304         struct bpf_prog *tgt_prog = prog->aux->dst_prog;
19305         struct bpf_attach_target_info tgt_info = {};
19306         u32 btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
19307         struct bpf_trampoline *tr;
19308         int ret;
19309         u64 key;
19310
19311         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_SYSCALL) {
19312                 if (prog->aux->sleepable)
19313                         /* attach_btf_id checked to be zero already */
19314                         return 0;
19315                 verbose(env, "Syscall programs can only be sleepable\n");
19316                 return -EINVAL;
19317         }
19318
19319         if (prog->aux->sleepable && !can_be_sleepable(prog)) {
19320                 verbose(env, "Only fentry/fexit/fmod_ret, lsm, iter, uprobe, and struct_ops programs can be sleepable\n");
19321                 return -EINVAL;
19322         }
19323
19324         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS)
19325                 return check_struct_ops_btf_id(env);
19326
19327         if (prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
19328             prog->type != BPF_PROG_TYPE_LSM &&
19329             prog->type != BPF_PROG_TYPE_EXT)
19330                 return 0;
19331
19332         ret = bpf_check_attach_target(&env->log, prog, tgt_prog, btf_id, &tgt_info);
19333         if (ret)
19334                 return ret;
19335
19336         if (tgt_prog && prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
19337                 /* to make freplace equivalent to their targets, they need to
19338                  * inherit env->ops and expected_attach_type for the rest of the
19339                  * verification
19340                  */
19341                 env->ops = bpf_verifier_ops[tgt_prog->type];
19342                 prog->expected_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
19343         }
19344
19345         /* store info about the attachment target that will be used later */
19346         prog->aux->attach_func_proto = tgt_info.tgt_type;
19347         prog->aux->attach_func_name = tgt_info.tgt_name;
19348         prog->aux->mod = tgt_info.tgt_mod;
19349
19350         if (tgt_prog) {
19351                 prog->aux->saved_dst_prog_type = tgt_prog->type;
19352                 prog->aux->saved_dst_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
19353         }
19354
19355         if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_RAW_TP) {
19356                 prog->aux->attach_btf_trace = true;
19357                 return 0;
19358         } else if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_ITER) {
19359                 if (!bpf_iter_prog_supported(prog))
19360                         return -EINVAL;
19361                 return 0;
19362         }
19363
19364         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM) {
19365                 ret = bpf_lsm_verify_prog(&env->log, prog);
19366                 if (ret < 0)
19367                         return ret;
19368         } else if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
19369                    btf_id_set_contains(&btf_id_deny, btf_id)) {
19370                 return -EINVAL;
19371         }
19372
19373         key = bpf_trampoline_compute_key(tgt_prog, prog->aux->attach_btf, btf_id);
19374         tr = bpf_trampoline_get(key, &tgt_info);
19375         if (!tr)
19376                 return -ENOMEM;
19377
19378         prog->aux->dst_trampoline = tr;
19379         return 0;
19380 }
19381
19382 struct btf *bpf_get_btf_vmlinux(void)
19383 {
19384         if (!btf_vmlinux && IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_INFO_BTF)) {
19385                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
19386                 if (!btf_vmlinux)
19387                         btf_vmlinux = btf_parse_vmlinux();
19388                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
19389         }
19390         return btf_vmlinux;
19391 }
19392
19393 int bpf_check(struct bpf_prog **prog, union bpf_attr *attr, bpfptr_t uattr, __u32 uattr_size)
19394 {
19395         u64 start_time = ktime_get_ns();
19396         struct bpf_verifier_env *env;
19397         int i, len, ret = -EINVAL, err;
19398         u32 log_true_size;
19399         bool is_priv;
19400
19401         /* no program is valid */
19402         if (ARRAY_SIZE(bpf_verifier_ops) == 0)
19403                 return -EINVAL;
19404
19405         /* 'struct bpf_verifier_env' can be global, but since it's not small,
19406          * allocate/free it every time bpf_check() is called
19407          */
19408         env = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_env), GFP_KERNEL);
19409         if (!env)
19410                 return -ENOMEM;
19411
19412         env->bt.env = env;
19413
19414         len = (*prog)->len;
19415         env->insn_aux_data =
19416                 vzalloc(array_size(sizeof(struct bpf_insn_aux_data), len));
19417         ret = -ENOMEM;
19418         if (!env->insn_aux_data)
19419                 goto err_free_env;
19420         for (i = 0; i < len; i++)
19421                 env->insn_aux_data[i].orig_idx = i;
19422         env->prog = *prog;
19423         env->ops = bpf_verifier_ops[env->prog->type];
19424         env->fd_array = make_bpfptr(attr->fd_array, uattr.is_kernel);
19425         is_priv = bpf_capable();
19426
19427         bpf_get_btf_vmlinux();
19428
19429         /* grab the mutex to protect few globals used by verifier */
19430         if (!is_priv)
19431                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
19432
19433         /* user could have requested verbose verifier output
19434          * and supplied buffer to store the verification trace
19435          */
19436         ret = bpf_vlog_init(&env->log, attr->log_level,
19437                             (char __user *) (unsigned long) attr->log_buf,
19438                             attr->log_size);
19439         if (ret)
19440                 goto err_unlock;
19441
19442         mark_verifier_state_clean(env);
19443
19444         if (IS_ERR(btf_vmlinux)) {
19445                 /* Either gcc or pahole or kernel are broken. */
19446                 verbose(env, "in-kernel BTF is malformed\n");
19447                 ret = PTR_ERR(btf_vmlinux);
19448                 goto skip_full_check;
19449         }
19450
19451         env->strict_alignment = !!(attr->prog_flags & BPF_F_STRICT_ALIGNMENT);
19452         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS))
19453                 env->strict_alignment = true;
19454         if (attr->prog_flags & BPF_F_ANY_ALIGNMENT)
19455                 env->strict_alignment = false;
19456
19457         env->allow_ptr_leaks = bpf_allow_ptr_leaks();
19458         env->allow_uninit_stack = bpf_allow_uninit_stack();
19459         env->bypass_spec_v1 = bpf_bypass_spec_v1();
19460         env->bypass_spec_v4 = bpf_bypass_spec_v4();
19461         env->bpf_capable = bpf_capable();
19462
19463         if (is_priv)
19464                 env->test_state_freq = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_STATE_FREQ;
19465
19466         env->explored_states = kvcalloc(state_htab_size(env),
19467                                        sizeof(struct bpf_verifier_state_list *),
19468                                        GFP_USER);
19469         ret = -ENOMEM;
19470         if (!env->explored_states)
19471                 goto skip_full_check;
19472
19473         ret = add_subprog_and_kfunc(env);
19474         if (ret < 0)
19475                 goto skip_full_check;
19476
19477         ret = check_subprogs(env);
19478         if (ret < 0)
19479                 goto skip_full_check;
19480
19481         ret = check_btf_info(env, attr, uattr);
19482         if (ret < 0)
19483                 goto skip_full_check;
19484
19485         ret = check_attach_btf_id(env);
19486         if (ret)
19487                 goto skip_full_check;
19488
19489         ret = resolve_pseudo_ldimm64(env);
19490         if (ret < 0)
19491                 goto skip_full_check;
19492
19493         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
19494                 ret = bpf_prog_offload_verifier_prep(env->prog);
19495                 if (ret)
19496                         goto skip_full_check;
19497         }
19498
19499         ret = check_cfg(env);
19500         if (ret < 0)
19501                 goto skip_full_check;
19502
19503         ret = do_check_subprogs(env);
19504         ret = ret ?: do_check_main(env);
19505
19506         if (ret == 0 && bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
19507                 ret = bpf_prog_offload_finalize(env);
19508
19509 skip_full_check:
19510         kvfree(env->explored_states);
19511
19512         if (ret == 0)
19513                 ret = check_max_stack_depth(env);
19514
19515         /* instruction rewrites happen after this point */
19516         if (ret == 0)
19517                 ret = optimize_bpf_loop(env);
19518
19519         if (is_priv) {
19520                 if (ret == 0)
19521                         opt_hard_wire_dead_code_branches(env);
19522                 if (ret == 0)
19523                         ret = opt_remove_dead_code(env);
19524                 if (ret == 0)
19525                         ret = opt_remove_nops(env);
19526         } else {
19527                 if (ret == 0)
19528                         sanitize_dead_code(env);
19529         }
19530
19531         if (ret == 0)
19532                 /* program is valid, convert *(u32*)(ctx + off) accesses */
19533                 ret = convert_ctx_accesses(env);
19534
19535         if (ret == 0)
19536                 ret = do_misc_fixups(env);
19537
19538         /* do 32-bit optimization after insn patching has done so those patched
19539          * insns could be handled correctly.
19540          */
19541         if (ret == 0 && !bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
19542                 ret = opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(env, attr);
19543                 env->prog->aux->verifier_zext = bpf_jit_needs_zext() ? !ret
19544                                                                      : false;
19545         }
19546
19547         if (ret == 0)
19548                 ret = fixup_call_args(env);
19549
19550         env->verification_time = ktime_get_ns() - start_time;
19551         print_verification_stats(env);
19552         env->prog->aux->verified_insns = env->insn_processed;
19553
19554         /* preserve original error even if log finalization is successful */
19555         err = bpf_vlog_finalize(&env->log, &log_true_size);
19556         if (err)
19557                 ret = err;
19558
19559         if (uattr_size >= offsetofend(union bpf_attr, log_true_size) &&
19560             copy_to_bpfptr_offset(uattr, offsetof(union bpf_attr, log_true_size),
19561                                   &log_true_size, sizeof(log_true_size))) {
19562                 ret = -EFAULT;
19563                 goto err_release_maps;
19564         }
19565
19566         if (ret)
19567                 goto err_release_maps;
19568
19569         if (env->used_map_cnt) {
19570                 /* if program passed verifier, update used_maps in bpf_prog_info */
19571                 env->prog->aux->used_maps = kmalloc_array(env->used_map_cnt,
19572                                                           sizeof(env->used_maps[0]),
19573                                                           GFP_KERNEL);
19574
19575                 if (!env->prog->aux->used_maps) {
19576                         ret = -ENOMEM;
19577                         goto err_release_maps;
19578                 }
19579
19580                 memcpy(env->prog->aux->used_maps, env->used_maps,
19581                        sizeof(env->used_maps[0]) * env->used_map_cnt);
19582                 env->prog->aux->used_map_cnt = env->used_map_cnt;
19583         }
19584         if (env->used_btf_cnt) {
19585                 /* if program passed verifier, update used_btfs in bpf_prog_aux */
19586                 env->prog->aux->used_btfs = kmalloc_array(env->used_btf_cnt,
19587                                                           sizeof(env->used_btfs[0]),
19588                                                           GFP_KERNEL);
19589                 if (!env->prog->aux->used_btfs) {
19590                         ret = -ENOMEM;
19591                         goto err_release_maps;
19592                 }
19593
19594                 memcpy(env->prog->aux->used_btfs, env->used_btfs,
19595                        sizeof(env->used_btfs[0]) * env->used_btf_cnt);
19596                 env->prog->aux->used_btf_cnt = env->used_btf_cnt;
19597         }
19598         if (env->used_map_cnt || env->used_btf_cnt) {
19599                 /* program is valid. Convert pseudo bpf_ld_imm64 into generic
19600                  * bpf_ld_imm64 instructions
19601                  */
19602                 convert_pseudo_ld_imm64(env);
19603         }
19604
19605         adjust_btf_func(env);
19606
19607 err_release_maps:
19608         if (!env->prog->aux->used_maps)
19609                 /* if we didn't copy map pointers into bpf_prog_info, release
19610                  * them now. Otherwise free_used_maps() will release them.
19611                  */
19612                 release_maps(env);
19613         if (!env->prog->aux->used_btfs)
19614                 release_btfs(env);
19615
19616         /* extension progs temporarily inherit the attach_type of their targets
19617            for verification purposes, so set it back to zero before returning
19618          */
19619         if (env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT)
19620                 env->prog->expected_attach_type = 0;
19621
19622         *prog = env->prog;
19623 err_unlock:
19624         if (!is_priv)
19625                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
19626         vfree(env->insn_aux_data);
19627 err_free_env:
19628         kfree(env);
19629         return ret;
19630 }