Merge branches 'powercap' and 'pm-misc'
[linux-2.6-microblaze.git] / kernel / bpf / verifier.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /* Copyright (c) 2011-2014 PLUMgrid, http://plumgrid.com
3  * Copyright (c) 2016 Facebook
4  * Copyright (c) 2018 Covalent IO, Inc. http://covalent.io
5  */
6 #include <uapi/linux/btf.h>
7 #include <linux/kernel.h>
8 #include <linux/types.h>
9 #include <linux/slab.h>
10 #include <linux/bpf.h>
11 #include <linux/btf.h>
12 #include <linux/bpf_verifier.h>
13 #include <linux/filter.h>
14 #include <net/netlink.h>
15 #include <linux/file.h>
16 #include <linux/vmalloc.h>
17 #include <linux/stringify.h>
18 #include <linux/bsearch.h>
19 #include <linux/sort.h>
20 #include <linux/perf_event.h>
21 #include <linux/ctype.h>
22 #include <linux/error-injection.h>
23 #include <linux/bpf_lsm.h>
24 #include <linux/btf_ids.h>
25
26 #include "disasm.h"
27
28 static const struct bpf_verifier_ops * const bpf_verifier_ops[] = {
29 #define BPF_PROG_TYPE(_id, _name, prog_ctx_type, kern_ctx_type) \
30         [_id] = & _name ## _verifier_ops,
31 #define BPF_MAP_TYPE(_id, _ops)
32 #define BPF_LINK_TYPE(_id, _name)
33 #include <linux/bpf_types.h>
34 #undef BPF_PROG_TYPE
35 #undef BPF_MAP_TYPE
36 #undef BPF_LINK_TYPE
37 };
38
39 /* bpf_check() is a static code analyzer that walks eBPF program
40  * instruction by instruction and updates register/stack state.
41  * All paths of conditional branches are analyzed until 'bpf_exit' insn.
42  *
43  * The first pass is depth-first-search to check that the program is a DAG.
44  * It rejects the following programs:
45  * - larger than BPF_MAXINSNS insns
46  * - if loop is present (detected via back-edge)
47  * - unreachable insns exist (shouldn't be a forest. program = one function)
48  * - out of bounds or malformed jumps
49  * The second pass is all possible path descent from the 1st insn.
50  * Since it's analyzing all pathes through the program, the length of the
51  * analysis is limited to 64k insn, which may be hit even if total number of
52  * insn is less then 4K, but there are too many branches that change stack/regs.
53  * Number of 'branches to be analyzed' is limited to 1k
54  *
55  * On entry to each instruction, each register has a type, and the instruction
56  * changes the types of the registers depending on instruction semantics.
57  * If instruction is BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_5), then type of R5 is
58  * copied to R1.
59  *
60  * All registers are 64-bit.
61  * R0 - return register
62  * R1-R5 argument passing registers
63  * R6-R9 callee saved registers
64  * R10 - frame pointer read-only
65  *
66  * At the start of BPF program the register R1 contains a pointer to bpf_context
67  * and has type PTR_TO_CTX.
68  *
69  * Verifier tracks arithmetic operations on pointers in case:
70  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_10),
71  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_1, -20),
72  * 1st insn copies R10 (which has FRAME_PTR) type into R1
73  * and 2nd arithmetic instruction is pattern matched to recognize
74  * that it wants to construct a pointer to some element within stack.
75  * So after 2nd insn, the register R1 has type PTR_TO_STACK
76  * (and -20 constant is saved for further stack bounds checking).
77  * Meaning that this reg is a pointer to stack plus known immediate constant.
78  *
79  * Most of the time the registers have SCALAR_VALUE type, which
80  * means the register has some value, but it's not a valid pointer.
81  * (like pointer plus pointer becomes SCALAR_VALUE type)
82  *
83  * When verifier sees load or store instructions the type of base register
84  * can be: PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_CTX, PTR_TO_STACK, PTR_TO_SOCKET. These are
85  * four pointer types recognized by check_mem_access() function.
86  *
87  * PTR_TO_MAP_VALUE means that this register is pointing to 'map element value'
88  * and the range of [ptr, ptr + map's value_size) is accessible.
89  *
90  * registers used to pass values to function calls are checked against
91  * function argument constraints.
92  *
93  * ARG_PTR_TO_MAP_KEY is one of such argument constraints.
94  * It means that the register type passed to this function must be
95  * PTR_TO_STACK and it will be used inside the function as
96  * 'pointer to map element key'
97  *
98  * For example the argument constraints for bpf_map_lookup_elem():
99  *   .ret_type = RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL,
100  *   .arg1_type = ARG_CONST_MAP_PTR,
101  *   .arg2_type = ARG_PTR_TO_MAP_KEY,
102  *
103  * ret_type says that this function returns 'pointer to map elem value or null'
104  * function expects 1st argument to be a const pointer to 'struct bpf_map' and
105  * 2nd argument should be a pointer to stack, which will be used inside
106  * the helper function as a pointer to map element key.
107  *
108  * On the kernel side the helper function looks like:
109  * u64 bpf_map_lookup_elem(u64 r1, u64 r2, u64 r3, u64 r4, u64 r5)
110  * {
111  *    struct bpf_map *map = (struct bpf_map *) (unsigned long) r1;
112  *    void *key = (void *) (unsigned long) r2;
113  *    void *value;
114  *
115  *    here kernel can access 'key' and 'map' pointers safely, knowing that
116  *    [key, key + map->key_size) bytes are valid and were initialized on
117  *    the stack of eBPF program.
118  * }
119  *
120  * Corresponding eBPF program may look like:
121  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, BPF_REG_10),  // after this insn R2 type is FRAME_PTR
122  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_2, -4), // after this insn R2 type is PTR_TO_STACK
123  *    BPF_LD_MAP_FD(BPF_REG_1, map_fd),      // after this insn R1 type is CONST_PTR_TO_MAP
124  *    BPF_RAW_INSN(BPF_JMP | BPF_CALL, 0, 0, 0, BPF_FUNC_map_lookup_elem),
125  * here verifier looks at prototype of map_lookup_elem() and sees:
126  * .arg1_type == ARG_CONST_MAP_PTR and R1->type == CONST_PTR_TO_MAP, which is ok,
127  * Now verifier knows that this map has key of R1->map_ptr->key_size bytes
128  *
129  * Then .arg2_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY and R2->type == PTR_TO_STACK, ok so far,
130  * Now verifier checks that [R2, R2 + map's key_size) are within stack limits
131  * and were initialized prior to this call.
132  * If it's ok, then verifier allows this BPF_CALL insn and looks at
133  * .ret_type which is RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, so it sets
134  * R0->type = PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL which means bpf_map_lookup_elem() function
135  * returns ether pointer to map value or NULL.
136  *
137  * When type PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL passes through 'if (reg != 0) goto +off'
138  * insn, the register holding that pointer in the true branch changes state to
139  * PTR_TO_MAP_VALUE and the same register changes state to CONST_IMM in the false
140  * branch. See check_cond_jmp_op().
141  *
142  * After the call R0 is set to return type of the function and registers R1-R5
143  * are set to NOT_INIT to indicate that they are no longer readable.
144  *
145  * The following reference types represent a potential reference to a kernel
146  * resource which, after first being allocated, must be checked and freed by
147  * the BPF program:
148  * - PTR_TO_SOCKET_OR_NULL, PTR_TO_SOCKET
149  *
150  * When the verifier sees a helper call return a reference type, it allocates a
151  * pointer id for the reference and stores it in the current function state.
152  * Similar to the way that PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL is converted into
153  * PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_SOCKET_OR_NULL becomes PTR_TO_SOCKET when the type
154  * passes through a NULL-check conditional. For the branch wherein the state is
155  * changed to CONST_IMM, the verifier releases the reference.
156  *
157  * For each helper function that allocates a reference, such as
158  * bpf_sk_lookup_tcp(), there is a corresponding release function, such as
159  * bpf_sk_release(). When a reference type passes into the release function,
160  * the verifier also releases the reference. If any unchecked or unreleased
161  * reference remains at the end of the program, the verifier rejects it.
162  */
163
164 /* verifier_state + insn_idx are pushed to stack when branch is encountered */
165 struct bpf_verifier_stack_elem {
166         /* verifer state is 'st'
167          * before processing instruction 'insn_idx'
168          * and after processing instruction 'prev_insn_idx'
169          */
170         struct bpf_verifier_state st;
171         int insn_idx;
172         int prev_insn_idx;
173         struct bpf_verifier_stack_elem *next;
174         /* length of verifier log at the time this state was pushed on stack */
175         u32 log_pos;
176 };
177
178 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ    8192
179 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES     64
180
181 #define BPF_MAP_KEY_POISON      (1ULL << 63)
182 #define BPF_MAP_KEY_SEEN        (1ULL << 62)
183
184 #define BPF_MAP_PTR_UNPRIV      1UL
185 #define BPF_MAP_PTR_POISON      ((void *)((0xeB9FUL << 1) +     \
186                                           POISON_POINTER_DELTA))
187 #define BPF_MAP_PTR(X)          ((struct bpf_map *)((X) & ~BPF_MAP_PTR_UNPRIV))
188
189 static bool bpf_map_ptr_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
190 {
191         return BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) == BPF_MAP_PTR_POISON;
192 }
193
194 static bool bpf_map_ptr_unpriv(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
195 {
196         return aux->map_ptr_state & BPF_MAP_PTR_UNPRIV;
197 }
198
199 static void bpf_map_ptr_store(struct bpf_insn_aux_data *aux,
200                               const struct bpf_map *map, bool unpriv)
201 {
202         BUILD_BUG_ON((unsigned long)BPF_MAP_PTR_POISON & BPF_MAP_PTR_UNPRIV);
203         unpriv |= bpf_map_ptr_unpriv(aux);
204         aux->map_ptr_state = (unsigned long)map |
205                              (unpriv ? BPF_MAP_PTR_UNPRIV : 0UL);
206 }
207
208 static bool bpf_map_key_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
209 {
210         return aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_POISON;
211 }
212
213 static bool bpf_map_key_unseen(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
214 {
215         return !(aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_SEEN);
216 }
217
218 static u64 bpf_map_key_immediate(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
219 {
220         return aux->map_key_state & ~(BPF_MAP_KEY_SEEN | BPF_MAP_KEY_POISON);
221 }
222
223 static void bpf_map_key_store(struct bpf_insn_aux_data *aux, u64 state)
224 {
225         bool poisoned = bpf_map_key_poisoned(aux);
226
227         aux->map_key_state = state | BPF_MAP_KEY_SEEN |
228                              (poisoned ? BPF_MAP_KEY_POISON : 0ULL);
229 }
230
231 struct bpf_call_arg_meta {
232         struct bpf_map *map_ptr;
233         bool raw_mode;
234         bool pkt_access;
235         int regno;
236         int access_size;
237         int mem_size;
238         u64 msize_max_value;
239         int ref_obj_id;
240         int func_id;
241         struct btf *btf;
242         u32 btf_id;
243         struct btf *ret_btf;
244         u32 ret_btf_id;
245 };
246
247 struct btf *btf_vmlinux;
248
249 static DEFINE_MUTEX(bpf_verifier_lock);
250
251 static const struct bpf_line_info *
252 find_linfo(const struct bpf_verifier_env *env, u32 insn_off)
253 {
254         const struct bpf_line_info *linfo;
255         const struct bpf_prog *prog;
256         u32 i, nr_linfo;
257
258         prog = env->prog;
259         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
260
261         if (!nr_linfo || insn_off >= prog->len)
262                 return NULL;
263
264         linfo = prog->aux->linfo;
265         for (i = 1; i < nr_linfo; i++)
266                 if (insn_off < linfo[i].insn_off)
267                         break;
268
269         return &linfo[i - 1];
270 }
271
272 void bpf_verifier_vlog(struct bpf_verifier_log *log, const char *fmt,
273                        va_list args)
274 {
275         unsigned int n;
276
277         n = vscnprintf(log->kbuf, BPF_VERIFIER_TMP_LOG_SIZE, fmt, args);
278
279         WARN_ONCE(n >= BPF_VERIFIER_TMP_LOG_SIZE - 1,
280                   "verifier log line truncated - local buffer too short\n");
281
282         n = min(log->len_total - log->len_used - 1, n);
283         log->kbuf[n] = '\0';
284
285         if (log->level == BPF_LOG_KERNEL) {
286                 pr_err("BPF:%s\n", log->kbuf);
287                 return;
288         }
289         if (!copy_to_user(log->ubuf + log->len_used, log->kbuf, n + 1))
290                 log->len_used += n;
291         else
292                 log->ubuf = NULL;
293 }
294
295 static void bpf_vlog_reset(struct bpf_verifier_log *log, u32 new_pos)
296 {
297         char zero = 0;
298
299         if (!bpf_verifier_log_needed(log))
300                 return;
301
302         log->len_used = new_pos;
303         if (put_user(zero, log->ubuf + new_pos))
304                 log->ubuf = NULL;
305 }
306
307 /* log_level controls verbosity level of eBPF verifier.
308  * bpf_verifier_log_write() is used to dump the verification trace to the log,
309  * so the user can figure out what's wrong with the program
310  */
311 __printf(2, 3) void bpf_verifier_log_write(struct bpf_verifier_env *env,
312                                            const char *fmt, ...)
313 {
314         va_list args;
315
316         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
317                 return;
318
319         va_start(args, fmt);
320         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
321         va_end(args);
322 }
323 EXPORT_SYMBOL_GPL(bpf_verifier_log_write);
324
325 __printf(2, 3) static void verbose(void *private_data, const char *fmt, ...)
326 {
327         struct bpf_verifier_env *env = private_data;
328         va_list args;
329
330         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
331                 return;
332
333         va_start(args, fmt);
334         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
335         va_end(args);
336 }
337
338 __printf(2, 3) void bpf_log(struct bpf_verifier_log *log,
339                             const char *fmt, ...)
340 {
341         va_list args;
342
343         if (!bpf_verifier_log_needed(log))
344                 return;
345
346         va_start(args, fmt);
347         bpf_verifier_vlog(log, fmt, args);
348         va_end(args);
349 }
350
351 static const char *ltrim(const char *s)
352 {
353         while (isspace(*s))
354                 s++;
355
356         return s;
357 }
358
359 __printf(3, 4) static void verbose_linfo(struct bpf_verifier_env *env,
360                                          u32 insn_off,
361                                          const char *prefix_fmt, ...)
362 {
363         const struct bpf_line_info *linfo;
364
365         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
366                 return;
367
368         linfo = find_linfo(env, insn_off);
369         if (!linfo || linfo == env->prev_linfo)
370                 return;
371
372         if (prefix_fmt) {
373                 va_list args;
374
375                 va_start(args, prefix_fmt);
376                 bpf_verifier_vlog(&env->log, prefix_fmt, args);
377                 va_end(args);
378         }
379
380         verbose(env, "%s\n",
381                 ltrim(btf_name_by_offset(env->prog->aux->btf,
382                                          linfo->line_off)));
383
384         env->prev_linfo = linfo;
385 }
386
387 static bool type_is_pkt_pointer(enum bpf_reg_type type)
388 {
389         return type == PTR_TO_PACKET ||
390                type == PTR_TO_PACKET_META;
391 }
392
393 static bool type_is_sk_pointer(enum bpf_reg_type type)
394 {
395         return type == PTR_TO_SOCKET ||
396                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON ||
397                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
398                 type == PTR_TO_XDP_SOCK;
399 }
400
401 static bool reg_type_not_null(enum bpf_reg_type type)
402 {
403         return type == PTR_TO_SOCKET ||
404                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
405                 type == PTR_TO_MAP_VALUE ||
406                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON;
407 }
408
409 static bool reg_type_may_be_null(enum bpf_reg_type type)
410 {
411         return type == PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL ||
412                type == PTR_TO_SOCKET_OR_NULL ||
413                type == PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL ||
414                type == PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL ||
415                type == PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL ||
416                type == PTR_TO_MEM_OR_NULL ||
417                type == PTR_TO_RDONLY_BUF_OR_NULL ||
418                type == PTR_TO_RDWR_BUF_OR_NULL;
419 }
420
421 static bool reg_may_point_to_spin_lock(const struct bpf_reg_state *reg)
422 {
423         return reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE &&
424                 map_value_has_spin_lock(reg->map_ptr);
425 }
426
427 static bool reg_type_may_be_refcounted_or_null(enum bpf_reg_type type)
428 {
429         return type == PTR_TO_SOCKET ||
430                 type == PTR_TO_SOCKET_OR_NULL ||
431                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
432                 type == PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL ||
433                 type == PTR_TO_MEM ||
434                 type == PTR_TO_MEM_OR_NULL;
435 }
436
437 static bool arg_type_may_be_refcounted(enum bpf_arg_type type)
438 {
439         return type == ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON;
440 }
441
442 static bool arg_type_may_be_null(enum bpf_arg_type type)
443 {
444         return type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL ||
445                type == ARG_PTR_TO_MEM_OR_NULL ||
446                type == ARG_PTR_TO_CTX_OR_NULL ||
447                type == ARG_PTR_TO_SOCKET_OR_NULL ||
448                type == ARG_PTR_TO_ALLOC_MEM_OR_NULL;
449 }
450
451 /* Determine whether the function releases some resources allocated by another
452  * function call. The first reference type argument will be assumed to be
453  * released by release_reference().
454  */
455 static bool is_release_function(enum bpf_func_id func_id)
456 {
457         return func_id == BPF_FUNC_sk_release ||
458                func_id == BPF_FUNC_ringbuf_submit ||
459                func_id == BPF_FUNC_ringbuf_discard;
460 }
461
462 static bool may_be_acquire_function(enum bpf_func_id func_id)
463 {
464         return func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_tcp ||
465                 func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_udp ||
466                 func_id == BPF_FUNC_skc_lookup_tcp ||
467                 func_id == BPF_FUNC_map_lookup_elem ||
468                 func_id == BPF_FUNC_ringbuf_reserve;
469 }
470
471 static bool is_acquire_function(enum bpf_func_id func_id,
472                                 const struct bpf_map *map)
473 {
474         enum bpf_map_type map_type = map ? map->map_type : BPF_MAP_TYPE_UNSPEC;
475
476         if (func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_tcp ||
477             func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_udp ||
478             func_id == BPF_FUNC_skc_lookup_tcp ||
479             func_id == BPF_FUNC_ringbuf_reserve)
480                 return true;
481
482         if (func_id == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
483             (map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
484              map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH))
485                 return true;
486
487         return false;
488 }
489
490 static bool is_ptr_cast_function(enum bpf_func_id func_id)
491 {
492         return func_id == BPF_FUNC_tcp_sock ||
493                 func_id == BPF_FUNC_sk_fullsock ||
494                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_sock ||
495                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp6_sock ||
496                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_udp6_sock ||
497                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_timewait_sock ||
498                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_request_sock;
499 }
500
501 /* string representation of 'enum bpf_reg_type' */
502 static const char * const reg_type_str[] = {
503         [NOT_INIT]              = "?",
504         [SCALAR_VALUE]          = "inv",
505         [PTR_TO_CTX]            = "ctx",
506         [CONST_PTR_TO_MAP]      = "map_ptr",
507         [PTR_TO_MAP_VALUE]      = "map_value",
508         [PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL] = "map_value_or_null",
509         [PTR_TO_STACK]          = "fp",
510         [PTR_TO_PACKET]         = "pkt",
511         [PTR_TO_PACKET_META]    = "pkt_meta",
512         [PTR_TO_PACKET_END]     = "pkt_end",
513         [PTR_TO_FLOW_KEYS]      = "flow_keys",
514         [PTR_TO_SOCKET]         = "sock",
515         [PTR_TO_SOCKET_OR_NULL] = "sock_or_null",
516         [PTR_TO_SOCK_COMMON]    = "sock_common",
517         [PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL] = "sock_common_or_null",
518         [PTR_TO_TCP_SOCK]       = "tcp_sock",
519         [PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL] = "tcp_sock_or_null",
520         [PTR_TO_TP_BUFFER]      = "tp_buffer",
521         [PTR_TO_XDP_SOCK]       = "xdp_sock",
522         [PTR_TO_BTF_ID]         = "ptr_",
523         [PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL] = "ptr_or_null_",
524         [PTR_TO_PERCPU_BTF_ID]  = "percpu_ptr_",
525         [PTR_TO_MEM]            = "mem",
526         [PTR_TO_MEM_OR_NULL]    = "mem_or_null",
527         [PTR_TO_RDONLY_BUF]     = "rdonly_buf",
528         [PTR_TO_RDONLY_BUF_OR_NULL] = "rdonly_buf_or_null",
529         [PTR_TO_RDWR_BUF]       = "rdwr_buf",
530         [PTR_TO_RDWR_BUF_OR_NULL] = "rdwr_buf_or_null",
531 };
532
533 static char slot_type_char[] = {
534         [STACK_INVALID] = '?',
535         [STACK_SPILL]   = 'r',
536         [STACK_MISC]    = 'm',
537         [STACK_ZERO]    = '0',
538 };
539
540 static void print_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
541                            enum bpf_reg_liveness live)
542 {
543         if (live & (REG_LIVE_READ | REG_LIVE_WRITTEN | REG_LIVE_DONE))
544             verbose(env, "_");
545         if (live & REG_LIVE_READ)
546                 verbose(env, "r");
547         if (live & REG_LIVE_WRITTEN)
548                 verbose(env, "w");
549         if (live & REG_LIVE_DONE)
550                 verbose(env, "D");
551 }
552
553 static struct bpf_func_state *func(struct bpf_verifier_env *env,
554                                    const struct bpf_reg_state *reg)
555 {
556         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
557
558         return cur->frame[reg->frameno];
559 }
560
561 static const char *kernel_type_name(const struct btf* btf, u32 id)
562 {
563         return btf_name_by_offset(btf, btf_type_by_id(btf, id)->name_off);
564 }
565
566 static void print_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
567                                  const struct bpf_func_state *state)
568 {
569         const struct bpf_reg_state *reg;
570         enum bpf_reg_type t;
571         int i;
572
573         if (state->frameno)
574                 verbose(env, " frame%d:", state->frameno);
575         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
576                 reg = &state->regs[i];
577                 t = reg->type;
578                 if (t == NOT_INIT)
579                         continue;
580                 verbose(env, " R%d", i);
581                 print_liveness(env, reg->live);
582                 verbose(env, "=%s", reg_type_str[t]);
583                 if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
584                         verbose(env, "P");
585                 if ((t == SCALAR_VALUE || t == PTR_TO_STACK) &&
586                     tnum_is_const(reg->var_off)) {
587                         /* reg->off should be 0 for SCALAR_VALUE */
588                         verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
589                 } else {
590                         if (t == PTR_TO_BTF_ID ||
591                             t == PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL ||
592                             t == PTR_TO_PERCPU_BTF_ID)
593                                 verbose(env, "%s", kernel_type_name(reg->btf, reg->btf_id));
594                         verbose(env, "(id=%d", reg->id);
595                         if (reg_type_may_be_refcounted_or_null(t))
596                                 verbose(env, ",ref_obj_id=%d", reg->ref_obj_id);
597                         if (t != SCALAR_VALUE)
598                                 verbose(env, ",off=%d", reg->off);
599                         if (type_is_pkt_pointer(t))
600                                 verbose(env, ",r=%d", reg->range);
601                         else if (t == CONST_PTR_TO_MAP ||
602                                  t == PTR_TO_MAP_VALUE ||
603                                  t == PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL)
604                                 verbose(env, ",ks=%d,vs=%d",
605                                         reg->map_ptr->key_size,
606                                         reg->map_ptr->value_size);
607                         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
608                                 /* Typically an immediate SCALAR_VALUE, but
609                                  * could be a pointer whose offset is too big
610                                  * for reg->off
611                                  */
612                                 verbose(env, ",imm=%llx", reg->var_off.value);
613                         } else {
614                                 if (reg->smin_value != reg->umin_value &&
615                                     reg->smin_value != S64_MIN)
616                                         verbose(env, ",smin_value=%lld",
617                                                 (long long)reg->smin_value);
618                                 if (reg->smax_value != reg->umax_value &&
619                                     reg->smax_value != S64_MAX)
620                                         verbose(env, ",smax_value=%lld",
621                                                 (long long)reg->smax_value);
622                                 if (reg->umin_value != 0)
623                                         verbose(env, ",umin_value=%llu",
624                                                 (unsigned long long)reg->umin_value);
625                                 if (reg->umax_value != U64_MAX)
626                                         verbose(env, ",umax_value=%llu",
627                                                 (unsigned long long)reg->umax_value);
628                                 if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
629                                         char tn_buf[48];
630
631                                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
632                                         verbose(env, ",var_off=%s", tn_buf);
633                                 }
634                                 if (reg->s32_min_value != reg->smin_value &&
635                                     reg->s32_min_value != S32_MIN)
636                                         verbose(env, ",s32_min_value=%d",
637                                                 (int)(reg->s32_min_value));
638                                 if (reg->s32_max_value != reg->smax_value &&
639                                     reg->s32_max_value != S32_MAX)
640                                         verbose(env, ",s32_max_value=%d",
641                                                 (int)(reg->s32_max_value));
642                                 if (reg->u32_min_value != reg->umin_value &&
643                                     reg->u32_min_value != U32_MIN)
644                                         verbose(env, ",u32_min_value=%d",
645                                                 (int)(reg->u32_min_value));
646                                 if (reg->u32_max_value != reg->umax_value &&
647                                     reg->u32_max_value != U32_MAX)
648                                         verbose(env, ",u32_max_value=%d",
649                                                 (int)(reg->u32_max_value));
650                         }
651                         verbose(env, ")");
652                 }
653         }
654         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
655                 char types_buf[BPF_REG_SIZE + 1];
656                 bool valid = false;
657                 int j;
658
659                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++) {
660                         if (state->stack[i].slot_type[j] != STACK_INVALID)
661                                 valid = true;
662                         types_buf[j] = slot_type_char[
663                                         state->stack[i].slot_type[j]];
664                 }
665                 types_buf[BPF_REG_SIZE] = 0;
666                 if (!valid)
667                         continue;
668                 verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
669                 print_liveness(env, state->stack[i].spilled_ptr.live);
670                 if (state->stack[i].slot_type[0] == STACK_SPILL) {
671                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
672                         t = reg->type;
673                         verbose(env, "=%s", reg_type_str[t]);
674                         if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
675                                 verbose(env, "P");
676                         if (t == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off))
677                                 verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
678                 } else {
679                         verbose(env, "=%s", types_buf);
680                 }
681         }
682         if (state->acquired_refs && state->refs[0].id) {
683                 verbose(env, " refs=%d", state->refs[0].id);
684                 for (i = 1; i < state->acquired_refs; i++)
685                         if (state->refs[i].id)
686                                 verbose(env, ",%d", state->refs[i].id);
687         }
688         verbose(env, "\n");
689 }
690
691 #define COPY_STATE_FN(NAME, COUNT, FIELD, SIZE)                         \
692 static int copy_##NAME##_state(struct bpf_func_state *dst,              \
693                                const struct bpf_func_state *src)        \
694 {                                                                       \
695         if (!src->FIELD)                                                \
696                 return 0;                                               \
697         if (WARN_ON_ONCE(dst->COUNT < src->COUNT)) {                    \
698                 /* internal bug, make state invalid to reject the program */ \
699                 memset(dst, 0, sizeof(*dst));                           \
700                 return -EFAULT;                                         \
701         }                                                               \
702         memcpy(dst->FIELD, src->FIELD,                                  \
703                sizeof(*src->FIELD) * (src->COUNT / SIZE));              \
704         return 0;                                                       \
705 }
706 /* copy_reference_state() */
707 COPY_STATE_FN(reference, acquired_refs, refs, 1)
708 /* copy_stack_state() */
709 COPY_STATE_FN(stack, allocated_stack, stack, BPF_REG_SIZE)
710 #undef COPY_STATE_FN
711
712 #define REALLOC_STATE_FN(NAME, COUNT, FIELD, SIZE)                      \
713 static int realloc_##NAME##_state(struct bpf_func_state *state, int size, \
714                                   bool copy_old)                        \
715 {                                                                       \
716         u32 old_size = state->COUNT;                                    \
717         struct bpf_##NAME##_state *new_##FIELD;                         \
718         int slot = size / SIZE;                                         \
719                                                                         \
720         if (size <= old_size || !size) {                                \
721                 if (copy_old)                                           \
722                         return 0;                                       \
723                 state->COUNT = slot * SIZE;                             \
724                 if (!size && old_size) {                                \
725                         kfree(state->FIELD);                            \
726                         state->FIELD = NULL;                            \
727                 }                                                       \
728                 return 0;                                               \
729         }                                                               \
730         new_##FIELD = kmalloc_array(slot, sizeof(struct bpf_##NAME##_state), \
731                                     GFP_KERNEL);                        \
732         if (!new_##FIELD)                                               \
733                 return -ENOMEM;                                         \
734         if (copy_old) {                                                 \
735                 if (state->FIELD)                                       \
736                         memcpy(new_##FIELD, state->FIELD,               \
737                                sizeof(*new_##FIELD) * (old_size / SIZE)); \
738                 memset(new_##FIELD + old_size / SIZE, 0,                \
739                        sizeof(*new_##FIELD) * (size - old_size) / SIZE); \
740         }                                                               \
741         state->COUNT = slot * SIZE;                                     \
742         kfree(state->FIELD);                                            \
743         state->FIELD = new_##FIELD;                                     \
744         return 0;                                                       \
745 }
746 /* realloc_reference_state() */
747 REALLOC_STATE_FN(reference, acquired_refs, refs, 1)
748 /* realloc_stack_state() */
749 REALLOC_STATE_FN(stack, allocated_stack, stack, BPF_REG_SIZE)
750 #undef REALLOC_STATE_FN
751
752 /* do_check() starts with zero-sized stack in struct bpf_verifier_state to
753  * make it consume minimal amount of memory. check_stack_write() access from
754  * the program calls into realloc_func_state() to grow the stack size.
755  * Note there is a non-zero 'parent' pointer inside bpf_verifier_state
756  * which realloc_stack_state() copies over. It points to previous
757  * bpf_verifier_state which is never reallocated.
758  */
759 static int realloc_func_state(struct bpf_func_state *state, int stack_size,
760                               int refs_size, bool copy_old)
761 {
762         int err = realloc_reference_state(state, refs_size, copy_old);
763         if (err)
764                 return err;
765         return realloc_stack_state(state, stack_size, copy_old);
766 }
767
768 /* Acquire a pointer id from the env and update the state->refs to include
769  * this new pointer reference.
770  * On success, returns a valid pointer id to associate with the register
771  * On failure, returns a negative errno.
772  */
773 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
774 {
775         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
776         int new_ofs = state->acquired_refs;
777         int id, err;
778
779         err = realloc_reference_state(state, state->acquired_refs + 1, true);
780         if (err)
781                 return err;
782         id = ++env->id_gen;
783         state->refs[new_ofs].id = id;
784         state->refs[new_ofs].insn_idx = insn_idx;
785
786         return id;
787 }
788
789 /* release function corresponding to acquire_reference_state(). Idempotent. */
790 static int release_reference_state(struct bpf_func_state *state, int ptr_id)
791 {
792         int i, last_idx;
793
794         last_idx = state->acquired_refs - 1;
795         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
796                 if (state->refs[i].id == ptr_id) {
797                         if (last_idx && i != last_idx)
798                                 memcpy(&state->refs[i], &state->refs[last_idx],
799                                        sizeof(*state->refs));
800                         memset(&state->refs[last_idx], 0, sizeof(*state->refs));
801                         state->acquired_refs--;
802                         return 0;
803                 }
804         }
805         return -EINVAL;
806 }
807
808 static int transfer_reference_state(struct bpf_func_state *dst,
809                                     struct bpf_func_state *src)
810 {
811         int err = realloc_reference_state(dst, src->acquired_refs, false);
812         if (err)
813                 return err;
814         err = copy_reference_state(dst, src);
815         if (err)
816                 return err;
817         return 0;
818 }
819
820 static void free_func_state(struct bpf_func_state *state)
821 {
822         if (!state)
823                 return;
824         kfree(state->refs);
825         kfree(state->stack);
826         kfree(state);
827 }
828
829 static void clear_jmp_history(struct bpf_verifier_state *state)
830 {
831         kfree(state->jmp_history);
832         state->jmp_history = NULL;
833         state->jmp_history_cnt = 0;
834 }
835
836 static void free_verifier_state(struct bpf_verifier_state *state,
837                                 bool free_self)
838 {
839         int i;
840
841         for (i = 0; i <= state->curframe; i++) {
842                 free_func_state(state->frame[i]);
843                 state->frame[i] = NULL;
844         }
845         clear_jmp_history(state);
846         if (free_self)
847                 kfree(state);
848 }
849
850 /* copy verifier state from src to dst growing dst stack space
851  * when necessary to accommodate larger src stack
852  */
853 static int copy_func_state(struct bpf_func_state *dst,
854                            const struct bpf_func_state *src)
855 {
856         int err;
857
858         err = realloc_func_state(dst, src->allocated_stack, src->acquired_refs,
859                                  false);
860         if (err)
861                 return err;
862         memcpy(dst, src, offsetof(struct bpf_func_state, acquired_refs));
863         err = copy_reference_state(dst, src);
864         if (err)
865                 return err;
866         return copy_stack_state(dst, src);
867 }
868
869 static int copy_verifier_state(struct bpf_verifier_state *dst_state,
870                                const struct bpf_verifier_state *src)
871 {
872         struct bpf_func_state *dst;
873         u32 jmp_sz = sizeof(struct bpf_idx_pair) * src->jmp_history_cnt;
874         int i, err;
875
876         if (dst_state->jmp_history_cnt < src->jmp_history_cnt) {
877                 kfree(dst_state->jmp_history);
878                 dst_state->jmp_history = kmalloc(jmp_sz, GFP_USER);
879                 if (!dst_state->jmp_history)
880                         return -ENOMEM;
881         }
882         memcpy(dst_state->jmp_history, src->jmp_history, jmp_sz);
883         dst_state->jmp_history_cnt = src->jmp_history_cnt;
884
885         /* if dst has more stack frames then src frame, free them */
886         for (i = src->curframe + 1; i <= dst_state->curframe; i++) {
887                 free_func_state(dst_state->frame[i]);
888                 dst_state->frame[i] = NULL;
889         }
890         dst_state->speculative = src->speculative;
891         dst_state->curframe = src->curframe;
892         dst_state->active_spin_lock = src->active_spin_lock;
893         dst_state->branches = src->branches;
894         dst_state->parent = src->parent;
895         dst_state->first_insn_idx = src->first_insn_idx;
896         dst_state->last_insn_idx = src->last_insn_idx;
897         for (i = 0; i <= src->curframe; i++) {
898                 dst = dst_state->frame[i];
899                 if (!dst) {
900                         dst = kzalloc(sizeof(*dst), GFP_KERNEL);
901                         if (!dst)
902                                 return -ENOMEM;
903                         dst_state->frame[i] = dst;
904                 }
905                 err = copy_func_state(dst, src->frame[i]);
906                 if (err)
907                         return err;
908         }
909         return 0;
910 }
911
912 static void update_branch_counts(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
913 {
914         while (st) {
915                 u32 br = --st->branches;
916
917                 /* WARN_ON(br > 1) technically makes sense here,
918                  * but see comment in push_stack(), hence:
919                  */
920                 WARN_ONCE((int)br < 0,
921                           "BUG update_branch_counts:branches_to_explore=%d\n",
922                           br);
923                 if (br)
924                         break;
925                 st = st->parent;
926         }
927 }
928
929 static int pop_stack(struct bpf_verifier_env *env, int *prev_insn_idx,
930                      int *insn_idx, bool pop_log)
931 {
932         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
933         struct bpf_verifier_stack_elem *elem, *head = env->head;
934         int err;
935
936         if (env->head == NULL)
937                 return -ENOENT;
938
939         if (cur) {
940                 err = copy_verifier_state(cur, &head->st);
941                 if (err)
942                         return err;
943         }
944         if (pop_log)
945                 bpf_vlog_reset(&env->log, head->log_pos);
946         if (insn_idx)
947                 *insn_idx = head->insn_idx;
948         if (prev_insn_idx)
949                 *prev_insn_idx = head->prev_insn_idx;
950         elem = head->next;
951         free_verifier_state(&head->st, false);
952         kfree(head);
953         env->head = elem;
954         env->stack_size--;
955         return 0;
956 }
957
958 static struct bpf_verifier_state *push_stack(struct bpf_verifier_env *env,
959                                              int insn_idx, int prev_insn_idx,
960                                              bool speculative)
961 {
962         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
963         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
964         int err;
965
966         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
967         if (!elem)
968                 goto err;
969
970         elem->insn_idx = insn_idx;
971         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
972         elem->next = env->head;
973         elem->log_pos = env->log.len_used;
974         env->head = elem;
975         env->stack_size++;
976         err = copy_verifier_state(&elem->st, cur);
977         if (err)
978                 goto err;
979         elem->st.speculative |= speculative;
980         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
981                 verbose(env, "The sequence of %d jumps is too complex.\n",
982                         env->stack_size);
983                 goto err;
984         }
985         if (elem->st.parent) {
986                 ++elem->st.parent->branches;
987                 /* WARN_ON(branches > 2) technically makes sense here,
988                  * but
989                  * 1. speculative states will bump 'branches' for non-branch
990                  * instructions
991                  * 2. is_state_visited() heuristics may decide not to create
992                  * a new state for a sequence of branches and all such current
993                  * and cloned states will be pointing to a single parent state
994                  * which might have large 'branches' count.
995                  */
996         }
997         return &elem->st;
998 err:
999         free_verifier_state(env->cur_state, true);
1000         env->cur_state = NULL;
1001         /* pop all elements and return */
1002         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
1003         return NULL;
1004 }
1005
1006 #define CALLER_SAVED_REGS 6
1007 static const int caller_saved[CALLER_SAVED_REGS] = {
1008         BPF_REG_0, BPF_REG_1, BPF_REG_2, BPF_REG_3, BPF_REG_4, BPF_REG_5
1009 };
1010
1011 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
1012                                 struct bpf_reg_state *reg);
1013
1014 /* This helper doesn't clear reg->id */
1015 static void ___mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1016 {
1017         reg->var_off = tnum_const(imm);
1018         reg->smin_value = (s64)imm;
1019         reg->smax_value = (s64)imm;
1020         reg->umin_value = imm;
1021         reg->umax_value = imm;
1022
1023         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1024         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1025         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1026         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1027 }
1028
1029 /* Mark the unknown part of a register (variable offset or scalar value) as
1030  * known to have the value @imm.
1031  */
1032 static void __mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1033 {
1034         /* Clear id, off, and union(map_ptr, range) */
1035         memset(((u8 *)reg) + sizeof(reg->type), 0,
1036                offsetof(struct bpf_reg_state, var_off) - sizeof(reg->type));
1037         ___mark_reg_known(reg, imm);
1038 }
1039
1040 static void __mark_reg32_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1041 {
1042         reg->var_off = tnum_const_subreg(reg->var_off, imm);
1043         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1044         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1045         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1046         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1047 }
1048
1049 /* Mark the 'variable offset' part of a register as zero.  This should be
1050  * used only on registers holding a pointer type.
1051  */
1052 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1053 {
1054         __mark_reg_known(reg, 0);
1055 }
1056
1057 static void __mark_reg_const_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1058 {
1059         __mark_reg_known(reg, 0);
1060         reg->type = SCALAR_VALUE;
1061 }
1062
1063 static void mark_reg_known_zero(struct bpf_verifier_env *env,
1064                                 struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1065 {
1066         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1067                 verbose(env, "mark_reg_known_zero(regs, %u)\n", regno);
1068                 /* Something bad happened, let's kill all regs */
1069                 for (regno = 0; regno < MAX_BPF_REG; regno++)
1070                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1071                 return;
1072         }
1073         __mark_reg_known_zero(regs + regno);
1074 }
1075
1076 static bool reg_is_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg)
1077 {
1078         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
1079 }
1080
1081 static bool reg_is_pkt_pointer_any(const struct bpf_reg_state *reg)
1082 {
1083         return reg_is_pkt_pointer(reg) ||
1084                reg->type == PTR_TO_PACKET_END;
1085 }
1086
1087 /* Unmodified PTR_TO_PACKET[_META,_END] register from ctx access. */
1088 static bool reg_is_init_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg,
1089                                     enum bpf_reg_type which)
1090 {
1091         /* The register can already have a range from prior markings.
1092          * This is fine as long as it hasn't been advanced from its
1093          * origin.
1094          */
1095         return reg->type == which &&
1096                reg->id == 0 &&
1097                reg->off == 0 &&
1098                tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
1099 }
1100
1101 /* Reset the min/max bounds of a register */
1102 static void __mark_reg_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1103 {
1104         reg->smin_value = S64_MIN;
1105         reg->smax_value = S64_MAX;
1106         reg->umin_value = 0;
1107         reg->umax_value = U64_MAX;
1108
1109         reg->s32_min_value = S32_MIN;
1110         reg->s32_max_value = S32_MAX;
1111         reg->u32_min_value = 0;
1112         reg->u32_max_value = U32_MAX;
1113 }
1114
1115 static void __mark_reg64_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1116 {
1117         reg->smin_value = S64_MIN;
1118         reg->smax_value = S64_MAX;
1119         reg->umin_value = 0;
1120         reg->umax_value = U64_MAX;
1121 }
1122
1123 static void __mark_reg32_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1124 {
1125         reg->s32_min_value = S32_MIN;
1126         reg->s32_max_value = S32_MAX;
1127         reg->u32_min_value = 0;
1128         reg->u32_max_value = U32_MAX;
1129 }
1130
1131 static void __update_reg32_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1132 {
1133         struct tnum var32_off = tnum_subreg(reg->var_off);
1134
1135         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
1136         reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value,
1137                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MIN));
1138         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
1139         reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value,
1140                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MAX));
1141         reg->u32_min_value = max_t(u32, reg->u32_min_value, (u32)var32_off.value);
1142         reg->u32_max_value = min(reg->u32_max_value,
1143                                  (u32)(var32_off.value | var32_off.mask));
1144 }
1145
1146 static void __update_reg64_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1147 {
1148         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
1149         reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value,
1150                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MIN));
1151         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
1152         reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value,
1153                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MAX));
1154         reg->umin_value = max(reg->umin_value, reg->var_off.value);
1155         reg->umax_value = min(reg->umax_value,
1156                               reg->var_off.value | reg->var_off.mask);
1157 }
1158
1159 static void __update_reg_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1160 {
1161         __update_reg32_bounds(reg);
1162         __update_reg64_bounds(reg);
1163 }
1164
1165 /* Uses signed min/max values to inform unsigned, and vice-versa */
1166 static void __reg32_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1167 {
1168         /* Learn sign from signed bounds.
1169          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
1170          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
1171          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
1172          */
1173         if (reg->s32_min_value >= 0 || reg->s32_max_value < 0) {
1174                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
1175                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
1176                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
1177                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
1178                 return;
1179         }
1180         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
1181          * boundary, so we must be careful.
1182          */
1183         if ((s32)reg->u32_max_value >= 0) {
1184                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
1185                  * is positive, hence safe.
1186                  */
1187                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value;
1188                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
1189                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
1190         } else if ((s32)reg->u32_min_value < 0) {
1191                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
1192                  * is negative, hence safe.
1193                  */
1194                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
1195                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
1196                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value;
1197         }
1198 }
1199
1200 static void __reg64_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1201 {
1202         /* Learn sign from signed bounds.
1203          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
1204          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
1205          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
1206          */
1207         if (reg->smin_value >= 0 || reg->smax_value < 0) {
1208                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
1209                                                           reg->umin_value);
1210                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
1211                                                           reg->umax_value);
1212                 return;
1213         }
1214         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
1215          * boundary, so we must be careful.
1216          */
1217         if ((s64)reg->umax_value >= 0) {
1218                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
1219                  * is positive, hence safe.
1220                  */
1221                 reg->smin_value = reg->umin_value;
1222                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
1223                                                           reg->umax_value);
1224         } else if ((s64)reg->umin_value < 0) {
1225                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
1226                  * is negative, hence safe.
1227                  */
1228                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
1229                                                           reg->umin_value);
1230                 reg->smax_value = reg->umax_value;
1231         }
1232 }
1233
1234 static void __reg_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1235 {
1236         __reg32_deduce_bounds(reg);
1237         __reg64_deduce_bounds(reg);
1238 }
1239
1240 /* Attempts to improve var_off based on unsigned min/max information */
1241 static void __reg_bound_offset(struct bpf_reg_state *reg)
1242 {
1243         struct tnum var64_off = tnum_intersect(reg->var_off,
1244                                                tnum_range(reg->umin_value,
1245                                                           reg->umax_value));
1246         struct tnum var32_off = tnum_intersect(tnum_subreg(reg->var_off),
1247                                                 tnum_range(reg->u32_min_value,
1248                                                            reg->u32_max_value));
1249
1250         reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(var64_off), var32_off);
1251 }
1252
1253 static void __reg_assign_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
1254 {
1255         reg->umin_value = reg->u32_min_value;
1256         reg->umax_value = reg->u32_max_value;
1257         /* Attempt to pull 32-bit signed bounds into 64-bit bounds
1258          * but must be positive otherwise set to worse case bounds
1259          * and refine later from tnum.
1260          */
1261         if (reg->s32_min_value >= 0 && reg->s32_max_value >= 0)
1262                 reg->smax_value = reg->s32_max_value;
1263         else
1264                 reg->smax_value = U32_MAX;
1265         if (reg->s32_min_value >= 0)
1266                 reg->smin_value = reg->s32_min_value;
1267         else
1268                 reg->smin_value = 0;
1269 }
1270
1271 static void __reg_combine_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
1272 {
1273         /* special case when 64-bit register has upper 32-bit register
1274          * zeroed. Typically happens after zext or <<32, >>32 sequence
1275          * allowing us to use 32-bit bounds directly,
1276          */
1277         if (tnum_equals_const(tnum_clear_subreg(reg->var_off), 0)) {
1278                 __reg_assign_32_into_64(reg);
1279         } else {
1280                 /* Otherwise the best we can do is push lower 32bit known and
1281                  * unknown bits into register (var_off set from jmp logic)
1282                  * then learn as much as possible from the 64-bit tnum
1283                  * known and unknown bits. The previous smin/smax bounds are
1284                  * invalid here because of jmp32 compare so mark them unknown
1285                  * so they do not impact tnum bounds calculation.
1286                  */
1287                 __mark_reg64_unbounded(reg);
1288                 __update_reg_bounds(reg);
1289         }
1290
1291         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
1292          * slightly.  e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
1293          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
1294          */
1295         __reg_deduce_bounds(reg);
1296         __reg_bound_offset(reg);
1297         __update_reg_bounds(reg);
1298 }
1299
1300 static bool __reg64_bound_s32(s64 a)
1301 {
1302         return a > S32_MIN && a < S32_MAX;
1303 }
1304
1305 static bool __reg64_bound_u32(u64 a)
1306 {
1307         if (a > U32_MIN && a < U32_MAX)
1308                 return true;
1309         return false;
1310 }
1311
1312 static void __reg_combine_64_into_32(struct bpf_reg_state *reg)
1313 {
1314         __mark_reg32_unbounded(reg);
1315
1316         if (__reg64_bound_s32(reg->smin_value) && __reg64_bound_s32(reg->smax_value)) {
1317                 reg->s32_min_value = (s32)reg->smin_value;
1318                 reg->s32_max_value = (s32)reg->smax_value;
1319         }
1320         if (__reg64_bound_u32(reg->umin_value))
1321                 reg->u32_min_value = (u32)reg->umin_value;
1322         if (__reg64_bound_u32(reg->umax_value))
1323                 reg->u32_max_value = (u32)reg->umax_value;
1324
1325         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
1326          * slightly.  e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
1327          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
1328          */
1329         __reg_deduce_bounds(reg);
1330         __reg_bound_offset(reg);
1331         __update_reg_bounds(reg);
1332 }
1333
1334 /* Mark a register as having a completely unknown (scalar) value. */
1335 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
1336                                struct bpf_reg_state *reg)
1337 {
1338         /*
1339          * Clear type, id, off, and union(map_ptr, range) and
1340          * padding between 'type' and union
1341          */
1342         memset(reg, 0, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off));
1343         reg->type = SCALAR_VALUE;
1344         reg->var_off = tnum_unknown;
1345         reg->frameno = 0;
1346         reg->precise = env->subprog_cnt > 1 || !env->bpf_capable;
1347         __mark_reg_unbounded(reg);
1348 }
1349
1350 static void mark_reg_unknown(struct bpf_verifier_env *env,
1351                              struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1352 {
1353         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1354                 verbose(env, "mark_reg_unknown(regs, %u)\n", regno);
1355                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
1356                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
1357                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1358                 return;
1359         }
1360         __mark_reg_unknown(env, regs + regno);
1361 }
1362
1363 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
1364                                 struct bpf_reg_state *reg)
1365 {
1366         __mark_reg_unknown(env, reg);
1367         reg->type = NOT_INIT;
1368 }
1369
1370 static void mark_reg_not_init(struct bpf_verifier_env *env,
1371                               struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1372 {
1373         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1374                 verbose(env, "mark_reg_not_init(regs, %u)\n", regno);
1375                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
1376                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
1377                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1378                 return;
1379         }
1380         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1381 }
1382
1383 static void mark_btf_ld_reg(struct bpf_verifier_env *env,
1384                             struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
1385                             enum bpf_reg_type reg_type,
1386                             struct btf *btf, u32 btf_id)
1387 {
1388         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
1389                 mark_reg_unknown(env, regs, regno);
1390                 return;
1391         }
1392         mark_reg_known_zero(env, regs, regno);
1393         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID;
1394         regs[regno].btf = btf;
1395         regs[regno].btf_id = btf_id;
1396 }
1397
1398 #define DEF_NOT_SUBREG  (0)
1399 static void init_reg_state(struct bpf_verifier_env *env,
1400                            struct bpf_func_state *state)
1401 {
1402         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
1403         int i;
1404
1405         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
1406                 mark_reg_not_init(env, regs, i);
1407                 regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
1408                 regs[i].parent = NULL;
1409                 regs[i].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
1410         }
1411
1412         /* frame pointer */
1413         regs[BPF_REG_FP].type = PTR_TO_STACK;
1414         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_FP);
1415         regs[BPF_REG_FP].frameno = state->frameno;
1416 }
1417
1418 #define BPF_MAIN_FUNC (-1)
1419 static void init_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
1420                             struct bpf_func_state *state,
1421                             int callsite, int frameno, int subprogno)
1422 {
1423         state->callsite = callsite;
1424         state->frameno = frameno;
1425         state->subprogno = subprogno;
1426         init_reg_state(env, state);
1427 }
1428
1429 enum reg_arg_type {
1430         SRC_OP,         /* register is used as source operand */
1431         DST_OP,         /* register is used as destination operand */
1432         DST_OP_NO_MARK  /* same as above, check only, don't mark */
1433 };
1434
1435 static int cmp_subprogs(const void *a, const void *b)
1436 {
1437         return ((struct bpf_subprog_info *)a)->start -
1438                ((struct bpf_subprog_info *)b)->start;
1439 }
1440
1441 static int find_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
1442 {
1443         struct bpf_subprog_info *p;
1444
1445         p = bsearch(&off, env->subprog_info, env->subprog_cnt,
1446                     sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs);
1447         if (!p)
1448                 return -ENOENT;
1449         return p - env->subprog_info;
1450
1451 }
1452
1453 static int add_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
1454 {
1455         int insn_cnt = env->prog->len;
1456         int ret;
1457
1458         if (off >= insn_cnt || off < 0) {
1459                 verbose(env, "call to invalid destination\n");
1460                 return -EINVAL;
1461         }
1462         ret = find_subprog(env, off);
1463         if (ret >= 0)
1464                 return 0;
1465         if (env->subprog_cnt >= BPF_MAX_SUBPROGS) {
1466                 verbose(env, "too many subprograms\n");
1467                 return -E2BIG;
1468         }
1469         env->subprog_info[env->subprog_cnt++].start = off;
1470         sort(env->subprog_info, env->subprog_cnt,
1471              sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs, NULL);
1472         return 0;
1473 }
1474
1475 static int check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
1476 {
1477         int i, ret, subprog_start, subprog_end, off, cur_subprog = 0;
1478         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
1479         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
1480         int insn_cnt = env->prog->len;
1481
1482         /* Add entry function. */
1483         ret = add_subprog(env, 0);
1484         if (ret < 0)
1485                 return ret;
1486
1487         /* determine subprog starts. The end is one before the next starts */
1488         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
1489                 if (insn[i].code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
1490                         continue;
1491                 if (insn[i].src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
1492                         continue;
1493                 if (!env->bpf_capable) {
1494                         verbose(env,
1495                                 "function calls to other bpf functions are allowed for CAP_BPF and CAP_SYS_ADMIN\n");
1496                         return -EPERM;
1497                 }
1498                 ret = add_subprog(env, i + insn[i].imm + 1);
1499                 if (ret < 0)
1500                         return ret;
1501         }
1502
1503         /* Add a fake 'exit' subprog which could simplify subprog iteration
1504          * logic. 'subprog_cnt' should not be increased.
1505          */
1506         subprog[env->subprog_cnt].start = insn_cnt;
1507
1508         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
1509                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
1510                         verbose(env, "func#%d @%d\n", i, subprog[i].start);
1511
1512         /* now check that all jumps are within the same subprog */
1513         subprog_start = subprog[cur_subprog].start;
1514         subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
1515         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
1516                 u8 code = insn[i].code;
1517
1518                 if (code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
1519                     insn[i].imm == BPF_FUNC_tail_call &&
1520                     insn[i].src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
1521                         subprog[cur_subprog].has_tail_call = true;
1522                 if (BPF_CLASS(code) == BPF_LD &&
1523                     (BPF_MODE(code) == BPF_ABS || BPF_MODE(code) == BPF_IND))
1524                         subprog[cur_subprog].has_ld_abs = true;
1525                 if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP && BPF_CLASS(code) != BPF_JMP32)
1526                         goto next;
1527                 if (BPF_OP(code) == BPF_EXIT || BPF_OP(code) == BPF_CALL)
1528                         goto next;
1529                 off = i + insn[i].off + 1;
1530                 if (off < subprog_start || off >= subprog_end) {
1531                         verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", i, off);
1532                         return -EINVAL;
1533                 }
1534 next:
1535                 if (i == subprog_end - 1) {
1536                         /* to avoid fall-through from one subprog into another
1537                          * the last insn of the subprog should be either exit
1538                          * or unconditional jump back
1539                          */
1540                         if (code != (BPF_JMP | BPF_EXIT) &&
1541                             code != (BPF_JMP | BPF_JA)) {
1542                                 verbose(env, "last insn is not an exit or jmp\n");
1543                                 return -EINVAL;
1544                         }
1545                         subprog_start = subprog_end;
1546                         cur_subprog++;
1547                         if (cur_subprog < env->subprog_cnt)
1548                                 subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
1549                 }
1550         }
1551         return 0;
1552 }
1553
1554 /* Parentage chain of this register (or stack slot) should take care of all
1555  * issues like callee-saved registers, stack slot allocation time, etc.
1556  */
1557 static int mark_reg_read(struct bpf_verifier_env *env,
1558                          const struct bpf_reg_state *state,
1559                          struct bpf_reg_state *parent, u8 flag)
1560 {
1561         bool writes = parent == state->parent; /* Observe write marks */
1562         int cnt = 0;
1563
1564         while (parent) {
1565                 /* if read wasn't screened by an earlier write ... */
1566                 if (writes && state->live & REG_LIVE_WRITTEN)
1567                         break;
1568                 if (parent->live & REG_LIVE_DONE) {
1569                         verbose(env, "verifier BUG type %s var_off %lld off %d\n",
1570                                 reg_type_str[parent->type],
1571                                 parent->var_off.value, parent->off);
1572                         return -EFAULT;
1573                 }
1574                 /* The first condition is more likely to be true than the
1575                  * second, checked it first.
1576                  */
1577                 if ((parent->live & REG_LIVE_READ) == flag ||
1578                     parent->live & REG_LIVE_READ64)
1579                         /* The parentage chain never changes and
1580                          * this parent was already marked as LIVE_READ.
1581                          * There is no need to keep walking the chain again and
1582                          * keep re-marking all parents as LIVE_READ.
1583                          * This case happens when the same register is read
1584                          * multiple times without writes into it in-between.
1585                          * Also, if parent has the stronger REG_LIVE_READ64 set,
1586                          * then no need to set the weak REG_LIVE_READ32.
1587                          */
1588                         break;
1589                 /* ... then we depend on parent's value */
1590                 parent->live |= flag;
1591                 /* REG_LIVE_READ64 overrides REG_LIVE_READ32. */
1592                 if (flag == REG_LIVE_READ64)
1593                         parent->live &= ~REG_LIVE_READ32;
1594                 state = parent;
1595                 parent = state->parent;
1596                 writes = true;
1597                 cnt++;
1598         }
1599
1600         if (env->longest_mark_read_walk < cnt)
1601                 env->longest_mark_read_walk = cnt;
1602         return 0;
1603 }
1604
1605 /* This function is supposed to be used by the following 32-bit optimization
1606  * code only. It returns TRUE if the source or destination register operates
1607  * on 64-bit, otherwise return FALSE.
1608  */
1609 static bool is_reg64(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
1610                      u32 regno, struct bpf_reg_state *reg, enum reg_arg_type t)
1611 {
1612         u8 code, class, op;
1613
1614         code = insn->code;
1615         class = BPF_CLASS(code);
1616         op = BPF_OP(code);
1617         if (class == BPF_JMP) {
1618                 /* BPF_EXIT for "main" will reach here. Return TRUE
1619                  * conservatively.
1620                  */
1621                 if (op == BPF_EXIT)
1622                         return true;
1623                 if (op == BPF_CALL) {
1624                         /* BPF to BPF call will reach here because of marking
1625                          * caller saved clobber with DST_OP_NO_MARK for which we
1626                          * don't care the register def because they are anyway
1627                          * marked as NOT_INIT already.
1628                          */
1629                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
1630                                 return false;
1631                         /* Helper call will reach here because of arg type
1632                          * check, conservatively return TRUE.
1633                          */
1634                         if (t == SRC_OP)
1635                                 return true;
1636
1637                         return false;
1638                 }
1639         }
1640
1641         if (class == BPF_ALU64 || class == BPF_JMP ||
1642             /* BPF_END always use BPF_ALU class. */
1643             (class == BPF_ALU && op == BPF_END && insn->imm == 64))
1644                 return true;
1645
1646         if (class == BPF_ALU || class == BPF_JMP32)
1647                 return false;
1648
1649         if (class == BPF_LDX) {
1650                 if (t != SRC_OP)
1651                         return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
1652                 /* LDX source must be ptr. */
1653                 return true;
1654         }
1655
1656         if (class == BPF_STX) {
1657                 if (reg->type != SCALAR_VALUE)
1658                         return true;
1659                 return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
1660         }
1661
1662         if (class == BPF_LD) {
1663                 u8 mode = BPF_MODE(code);
1664
1665                 /* LD_IMM64 */
1666                 if (mode == BPF_IMM)
1667                         return true;
1668
1669                 /* Both LD_IND and LD_ABS return 32-bit data. */
1670                 if (t != SRC_OP)
1671                         return  false;
1672
1673                 /* Implicit ctx ptr. */
1674                 if (regno == BPF_REG_6)
1675                         return true;
1676
1677                 /* Explicit source could be any width. */
1678                 return true;
1679         }
1680
1681         if (class == BPF_ST)
1682                 /* The only source register for BPF_ST is a ptr. */
1683                 return true;
1684
1685         /* Conservatively return true at default. */
1686         return true;
1687 }
1688
1689 /* Return TRUE if INSN doesn't have explicit value define. */
1690 static bool insn_no_def(struct bpf_insn *insn)
1691 {
1692         u8 class = BPF_CLASS(insn->code);
1693
1694         return (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32 ||
1695                 class == BPF_STX || class == BPF_ST);
1696 }
1697
1698 /* Return TRUE if INSN has defined any 32-bit value explicitly. */
1699 static bool insn_has_def32(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
1700 {
1701         if (insn_no_def(insn))
1702                 return false;
1703
1704         return !is_reg64(env, insn, insn->dst_reg, NULL, DST_OP);
1705 }
1706
1707 static void mark_insn_zext(struct bpf_verifier_env *env,
1708                            struct bpf_reg_state *reg)
1709 {
1710         s32 def_idx = reg->subreg_def;
1711
1712         if (def_idx == DEF_NOT_SUBREG)
1713                 return;
1714
1715         env->insn_aux_data[def_idx - 1].zext_dst = true;
1716         /* The dst will be zero extended, so won't be sub-register anymore. */
1717         reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
1718 }
1719
1720 static int check_reg_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
1721                          enum reg_arg_type t)
1722 {
1723         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
1724         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
1725         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + env->insn_idx;
1726         struct bpf_reg_state *reg, *regs = state->regs;
1727         bool rw64;
1728
1729         if (regno >= MAX_BPF_REG) {
1730                 verbose(env, "R%d is invalid\n", regno);
1731                 return -EINVAL;
1732         }
1733
1734         reg = &regs[regno];
1735         rw64 = is_reg64(env, insn, regno, reg, t);
1736         if (t == SRC_OP) {
1737                 /* check whether register used as source operand can be read */
1738                 if (reg->type == NOT_INIT) {
1739                         verbose(env, "R%d !read_ok\n", regno);
1740                         return -EACCES;
1741                 }
1742                 /* We don't need to worry about FP liveness because it's read-only */
1743                 if (regno == BPF_REG_FP)
1744                         return 0;
1745
1746                 if (rw64)
1747                         mark_insn_zext(env, reg);
1748
1749                 return mark_reg_read(env, reg, reg->parent,
1750                                      rw64 ? REG_LIVE_READ64 : REG_LIVE_READ32);
1751         } else {
1752                 /* check whether register used as dest operand can be written to */
1753                 if (regno == BPF_REG_FP) {
1754                         verbose(env, "frame pointer is read only\n");
1755                         return -EACCES;
1756                 }
1757                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1758                 reg->subreg_def = rw64 ? DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
1759                 if (t == DST_OP)
1760                         mark_reg_unknown(env, regs, regno);
1761         }
1762         return 0;
1763 }
1764
1765 /* for any branch, call, exit record the history of jmps in the given state */
1766 static int push_jmp_history(struct bpf_verifier_env *env,
1767                             struct bpf_verifier_state *cur)
1768 {
1769         u32 cnt = cur->jmp_history_cnt;
1770         struct bpf_idx_pair *p;
1771
1772         cnt++;
1773         p = krealloc(cur->jmp_history, cnt * sizeof(*p), GFP_USER);
1774         if (!p)
1775                 return -ENOMEM;
1776         p[cnt - 1].idx = env->insn_idx;
1777         p[cnt - 1].prev_idx = env->prev_insn_idx;
1778         cur->jmp_history = p;
1779         cur->jmp_history_cnt = cnt;
1780         return 0;
1781 }
1782
1783 /* Backtrack one insn at a time. If idx is not at the top of recorded
1784  * history then previous instruction came from straight line execution.
1785  */
1786 static int get_prev_insn_idx(struct bpf_verifier_state *st, int i,
1787                              u32 *history)
1788 {
1789         u32 cnt = *history;
1790
1791         if (cnt && st->jmp_history[cnt - 1].idx == i) {
1792                 i = st->jmp_history[cnt - 1].prev_idx;
1793                 (*history)--;
1794         } else {
1795                 i--;
1796         }
1797         return i;
1798 }
1799
1800 /* For given verifier state backtrack_insn() is called from the last insn to
1801  * the first insn. Its purpose is to compute a bitmask of registers and
1802  * stack slots that needs precision in the parent verifier state.
1803  */
1804 static int backtrack_insn(struct bpf_verifier_env *env, int idx,
1805                           u32 *reg_mask, u64 *stack_mask)
1806 {
1807         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
1808                 .cb_print       = verbose,
1809                 .private_data   = env,
1810         };
1811         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + idx;
1812         u8 class = BPF_CLASS(insn->code);
1813         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
1814         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
1815         u32 dreg = 1u << insn->dst_reg;
1816         u32 sreg = 1u << insn->src_reg;
1817         u32 spi;
1818
1819         if (insn->code == 0)
1820                 return 0;
1821         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
1822                 verbose(env, "regs=%x stack=%llx before ", *reg_mask, *stack_mask);
1823                 verbose(env, "%d: ", idx);
1824                 print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
1825         }
1826
1827         if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
1828                 if (!(*reg_mask & dreg))
1829                         return 0;
1830                 if (opcode == BPF_MOV) {
1831                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
1832                                 /* dreg = sreg
1833                                  * dreg needs precision after this insn
1834                                  * sreg needs precision before this insn
1835                                  */
1836                                 *reg_mask &= ~dreg;
1837                                 *reg_mask |= sreg;
1838                         } else {
1839                                 /* dreg = K
1840                                  * dreg needs precision after this insn.
1841                                  * Corresponding register is already marked
1842                                  * as precise=true in this verifier state.
1843                                  * No further markings in parent are necessary
1844                                  */
1845                                 *reg_mask &= ~dreg;
1846                         }
1847                 } else {
1848                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
1849                                 /* dreg += sreg
1850                                  * both dreg and sreg need precision
1851                                  * before this insn
1852                                  */
1853                                 *reg_mask |= sreg;
1854                         } /* else dreg += K
1855                            * dreg still needs precision before this insn
1856                            */
1857                 }
1858         } else if (class == BPF_LDX) {
1859                 if (!(*reg_mask & dreg))
1860                         return 0;
1861                 *reg_mask &= ~dreg;
1862
1863                 /* scalars can only be spilled into stack w/o losing precision.
1864                  * Load from any other memory can be zero extended.
1865                  * The desire to keep that precision is already indicated
1866                  * by 'precise' mark in corresponding register of this state.
1867                  * No further tracking necessary.
1868                  */
1869                 if (insn->src_reg != BPF_REG_FP)
1870                         return 0;
1871                 if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW)
1872                         return 0;
1873
1874                 /* dreg = *(u64 *)[fp - off] was a fill from the stack.
1875                  * that [fp - off] slot contains scalar that needs to be
1876                  * tracked with precision
1877                  */
1878                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
1879                 if (spi >= 64) {
1880                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
1881                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
1882                         return -EFAULT;
1883                 }
1884                 *stack_mask |= 1ull << spi;
1885         } else if (class == BPF_STX || class == BPF_ST) {
1886                 if (*reg_mask & dreg)
1887                         /* stx & st shouldn't be using _scalar_ dst_reg
1888                          * to access memory. It means backtracking
1889                          * encountered a case of pointer subtraction.
1890                          */
1891                         return -ENOTSUPP;
1892                 /* scalars can only be spilled into stack */
1893                 if (insn->dst_reg != BPF_REG_FP)
1894                         return 0;
1895                 if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW)
1896                         return 0;
1897                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
1898                 if (spi >= 64) {
1899                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
1900                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
1901                         return -EFAULT;
1902                 }
1903                 if (!(*stack_mask & (1ull << spi)))
1904                         return 0;
1905                 *stack_mask &= ~(1ull << spi);
1906                 if (class == BPF_STX)
1907                         *reg_mask |= sreg;
1908         } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
1909                 if (opcode == BPF_CALL) {
1910                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
1911                                 return -ENOTSUPP;
1912                         /* regular helper call sets R0 */
1913                         *reg_mask &= ~1;
1914                         if (*reg_mask & 0x3f) {
1915                                 /* if backtracing was looking for registers R1-R5
1916                                  * they should have been found already.
1917                                  */
1918                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", *reg_mask);
1919                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
1920                                 return -EFAULT;
1921                         }
1922                 } else if (opcode == BPF_EXIT) {
1923                         return -ENOTSUPP;
1924                 }
1925         } else if (class == BPF_LD) {
1926                 if (!(*reg_mask & dreg))
1927                         return 0;
1928                 *reg_mask &= ~dreg;
1929                 /* It's ld_imm64 or ld_abs or ld_ind.
1930                  * For ld_imm64 no further tracking of precision
1931                  * into parent is necessary
1932                  */
1933                 if (mode == BPF_IND || mode == BPF_ABS)
1934                         /* to be analyzed */
1935                         return -ENOTSUPP;
1936         }
1937         return 0;
1938 }
1939
1940 /* the scalar precision tracking algorithm:
1941  * . at the start all registers have precise=false.
1942  * . scalar ranges are tracked as normal through alu and jmp insns.
1943  * . once precise value of the scalar register is used in:
1944  *   .  ptr + scalar alu
1945  *   . if (scalar cond K|scalar)
1946  *   .  helper_call(.., scalar, ...) where ARG_CONST is expected
1947  *   backtrack through the verifier states and mark all registers and
1948  *   stack slots with spilled constants that these scalar regisers
1949  *   should be precise.
1950  * . during state pruning two registers (or spilled stack slots)
1951  *   are equivalent if both are not precise.
1952  *
1953  * Note the verifier cannot simply walk register parentage chain,
1954  * since many different registers and stack slots could have been
1955  * used to compute single precise scalar.
1956  *
1957  * The approach of starting with precise=true for all registers and then
1958  * backtrack to mark a register as not precise when the verifier detects
1959  * that program doesn't care about specific value (e.g., when helper
1960  * takes register as ARG_ANYTHING parameter) is not safe.
1961  *
1962  * It's ok to walk single parentage chain of the verifier states.
1963  * It's possible that this backtracking will go all the way till 1st insn.
1964  * All other branches will be explored for needing precision later.
1965  *
1966  * The backtracking needs to deal with cases like:
1967  *   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)
1968  * r9 -= r8
1969  * r5 = r9
1970  * if r5 > 0x79f goto pc+7
1971  *    R5_w=inv(id=0,umax_value=1951,var_off=(0x0; 0x7ff))
1972  * r5 += 1
1973  * ...
1974  * call bpf_perf_event_output#25
1975  *   where .arg5_type = ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO
1976  *
1977  * and this case:
1978  * r6 = 1
1979  * call foo // uses callee's r6 inside to compute r0
1980  * r0 += r6
1981  * if r0 == 0 goto
1982  *
1983  * to track above reg_mask/stack_mask needs to be independent for each frame.
1984  *
1985  * Also if parent's curframe > frame where backtracking started,
1986  * the verifier need to mark registers in both frames, otherwise callees
1987  * may incorrectly prune callers. This is similar to
1988  * commit 7640ead93924 ("bpf: verifier: make sure callees don't prune with caller differences")
1989  *
1990  * For now backtracking falls back into conservative marking.
1991  */
1992 static void mark_all_scalars_precise(struct bpf_verifier_env *env,
1993                                      struct bpf_verifier_state *st)
1994 {
1995         struct bpf_func_state *func;
1996         struct bpf_reg_state *reg;
1997         int i, j;
1998
1999         /* big hammer: mark all scalars precise in this path.
2000          * pop_stack may still get !precise scalars.
2001          */
2002         for (; st; st = st->parent)
2003                 for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
2004                         func = st->frame[i];
2005                         for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
2006                                 reg = &func->regs[j];
2007                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE)
2008                                         continue;
2009                                 reg->precise = true;
2010                         }
2011                         for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
2012                                 if (func->stack[j].slot_type[0] != STACK_SPILL)
2013                                         continue;
2014                                 reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
2015                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE)
2016                                         continue;
2017                                 reg->precise = true;
2018                         }
2019                 }
2020 }
2021
2022 static int __mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
2023                                   int spi)
2024 {
2025         struct bpf_verifier_state *st = env->cur_state;
2026         int first_idx = st->first_insn_idx;
2027         int last_idx = env->insn_idx;
2028         struct bpf_func_state *func;
2029         struct bpf_reg_state *reg;
2030         u32 reg_mask = regno >= 0 ? 1u << regno : 0;
2031         u64 stack_mask = spi >= 0 ? 1ull << spi : 0;
2032         bool skip_first = true;
2033         bool new_marks = false;
2034         int i, err;
2035
2036         if (!env->bpf_capable)
2037                 return 0;
2038
2039         func = st->frame[st->curframe];
2040         if (regno >= 0) {
2041                 reg = &func->regs[regno];
2042                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2043                         WARN_ONCE(1, "backtracing misuse");
2044                         return -EFAULT;
2045                 }
2046                 if (!reg->precise)
2047                         new_marks = true;
2048                 else
2049                         reg_mask = 0;
2050                 reg->precise = true;
2051         }
2052
2053         while (spi >= 0) {
2054                 if (func->stack[spi].slot_type[0] != STACK_SPILL) {
2055                         stack_mask = 0;
2056                         break;
2057                 }
2058                 reg = &func->stack[spi].spilled_ptr;
2059                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2060                         stack_mask = 0;
2061                         break;
2062                 }
2063                 if (!reg->precise)
2064                         new_marks = true;
2065                 else
2066                         stack_mask = 0;
2067                 reg->precise = true;
2068                 break;
2069         }
2070
2071         if (!new_marks)
2072                 return 0;
2073         if (!reg_mask && !stack_mask)
2074                 return 0;
2075         for (;;) {
2076                 DECLARE_BITMAP(mask, 64);
2077                 u32 history = st->jmp_history_cnt;
2078
2079                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
2080                         verbose(env, "last_idx %d first_idx %d\n", last_idx, first_idx);
2081                 for (i = last_idx;;) {
2082                         if (skip_first) {
2083                                 err = 0;
2084                                 skip_first = false;
2085                         } else {
2086                                 err = backtrack_insn(env, i, &reg_mask, &stack_mask);
2087                         }
2088                         if (err == -ENOTSUPP) {
2089                                 mark_all_scalars_precise(env, st);
2090                                 return 0;
2091                         } else if (err) {
2092                                 return err;
2093                         }
2094                         if (!reg_mask && !stack_mask)
2095                                 /* Found assignment(s) into tracked register in this state.
2096                                  * Since this state is already marked, just return.
2097                                  * Nothing to be tracked further in the parent state.
2098                                  */
2099                                 return 0;
2100                         if (i == first_idx)
2101                                 break;
2102                         i = get_prev_insn_idx(st, i, &history);
2103                         if (i >= env->prog->len) {
2104                                 /* This can happen if backtracking reached insn 0
2105                                  * and there are still reg_mask or stack_mask
2106                                  * to backtrack.
2107                                  * It means the backtracking missed the spot where
2108                                  * particular register was initialized with a constant.
2109                                  */
2110                                 verbose(env, "BUG backtracking idx %d\n", i);
2111                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
2112                                 return -EFAULT;
2113                         }
2114                 }
2115                 st = st->parent;
2116                 if (!st)
2117                         break;
2118
2119                 new_marks = false;
2120                 func = st->frame[st->curframe];
2121                 bitmap_from_u64(mask, reg_mask);
2122                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
2123                         reg = &func->regs[i];
2124                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2125                                 reg_mask &= ~(1u << i);
2126                                 continue;
2127                         }
2128                         if (!reg->precise)
2129                                 new_marks = true;
2130                         reg->precise = true;
2131                 }
2132
2133                 bitmap_from_u64(mask, stack_mask);
2134                 for_each_set_bit(i, mask, 64) {
2135                         if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE) {
2136                                 /* the sequence of instructions:
2137                                  * 2: (bf) r3 = r10
2138                                  * 3: (7b) *(u64 *)(r3 -8) = r0
2139                                  * 4: (79) r4 = *(u64 *)(r10 -8)
2140                                  * doesn't contain jmps. It's backtracked
2141                                  * as a single block.
2142                                  * During backtracking insn 3 is not recognized as
2143                                  * stack access, so at the end of backtracking
2144                                  * stack slot fp-8 is still marked in stack_mask.
2145                                  * However the parent state may not have accessed
2146                                  * fp-8 and it's "unallocated" stack space.
2147                                  * In such case fallback to conservative.
2148                                  */
2149                                 mark_all_scalars_precise(env, st);
2150                                 return 0;
2151                         }
2152
2153                         if (func->stack[i].slot_type[0] != STACK_SPILL) {
2154                                 stack_mask &= ~(1ull << i);
2155                                 continue;
2156                         }
2157                         reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
2158                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2159                                 stack_mask &= ~(1ull << i);
2160                                 continue;
2161                         }
2162                         if (!reg->precise)
2163                                 new_marks = true;
2164                         reg->precise = true;
2165                 }
2166                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
2167                         print_verifier_state(env, func);
2168                         verbose(env, "parent %s regs=%x stack=%llx marks\n",
2169                                 new_marks ? "didn't have" : "already had",
2170                                 reg_mask, stack_mask);
2171                 }
2172
2173                 if (!reg_mask && !stack_mask)
2174                         break;
2175                 if (!new_marks)
2176                         break;
2177
2178                 last_idx = st->last_insn_idx;
2179                 first_idx = st->first_insn_idx;
2180         }
2181         return 0;
2182 }
2183
2184 static int mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2185 {
2186         return __mark_chain_precision(env, regno, -1);
2187 }
2188
2189 static int mark_chain_precision_stack(struct bpf_verifier_env *env, int spi)
2190 {
2191         return __mark_chain_precision(env, -1, spi);
2192 }
2193
2194 static bool is_spillable_regtype(enum bpf_reg_type type)
2195 {
2196         switch (type) {
2197         case PTR_TO_MAP_VALUE:
2198         case PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL:
2199         case PTR_TO_STACK:
2200         case PTR_TO_CTX:
2201         case PTR_TO_PACKET:
2202         case PTR_TO_PACKET_META:
2203         case PTR_TO_PACKET_END:
2204         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
2205         case CONST_PTR_TO_MAP:
2206         case PTR_TO_SOCKET:
2207         case PTR_TO_SOCKET_OR_NULL:
2208         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
2209         case PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL:
2210         case PTR_TO_TCP_SOCK:
2211         case PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL:
2212         case PTR_TO_XDP_SOCK:
2213         case PTR_TO_BTF_ID:
2214         case PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL:
2215         case PTR_TO_RDONLY_BUF:
2216         case PTR_TO_RDONLY_BUF_OR_NULL:
2217         case PTR_TO_RDWR_BUF:
2218         case PTR_TO_RDWR_BUF_OR_NULL:
2219         case PTR_TO_PERCPU_BTF_ID:
2220         case PTR_TO_MEM:
2221         case PTR_TO_MEM_OR_NULL:
2222                 return true;
2223         default:
2224                 return false;
2225         }
2226 }
2227
2228 /* Does this register contain a constant zero? */
2229 static bool register_is_null(struct bpf_reg_state *reg)
2230 {
2231         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
2232 }
2233
2234 static bool register_is_const(struct bpf_reg_state *reg)
2235 {
2236         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off);
2237 }
2238
2239 static bool __is_scalar_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2240 {
2241         return tnum_is_unknown(reg->var_off) &&
2242                reg->smin_value == S64_MIN && reg->smax_value == S64_MAX &&
2243                reg->umin_value == 0 && reg->umax_value == U64_MAX &&
2244                reg->s32_min_value == S32_MIN && reg->s32_max_value == S32_MAX &&
2245                reg->u32_min_value == 0 && reg->u32_max_value == U32_MAX;
2246 }
2247
2248 static bool register_is_bounded(struct bpf_reg_state *reg)
2249 {
2250         return reg->type == SCALAR_VALUE && !__is_scalar_unbounded(reg);
2251 }
2252
2253 static bool __is_pointer_value(bool allow_ptr_leaks,
2254                                const struct bpf_reg_state *reg)
2255 {
2256         if (allow_ptr_leaks)
2257                 return false;
2258
2259         return reg->type != SCALAR_VALUE;
2260 }
2261
2262 static void save_register_state(struct bpf_func_state *state,
2263                                 int spi, struct bpf_reg_state *reg)
2264 {
2265         int i;
2266
2267         state->stack[spi].spilled_ptr = *reg;
2268         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2269
2270         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
2271                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_SPILL;
2272 }
2273
2274 /* check_stack_read/write functions track spill/fill of registers,
2275  * stack boundary and alignment are checked in check_mem_access()
2276  */
2277 static int check_stack_write(struct bpf_verifier_env *env,
2278                              struct bpf_func_state *state, /* func where register points to */
2279                              int off, int size, int value_regno, int insn_idx)
2280 {
2281         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
2282         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE, err;
2283         u32 dst_reg = env->prog->insnsi[insn_idx].dst_reg;
2284         struct bpf_reg_state *reg = NULL;
2285
2286         err = realloc_func_state(state, round_up(slot + 1, BPF_REG_SIZE),
2287                                  state->acquired_refs, true);
2288         if (err)
2289                 return err;
2290         /* caller checked that off % size == 0 and -MAX_BPF_STACK <= off < 0,
2291          * so it's aligned access and [off, off + size) are within stack limits
2292          */
2293         if (!env->allow_ptr_leaks &&
2294             state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
2295             size != BPF_REG_SIZE) {
2296                 verbose(env, "attempt to corrupt spilled pointer on stack\n");
2297                 return -EACCES;
2298         }
2299
2300         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
2301         if (value_regno >= 0)
2302                 reg = &cur->regs[value_regno];
2303
2304         if (reg && size == BPF_REG_SIZE && register_is_bounded(reg) &&
2305             !register_is_null(reg) && env->bpf_capable) {
2306                 if (dst_reg != BPF_REG_FP) {
2307                         /* The backtracking logic can only recognize explicit
2308                          * stack slot address like [fp - 8]. Other spill of
2309                          * scalar via different register has to be conervative.
2310                          * Backtrack from here and mark all registers as precise
2311                          * that contributed into 'reg' being a constant.
2312                          */
2313                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
2314                         if (err)
2315                                 return err;
2316                 }
2317                 save_register_state(state, spi, reg);
2318         } else if (reg && is_spillable_regtype(reg->type)) {
2319                 /* register containing pointer is being spilled into stack */
2320                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
2321                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
2322                         verbose(env, "invalid size of register spill\n");
2323                         return -EACCES;
2324                 }
2325
2326                 if (state != cur && reg->type == PTR_TO_STACK) {
2327                         verbose(env, "cannot spill pointers to stack into stack frame of the caller\n");
2328                         return -EINVAL;
2329                 }
2330
2331                 if (!env->bypass_spec_v4) {
2332                         bool sanitize = false;
2333
2334                         if (state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
2335                             register_is_const(&state->stack[spi].spilled_ptr))
2336                                 sanitize = true;
2337                         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
2338                                 if (state->stack[spi].slot_type[i] == STACK_MISC) {
2339                                         sanitize = true;
2340                                         break;
2341                                 }
2342                         if (sanitize) {
2343                                 int *poff = &env->insn_aux_data[insn_idx].sanitize_stack_off;
2344                                 int soff = (-spi - 1) * BPF_REG_SIZE;
2345
2346                                 /* detected reuse of integer stack slot with a pointer
2347                                  * which means either llvm is reusing stack slot or
2348                                  * an attacker is trying to exploit CVE-2018-3639
2349                                  * (speculative store bypass)
2350                                  * Have to sanitize that slot with preemptive
2351                                  * store of zero.
2352                                  */
2353                                 if (*poff && *poff != soff) {
2354                                         /* disallow programs where single insn stores
2355                                          * into two different stack slots, since verifier
2356                                          * cannot sanitize them
2357                                          */
2358                                         verbose(env,
2359                                                 "insn %d cannot access two stack slots fp%d and fp%d",
2360                                                 insn_idx, *poff, soff);
2361                                         return -EINVAL;
2362                                 }
2363                                 *poff = soff;
2364                         }
2365                 }
2366                 save_register_state(state, spi, reg);
2367         } else {
2368                 u8 type = STACK_MISC;
2369
2370                 /* regular write of data into stack destroys any spilled ptr */
2371                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
2372                 /* Mark slots as STACK_MISC if they belonged to spilled ptr. */
2373                 if (state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL)
2374                         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
2375                                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_MISC;
2376
2377                 /* only mark the slot as written if all 8 bytes were written
2378                  * otherwise read propagation may incorrectly stop too soon
2379                  * when stack slots are partially written.
2380                  * This heuristic means that read propagation will be
2381                  * conservative, since it will add reg_live_read marks
2382                  * to stack slots all the way to first state when programs
2383                  * writes+reads less than 8 bytes
2384                  */
2385                 if (size == BPF_REG_SIZE)
2386                         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2387
2388                 /* when we zero initialize stack slots mark them as such */
2389                 if (reg && register_is_null(reg)) {
2390                         /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
2391                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
2392                         if (err)
2393                                 return err;
2394                         type = STACK_ZERO;
2395                 }
2396
2397                 /* Mark slots affected by this stack write. */
2398                 for (i = 0; i < size; i++)
2399                         state->stack[spi].slot_type[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] =
2400                                 type;
2401         }
2402         return 0;
2403 }
2404
2405 static int check_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
2406                             struct bpf_func_state *reg_state /* func where register points to */,
2407                             int off, int size, int value_regno)
2408 {
2409         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
2410         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
2411         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE;
2412         struct bpf_reg_state *reg;
2413         u8 *stype;
2414
2415         if (reg_state->allocated_stack <= slot) {
2416                 verbose(env, "invalid read from stack off %d+0 size %d\n",
2417                         off, size);
2418                 return -EACCES;
2419         }
2420         stype = reg_state->stack[spi].slot_type;
2421         reg = &reg_state->stack[spi].spilled_ptr;
2422
2423         if (stype[0] == STACK_SPILL) {
2424                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
2425                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2426                                 verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
2427                                 verbose(env, "invalid size of register fill\n");
2428                                 return -EACCES;
2429                         }
2430                         if (value_regno >= 0) {
2431                                 mark_reg_unknown(env, state->regs, value_regno);
2432                                 state->regs[value_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2433                         }
2434                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
2435                         return 0;
2436                 }
2437                 for (i = 1; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
2438                         if (stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] != STACK_SPILL) {
2439                                 verbose(env, "corrupted spill memory\n");
2440                                 return -EACCES;
2441                         }
2442                 }
2443
2444                 if (value_regno >= 0) {
2445                         /* restore register state from stack */
2446                         state->regs[value_regno] = *reg;
2447                         /* mark reg as written since spilled pointer state likely
2448                          * has its liveness marks cleared by is_state_visited()
2449                          * which resets stack/reg liveness for state transitions
2450                          */
2451                         state->regs[value_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2452                 } else if (__is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg)) {
2453                         /* If value_regno==-1, the caller is asking us whether
2454                          * it is acceptable to use this value as a SCALAR_VALUE
2455                          * (e.g. for XADD).
2456                          * We must not allow unprivileged callers to do that
2457                          * with spilled pointers.
2458                          */
2459                         verbose(env, "leaking pointer from stack off %d\n",
2460                                 off);
2461                         return -EACCES;
2462                 }
2463                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
2464         } else {
2465                 int zeros = 0;
2466
2467                 for (i = 0; i < size; i++) {
2468                         if (stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC)
2469                                 continue;
2470                         if (stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] == STACK_ZERO) {
2471                                 zeros++;
2472                                 continue;
2473                         }
2474                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
2475                                 off, i, size);
2476                         return -EACCES;
2477                 }
2478                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
2479                 if (value_regno >= 0) {
2480                         if (zeros == size) {
2481                                 /* any size read into register is zero extended,
2482                                  * so the whole register == const_zero
2483                                  */
2484                                 __mark_reg_const_zero(&state->regs[value_regno]);
2485                                 /* backtracking doesn't support STACK_ZERO yet,
2486                                  * so mark it precise here, so that later
2487                                  * backtracking can stop here.
2488                                  * Backtracking may not need this if this register
2489                                  * doesn't participate in pointer adjustment.
2490                                  * Forward propagation of precise flag is not
2491                                  * necessary either. This mark is only to stop
2492                                  * backtracking. Any register that contributed
2493                                  * to const 0 was marked precise before spill.
2494                                  */
2495                                 state->regs[value_regno].precise = true;
2496                         } else {
2497                                 /* have read misc data from the stack */
2498                                 mark_reg_unknown(env, state->regs, value_regno);
2499                         }
2500                         state->regs[value_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2501                 }
2502         }
2503         return 0;
2504 }
2505
2506 static int check_stack_access(struct bpf_verifier_env *env,
2507                               const struct bpf_reg_state *reg,
2508                               int off, int size)
2509 {
2510         /* Stack accesses must be at a fixed offset, so that we
2511          * can determine what type of data were returned. See
2512          * check_stack_read().
2513          */
2514         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
2515                 char tn_buf[48];
2516
2517                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
2518                 verbose(env, "variable stack access var_off=%s off=%d size=%d\n",
2519                         tn_buf, off, size);
2520                 return -EACCES;
2521         }
2522
2523         if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK) {
2524                 verbose(env, "invalid stack off=%d size=%d\n", off, size);
2525                 return -EACCES;
2526         }
2527
2528         return 0;
2529 }
2530
2531 static int check_map_access_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
2532                                  int off, int size, enum bpf_access_type type)
2533 {
2534         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
2535         struct bpf_map *map = regs[regno].map_ptr;
2536         u32 cap = bpf_map_flags_to_cap(map);
2537
2538         if (type == BPF_WRITE && !(cap & BPF_MAP_CAN_WRITE)) {
2539                 verbose(env, "write into map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
2540                         map->value_size, off, size);
2541                 return -EACCES;
2542         }
2543
2544         if (type == BPF_READ && !(cap & BPF_MAP_CAN_READ)) {
2545                 verbose(env, "read from map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
2546                         map->value_size, off, size);
2547                 return -EACCES;
2548         }
2549
2550         return 0;
2551 }
2552
2553 /* check read/write into memory region (e.g., map value, ringbuf sample, etc) */
2554 static int __check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
2555                               int off, int size, u32 mem_size,
2556                               bool zero_size_allowed)
2557 {
2558         bool size_ok = size > 0 || (size == 0 && zero_size_allowed);
2559         struct bpf_reg_state *reg;
2560
2561         if (off >= 0 && size_ok && (u64)off + size <= mem_size)
2562                 return 0;
2563
2564         reg = &cur_regs(env)[regno];
2565         switch (reg->type) {
2566         case PTR_TO_MAP_VALUE:
2567                 verbose(env, "invalid access to map value, value_size=%d off=%d size=%d\n",
2568                         mem_size, off, size);
2569                 break;
2570         case PTR_TO_PACKET:
2571         case PTR_TO_PACKET_META:
2572         case PTR_TO_PACKET_END:
2573                 verbose(env, "invalid access to packet, off=%d size=%d, R%d(id=%d,off=%d,r=%d)\n",
2574                         off, size, regno, reg->id, off, mem_size);
2575                 break;
2576         case PTR_TO_MEM:
2577         default:
2578                 verbose(env, "invalid access to memory, mem_size=%u off=%d size=%d\n",
2579                         mem_size, off, size);
2580         }
2581
2582         return -EACCES;
2583 }
2584
2585 /* check read/write into a memory region with possible variable offset */
2586 static int check_mem_region_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
2587                                    int off, int size, u32 mem_size,
2588                                    bool zero_size_allowed)
2589 {
2590         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
2591         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
2592         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
2593         int err;
2594
2595         /* We may have adjusted the register pointing to memory region, so we
2596          * need to try adding each of min_value and max_value to off
2597          * to make sure our theoretical access will be safe.
2598          */
2599         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
2600                 print_verifier_state(env, state);
2601
2602         /* The minimum value is only important with signed
2603          * comparisons where we can't assume the floor of a
2604          * value is 0.  If we are using signed variables for our
2605          * index'es we need to make sure that whatever we use
2606          * will have a set floor within our range.
2607          */
2608         if (reg->smin_value < 0 &&
2609             (reg->smin_value == S64_MIN ||
2610              (off + reg->smin_value != (s64)(s32)(off + reg->smin_value)) ||
2611               reg->smin_value + off < 0)) {
2612                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
2613                         regno);
2614                 return -EACCES;
2615         }
2616         err = __check_mem_access(env, regno, reg->smin_value + off, size,
2617                                  mem_size, zero_size_allowed);
2618         if (err) {
2619                 verbose(env, "R%d min value is outside of the allowed memory range\n",
2620                         regno);
2621                 return err;
2622         }
2623
2624         /* If we haven't set a max value then we need to bail since we can't be
2625          * sure we won't do bad things.
2626          * If reg->umax_value + off could overflow, treat that as unbounded too.
2627          */
2628         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
2629                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, make sure to bounds check any such access\n",
2630                         regno);
2631                 return -EACCES;
2632         }
2633         err = __check_mem_access(env, regno, reg->umax_value + off, size,
2634                                  mem_size, zero_size_allowed);
2635         if (err) {
2636                 verbose(env, "R%d max value is outside of the allowed memory range\n",
2637                         regno);
2638                 return err;
2639         }
2640
2641         return 0;
2642 }
2643
2644 /* check read/write into a map element with possible variable offset */
2645 static int check_map_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
2646                             int off, int size, bool zero_size_allowed)
2647 {
2648         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
2649         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
2650         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
2651         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
2652         int err;
2653
2654         err = check_mem_region_access(env, regno, off, size, map->value_size,
2655                                       zero_size_allowed);
2656         if (err)
2657                 return err;
2658
2659         if (map_value_has_spin_lock(map)) {
2660                 u32 lock = map->spin_lock_off;
2661
2662                 /* if any part of struct bpf_spin_lock can be touched by
2663                  * load/store reject this program.
2664                  * To check that [x1, x2) overlaps with [y1, y2)
2665                  * it is sufficient to check x1 < y2 && y1 < x2.
2666                  */
2667                 if (reg->smin_value + off < lock + sizeof(struct bpf_spin_lock) &&
2668                      lock < reg->umax_value + off + size) {
2669                         verbose(env, "bpf_spin_lock cannot be accessed directly by load/store\n");
2670                         return -EACCES;
2671                 }
2672         }
2673         return err;
2674 }
2675
2676 #define MAX_PACKET_OFF 0xffff
2677
2678 static enum bpf_prog_type resolve_prog_type(struct bpf_prog *prog)
2679 {
2680         return prog->aux->dst_prog ? prog->aux->dst_prog->type : prog->type;
2681 }
2682
2683 static bool may_access_direct_pkt_data(struct bpf_verifier_env *env,
2684                                        const struct bpf_call_arg_meta *meta,
2685                                        enum bpf_access_type t)
2686 {
2687         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
2688
2689         switch (prog_type) {
2690         /* Program types only with direct read access go here! */
2691         case BPF_PROG_TYPE_LWT_IN:
2692         case BPF_PROG_TYPE_LWT_OUT:
2693         case BPF_PROG_TYPE_LWT_SEG6LOCAL:
2694         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
2695         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
2696         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
2697                 if (t == BPF_WRITE)
2698                         return false;
2699                 fallthrough;
2700
2701         /* Program types with direct read + write access go here! */
2702         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
2703         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
2704         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
2705         case BPF_PROG_TYPE_LWT_XMIT:
2706         case BPF_PROG_TYPE_SK_SKB:
2707         case BPF_PROG_TYPE_SK_MSG:
2708                 if (meta)
2709                         return meta->pkt_access;
2710
2711                 env->seen_direct_write = true;
2712                 return true;
2713
2714         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
2715                 if (t == BPF_WRITE)
2716                         env->seen_direct_write = true;
2717
2718                 return true;
2719
2720         default:
2721                 return false;
2722         }
2723 }
2724
2725 static int check_packet_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno, int off,
2726                                int size, bool zero_size_allowed)
2727 {
2728         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
2729         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
2730         int err;
2731
2732         /* We may have added a variable offset to the packet pointer; but any
2733          * reg->range we have comes after that.  We are only checking the fixed
2734          * offset.
2735          */
2736
2737         /* We don't allow negative numbers, because we aren't tracking enough
2738          * detail to prove they're safe.
2739          */
2740         if (reg->smin_value < 0) {
2741                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
2742                         regno);
2743                 return -EACCES;
2744         }
2745
2746         err = reg->range < 0 ? -EINVAL :
2747               __check_mem_access(env, regno, off, size, reg->range,
2748                                  zero_size_allowed);
2749         if (err) {
2750                 verbose(env, "R%d offset is outside of the packet\n", regno);
2751                 return err;
2752         }
2753
2754         /* __check_mem_access has made sure "off + size - 1" is within u16.
2755          * reg->umax_value can't be bigger than MAX_PACKET_OFF which is 0xffff,
2756          * otherwise find_good_pkt_pointers would have refused to set range info
2757          * that __check_mem_access would have rejected this pkt access.
2758          * Therefore, "off + reg->umax_value + size - 1" won't overflow u32.
2759          */
2760         env->prog->aux->max_pkt_offset =
2761                 max_t(u32, env->prog->aux->max_pkt_offset,
2762                       off + reg->umax_value + size - 1);
2763
2764         return err;
2765 }
2766
2767 /* check access to 'struct bpf_context' fields.  Supports fixed offsets only */
2768 static int check_ctx_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, int off, int size,
2769                             enum bpf_access_type t, enum bpf_reg_type *reg_type,
2770                             struct btf **btf, u32 *btf_id)
2771 {
2772         struct bpf_insn_access_aux info = {
2773                 .reg_type = *reg_type,
2774                 .log = &env->log,
2775         };
2776
2777         if (env->ops->is_valid_access &&
2778             env->ops->is_valid_access(off, size, t, env->prog, &info)) {
2779                 /* A non zero info.ctx_field_size indicates that this field is a
2780                  * candidate for later verifier transformation to load the whole
2781                  * field and then apply a mask when accessed with a narrower
2782                  * access than actual ctx access size. A zero info.ctx_field_size
2783                  * will only allow for whole field access and rejects any other
2784                  * type of narrower access.
2785                  */
2786                 *reg_type = info.reg_type;
2787
2788                 if (*reg_type == PTR_TO_BTF_ID || *reg_type == PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL) {
2789                         *btf = info.btf;
2790                         *btf_id = info.btf_id;
2791                 } else {
2792                         env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size = info.ctx_field_size;
2793                 }
2794                 /* remember the offset of last byte accessed in ctx */
2795                 if (env->prog->aux->max_ctx_offset < off + size)
2796                         env->prog->aux->max_ctx_offset = off + size;
2797                 return 0;
2798         }
2799
2800         verbose(env, "invalid bpf_context access off=%d size=%d\n", off, size);
2801         return -EACCES;
2802 }
2803
2804 static int check_flow_keys_access(struct bpf_verifier_env *env, int off,
2805                                   int size)
2806 {
2807         if (size < 0 || off < 0 ||
2808             (u64)off + size > sizeof(struct bpf_flow_keys)) {
2809                 verbose(env, "invalid access to flow keys off=%d size=%d\n",
2810                         off, size);
2811                 return -EACCES;
2812         }
2813         return 0;
2814 }
2815
2816 static int check_sock_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
2817                              u32 regno, int off, int size,
2818                              enum bpf_access_type t)
2819 {
2820         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
2821         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
2822         struct bpf_insn_access_aux info = {};
2823         bool valid;
2824
2825         if (reg->smin_value < 0) {
2826                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
2827                         regno);
2828                 return -EACCES;
2829         }
2830
2831         switch (reg->type) {
2832         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
2833                 valid = bpf_sock_common_is_valid_access(off, size, t, &info);
2834                 break;
2835         case PTR_TO_SOCKET:
2836                 valid = bpf_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
2837                 break;
2838         case PTR_TO_TCP_SOCK:
2839                 valid = bpf_tcp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
2840                 break;
2841         case PTR_TO_XDP_SOCK:
2842                 valid = bpf_xdp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
2843                 break;
2844         default:
2845                 valid = false;
2846         }
2847
2848
2849         if (valid) {
2850                 env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size =
2851                         info.ctx_field_size;
2852                 return 0;
2853         }
2854
2855         verbose(env, "R%d invalid %s access off=%d size=%d\n",
2856                 regno, reg_type_str[reg->type], off, size);
2857
2858         return -EACCES;
2859 }
2860
2861 static struct bpf_reg_state *reg_state(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2862 {
2863         return cur_regs(env) + regno;
2864 }
2865
2866 static bool is_pointer_value(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2867 {
2868         return __is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg_state(env, regno));
2869 }
2870
2871 static bool is_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2872 {
2873         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
2874
2875         return reg->type == PTR_TO_CTX;
2876 }
2877
2878 static bool is_sk_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2879 {
2880         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
2881
2882         return type_is_sk_pointer(reg->type);
2883 }
2884
2885 static bool is_pkt_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2886 {
2887         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
2888
2889         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
2890 }
2891
2892 static bool is_flow_key_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2893 {
2894         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
2895
2896         /* Separate to is_ctx_reg() since we still want to allow BPF_ST here. */
2897         return reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS;
2898 }
2899
2900 static int check_pkt_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
2901                                    const struct bpf_reg_state *reg,
2902                                    int off, int size, bool strict)
2903 {
2904         struct tnum reg_off;
2905         int ip_align;
2906
2907         /* Byte size accesses are always allowed. */
2908         if (!strict || size == 1)
2909                 return 0;
2910
2911         /* For platforms that do not have a Kconfig enabling
2912          * CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS the value of
2913          * NET_IP_ALIGN is universally set to '2'.  And on platforms
2914          * that do set CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS, we get
2915          * to this code only in strict mode where we want to emulate
2916          * the NET_IP_ALIGN==2 checking.  Therefore use an
2917          * unconditional IP align value of '2'.
2918          */
2919         ip_align = 2;
2920
2921         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(ip_align + reg->off + off));
2922         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
2923                 char tn_buf[48];
2924
2925                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
2926                 verbose(env,
2927                         "misaligned packet access off %d+%s+%d+%d size %d\n",
2928                         ip_align, tn_buf, reg->off, off, size);
2929                 return -EACCES;
2930         }
2931
2932         return 0;
2933 }
2934
2935 static int check_generic_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
2936                                        const struct bpf_reg_state *reg,
2937                                        const char *pointer_desc,
2938                                        int off, int size, bool strict)
2939 {
2940         struct tnum reg_off;
2941
2942         /* Byte size accesses are always allowed. */
2943         if (!strict || size == 1)
2944                 return 0;
2945
2946         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(reg->off + off));
2947         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
2948                 char tn_buf[48];
2949
2950                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
2951                 verbose(env, "misaligned %saccess off %s+%d+%d size %d\n",
2952                         pointer_desc, tn_buf, reg->off, off, size);
2953                 return -EACCES;
2954         }
2955
2956         return 0;
2957 }
2958
2959 static int check_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
2960                                const struct bpf_reg_state *reg, int off,
2961                                int size, bool strict_alignment_once)
2962 {
2963         bool strict = env->strict_alignment || strict_alignment_once;
2964         const char *pointer_desc = "";
2965
2966         switch (reg->type) {
2967         case PTR_TO_PACKET:
2968         case PTR_TO_PACKET_META:
2969                 /* Special case, because of NET_IP_ALIGN. Given metadata sits
2970                  * right in front, treat it the very same way.
2971                  */
2972                 return check_pkt_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict);
2973         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
2974                 pointer_desc = "flow keys ";
2975                 break;
2976         case PTR_TO_MAP_VALUE:
2977                 pointer_desc = "value ";
2978                 break;
2979         case PTR_TO_CTX:
2980                 pointer_desc = "context ";
2981                 break;
2982         case PTR_TO_STACK:
2983                 pointer_desc = "stack ";
2984                 /* The stack spill tracking logic in check_stack_write()
2985                  * and check_stack_read() relies on stack accesses being
2986                  * aligned.
2987                  */
2988                 strict = true;
2989                 break;
2990         case PTR_TO_SOCKET:
2991                 pointer_desc = "sock ";
2992                 break;
2993         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
2994                 pointer_desc = "sock_common ";
2995                 break;
2996         case PTR_TO_TCP_SOCK:
2997                 pointer_desc = "tcp_sock ";
2998                 break;
2999         case PTR_TO_XDP_SOCK:
3000                 pointer_desc = "xdp_sock ";
3001                 break;
3002         default:
3003                 break;
3004         }
3005         return check_generic_ptr_alignment(env, reg, pointer_desc, off, size,
3006                                            strict);
3007 }
3008
3009 static int update_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
3010                               const struct bpf_func_state *func,
3011                               int off)
3012 {
3013         u16 stack = env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth;
3014
3015         if (stack >= -off)
3016                 return 0;
3017
3018         /* update known max for given subprogram */
3019         env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth = -off;
3020         return 0;
3021 }
3022
3023 /* starting from main bpf function walk all instructions of the function
3024  * and recursively walk all callees that given function can call.
3025  * Ignore jump and exit insns.
3026  * Since recursion is prevented by check_cfg() this algorithm
3027  * only needs a local stack of MAX_CALL_FRAMES to remember callsites
3028  */
3029 static int check_max_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env)
3030 {
3031         int depth = 0, frame = 0, idx = 0, i = 0, subprog_end;
3032         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
3033         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
3034         bool tail_call_reachable = false;
3035         int ret_insn[MAX_CALL_FRAMES];
3036         int ret_prog[MAX_CALL_FRAMES];
3037         int j;
3038
3039 process_func:
3040         /* protect against potential stack overflow that might happen when
3041          * bpf2bpf calls get combined with tailcalls. Limit the caller's stack
3042          * depth for such case down to 256 so that the worst case scenario
3043          * would result in 8k stack size (32 which is tailcall limit * 256 =
3044          * 8k).
3045          *
3046          * To get the idea what might happen, see an example:
3047          * func1 -> sub rsp, 128
3048          *  subfunc1 -> sub rsp, 256
3049          *  tailcall1 -> add rsp, 256
3050          *   func2 -> sub rsp, 192 (total stack size = 128 + 192 = 320)
3051          *   subfunc2 -> sub rsp, 64
3052          *   subfunc22 -> sub rsp, 128
3053          *   tailcall2 -> add rsp, 128
3054          *    func3 -> sub rsp, 32 (total stack size 128 + 192 + 64 + 32 = 416)
3055          *
3056          * tailcall will unwind the current stack frame but it will not get rid
3057          * of caller's stack as shown on the example above.
3058          */
3059         if (idx && subprog[idx].has_tail_call && depth >= 256) {
3060                 verbose(env,
3061                         "tail_calls are not allowed when call stack of previous frames is %d bytes. Too large\n",
3062                         depth);
3063                 return -EACCES;
3064         }
3065         /* round up to 32-bytes, since this is granularity
3066          * of interpreter stack size
3067          */
3068         depth += round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
3069         if (depth > MAX_BPF_STACK) {
3070                 verbose(env, "combined stack size of %d calls is %d. Too large\n",
3071                         frame + 1, depth);
3072                 return -EACCES;
3073         }
3074 continue_func:
3075         subprog_end = subprog[idx + 1].start;
3076         for (; i < subprog_end; i++) {
3077                 if (insn[i].code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
3078                         continue;
3079                 if (insn[i].src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
3080                         continue;
3081                 /* remember insn and function to return to */
3082                 ret_insn[frame] = i + 1;
3083                 ret_prog[frame] = idx;
3084
3085                 /* find the callee */
3086                 i = i + insn[i].imm + 1;
3087                 idx = find_subprog(env, i);
3088                 if (idx < 0) {
3089                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
3090                                   i);
3091                         return -EFAULT;
3092                 }
3093
3094                 if (subprog[idx].has_tail_call)
3095                         tail_call_reachable = true;
3096
3097                 frame++;
3098                 if (frame >= MAX_CALL_FRAMES) {
3099                         verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep !\n",
3100                                 frame);
3101                         return -E2BIG;
3102                 }
3103                 goto process_func;
3104         }
3105         /* if tail call got detected across bpf2bpf calls then mark each of the
3106          * currently present subprog frames as tail call reachable subprogs;
3107          * this info will be utilized by JIT so that we will be preserving the
3108          * tail call counter throughout bpf2bpf calls combined with tailcalls
3109          */
3110         if (tail_call_reachable)
3111                 for (j = 0; j < frame; j++)
3112                         subprog[ret_prog[j]].tail_call_reachable = true;
3113
3114         /* end of for() loop means the last insn of the 'subprog'
3115          * was reached. Doesn't matter whether it was JA or EXIT
3116          */
3117         if (frame == 0)
3118                 return 0;
3119         depth -= round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
3120         frame--;
3121         i = ret_insn[frame];
3122         idx = ret_prog[frame];
3123         goto continue_func;
3124 }
3125
3126 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
3127 static int get_callee_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
3128                                   const struct bpf_insn *insn, int idx)
3129 {
3130         int start = idx + insn->imm + 1, subprog;
3131
3132         subprog = find_subprog(env, start);
3133         if (subprog < 0) {
3134                 WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
3135                           start);
3136                 return -EFAULT;
3137         }
3138         return env->subprog_info[subprog].stack_depth;
3139 }
3140 #endif
3141
3142 int check_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env,
3143                   const struct bpf_reg_state *reg, int regno)
3144 {
3145         /* Access to ctx or passing it to a helper is only allowed in
3146          * its original, unmodified form.
3147          */
3148
3149         if (reg->off) {
3150                 verbose(env, "dereference of modified ctx ptr R%d off=%d disallowed\n",
3151                         regno, reg->off);
3152                 return -EACCES;
3153         }
3154
3155         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
3156                 char tn_buf[48];
3157
3158                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3159                 verbose(env, "variable ctx access var_off=%s disallowed\n", tn_buf);
3160                 return -EACCES;
3161         }
3162
3163         return 0;
3164 }
3165
3166 static int __check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
3167                                  const char *buf_info,
3168                                  const struct bpf_reg_state *reg,
3169                                  int regno, int off, int size)
3170 {
3171         if (off < 0) {
3172                 verbose(env,
3173                         "R%d invalid %s buffer access: off=%d, size=%d\n",
3174                         regno, buf_info, off, size);
3175                 return -EACCES;
3176         }
3177         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
3178                 char tn_buf[48];
3179
3180                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3181                 verbose(env,
3182                         "R%d invalid variable buffer offset: off=%d, var_off=%s\n",
3183                         regno, off, tn_buf);
3184                 return -EACCES;
3185         }
3186
3187         return 0;
3188 }
3189
3190 static int check_tp_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
3191                                   const struct bpf_reg_state *reg,
3192                                   int regno, int off, int size)
3193 {
3194         int err;
3195
3196         err = __check_buffer_access(env, "tracepoint", reg, regno, off, size);
3197         if (err)
3198                 return err;
3199
3200         if (off + size > env->prog->aux->max_tp_access)
3201                 env->prog->aux->max_tp_access = off + size;
3202
3203         return 0;
3204 }
3205
3206 static int check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
3207                                const struct bpf_reg_state *reg,
3208                                int regno, int off, int size,
3209                                bool zero_size_allowed,
3210                                const char *buf_info,
3211                                u32 *max_access)
3212 {
3213         int err;
3214
3215         err = __check_buffer_access(env, buf_info, reg, regno, off, size);
3216         if (err)
3217                 return err;
3218
3219         if (off + size > *max_access)
3220                 *max_access = off + size;
3221
3222         return 0;
3223 }
3224
3225 /* BPF architecture zero extends alu32 ops into 64-bit registesr */
3226 static void zext_32_to_64(struct bpf_reg_state *reg)
3227 {
3228         reg->var_off = tnum_subreg(reg->var_off);
3229         __reg_assign_32_into_64(reg);
3230 }
3231
3232 /* truncate register to smaller size (in bytes)
3233  * must be called with size < BPF_REG_SIZE
3234  */
3235 static void coerce_reg_to_size(struct bpf_reg_state *reg, int size)
3236 {
3237         u64 mask;
3238
3239         /* clear high bits in bit representation */
3240         reg->var_off = tnum_cast(reg->var_off, size);
3241
3242         /* fix arithmetic bounds */
3243         mask = ((u64)1 << (size * 8)) - 1;
3244         if ((reg->umin_value & ~mask) == (reg->umax_value & ~mask)) {
3245                 reg->umin_value &= mask;
3246                 reg->umax_value &= mask;
3247         } else {
3248                 reg->umin_value = 0;
3249                 reg->umax_value = mask;
3250         }
3251         reg->smin_value = reg->umin_value;
3252         reg->smax_value = reg->umax_value;
3253
3254         /* If size is smaller than 32bit register the 32bit register
3255          * values are also truncated so we push 64-bit bounds into
3256          * 32-bit bounds. Above were truncated < 32-bits already.
3257          */
3258         if (size >= 4)
3259                 return;
3260         __reg_combine_64_into_32(reg);
3261 }
3262
3263 static bool bpf_map_is_rdonly(const struct bpf_map *map)
3264 {
3265         return (map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) && map->frozen;
3266 }
3267
3268 static int bpf_map_direct_read(struct bpf_map *map, int off, int size, u64 *val)
3269 {
3270         void *ptr;
3271         u64 addr;
3272         int err;
3273
3274         err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
3275         if (err)
3276                 return err;
3277         ptr = (void *)(long)addr + off;
3278
3279         switch (size) {
3280         case sizeof(u8):
3281                 *val = (u64)*(u8 *)ptr;
3282                 break;
3283         case sizeof(u16):
3284                 *val = (u64)*(u16 *)ptr;
3285                 break;
3286         case sizeof(u32):
3287                 *val = (u64)*(u32 *)ptr;
3288                 break;
3289         case sizeof(u64):
3290                 *val = *(u64 *)ptr;
3291                 break;
3292         default:
3293                 return -EINVAL;
3294         }
3295         return 0;
3296 }
3297
3298 static int check_ptr_to_btf_access(struct bpf_verifier_env *env,
3299                                    struct bpf_reg_state *regs,
3300                                    int regno, int off, int size,
3301                                    enum bpf_access_type atype,
3302                                    int value_regno)
3303 {
3304         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
3305         const struct btf_type *t = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
3306         const char *tname = btf_name_by_offset(reg->btf, t->name_off);
3307         u32 btf_id;
3308         int ret;
3309
3310         if (off < 0) {
3311                 verbose(env,
3312                         "R%d is ptr_%s invalid negative access: off=%d\n",
3313                         regno, tname, off);
3314                 return -EACCES;
3315         }
3316         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
3317                 char tn_buf[48];
3318
3319                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3320                 verbose(env,
3321                         "R%d is ptr_%s invalid variable offset: off=%d, var_off=%s\n",
3322                         regno, tname, off, tn_buf);
3323                 return -EACCES;
3324         }
3325
3326         if (env->ops->btf_struct_access) {
3327                 ret = env->ops->btf_struct_access(&env->log, reg->btf, t,
3328                                                   off, size, atype, &btf_id);
3329         } else {
3330                 if (atype != BPF_READ) {
3331                         verbose(env, "only read is supported\n");
3332                         return -EACCES;
3333                 }
3334
3335                 ret = btf_struct_access(&env->log, reg->btf, t, off, size,
3336                                         atype, &btf_id);
3337         }
3338
3339         if (ret < 0)
3340                 return ret;
3341
3342         if (atype == BPF_READ && value_regno >= 0)
3343                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, reg->btf, btf_id);
3344
3345         return 0;
3346 }
3347
3348 static int check_ptr_to_map_access(struct bpf_verifier_env *env,
3349                                    struct bpf_reg_state *regs,
3350                                    int regno, int off, int size,
3351                                    enum bpf_access_type atype,
3352                                    int value_regno)
3353 {
3354         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
3355         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
3356         const struct btf_type *t;
3357         const char *tname;
3358         u32 btf_id;
3359         int ret;
3360
3361         if (!btf_vmlinux) {
3362                 verbose(env, "map_ptr access not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
3363                 return -ENOTSUPP;
3364         }
3365
3366         if (!map->ops->map_btf_id || !*map->ops->map_btf_id) {
3367                 verbose(env, "map_ptr access not supported for map type %d\n",
3368                         map->map_type);
3369                 return -ENOTSUPP;
3370         }
3371
3372         t = btf_type_by_id(btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id);
3373         tname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
3374
3375         if (!env->allow_ptr_to_map_access) {
3376                 verbose(env,
3377                         "%s access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
3378                         tname);
3379                 return -EPERM;
3380         }
3381
3382         if (off < 0) {
3383                 verbose(env, "R%d is %s invalid negative access: off=%d\n",
3384                         regno, tname, off);
3385                 return -EACCES;
3386         }
3387
3388         if (atype != BPF_READ) {
3389                 verbose(env, "only read from %s is supported\n", tname);
3390                 return -EACCES;
3391         }
3392
3393         ret = btf_struct_access(&env->log, btf_vmlinux, t, off, size, atype, &btf_id);
3394         if (ret < 0)
3395                 return ret;
3396
3397         if (value_regno >= 0)
3398                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, btf_vmlinux, btf_id);
3399
3400         return 0;
3401 }
3402
3403
3404 /* check whether memory at (regno + off) is accessible for t = (read | write)
3405  * if t==write, value_regno is a register which value is stored into memory
3406  * if t==read, value_regno is a register which will receive the value from memory
3407  * if t==write && value_regno==-1, some unknown value is stored into memory
3408  * if t==read && value_regno==-1, don't care what we read from memory
3409  */
3410 static int check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, u32 regno,
3411                             int off, int bpf_size, enum bpf_access_type t,
3412                             int value_regno, bool strict_alignment_once)
3413 {
3414         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
3415         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
3416         struct bpf_func_state *state;
3417         int size, err = 0;
3418
3419         size = bpf_size_to_bytes(bpf_size);
3420         if (size < 0)
3421                 return size;
3422
3423         /* alignment checks will add in reg->off themselves */
3424         err = check_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict_alignment_once);
3425         if (err)
3426                 return err;
3427
3428         /* for access checks, reg->off is just part of off */
3429         off += reg->off;
3430
3431         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
3432                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
3433                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
3434                         verbose(env, "R%d leaks addr into map\n", value_regno);
3435                         return -EACCES;
3436                 }
3437                 err = check_map_access_type(env, regno, off, size, t);
3438                 if (err)
3439                         return err;
3440                 err = check_map_access(env, regno, off, size, false);
3441                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
3442                         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
3443
3444                         /* if map is read-only, track its contents as scalars */
3445                         if (tnum_is_const(reg->var_off) &&
3446                             bpf_map_is_rdonly(map) &&
3447                             map->ops->map_direct_value_addr) {
3448                                 int map_off = off + reg->var_off.value;
3449                                 u64 val = 0;
3450
3451                                 err = bpf_map_direct_read(map, map_off, size,
3452                                                           &val);
3453                                 if (err)
3454                                         return err;
3455
3456                                 regs[value_regno].type = SCALAR_VALUE;
3457                                 __mark_reg_known(&regs[value_regno], val);
3458                         } else {
3459                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3460                         }
3461                 }
3462         } else if (reg->type == PTR_TO_MEM) {
3463                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
3464                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
3465                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", value_regno);
3466                         return -EACCES;
3467                 }
3468                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
3469                                               reg->mem_size, false);
3470                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
3471                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3472         } else if (reg->type == PTR_TO_CTX) {
3473                 enum bpf_reg_type reg_type = SCALAR_VALUE;
3474                 struct btf *btf = NULL;
3475                 u32 btf_id = 0;
3476
3477                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
3478                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
3479                         verbose(env, "R%d leaks addr into ctx\n", value_regno);
3480                         return -EACCES;
3481                 }
3482
3483                 err = check_ctx_reg(env, reg, regno);
3484                 if (err < 0)
3485                         return err;
3486
3487                 err = check_ctx_access(env, insn_idx, off, size, t, &reg_type, &btf, &btf_id);
3488                 if (err)
3489                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
3490                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
3491                         /* ctx access returns either a scalar, or a
3492                          * PTR_TO_PACKET[_META,_END]. In the latter
3493                          * case, we know the offset is zero.
3494                          */
3495                         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
3496                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3497                         } else {
3498                                 mark_reg_known_zero(env, regs,
3499                                                     value_regno);
3500                                 if (reg_type_may_be_null(reg_type))
3501                                         regs[value_regno].id = ++env->id_gen;
3502                                 /* A load of ctx field could have different
3503                                  * actual load size with the one encoded in the
3504                                  * insn. When the dst is PTR, it is for sure not
3505                                  * a sub-register.
3506                                  */
3507                                 regs[value_regno].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
3508                                 if (reg_type == PTR_TO_BTF_ID ||
3509                                     reg_type == PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL) {
3510                                         regs[value_regno].btf = btf;
3511                                         regs[value_regno].btf_id = btf_id;
3512                                 }
3513                         }
3514                         regs[value_regno].type = reg_type;
3515                 }
3516
3517         } else if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
3518                 off += reg->var_off.value;
3519                 err = check_stack_access(env, reg, off, size);
3520                 if (err)
3521                         return err;
3522
3523                 state = func(env, reg);
3524                 err = update_stack_depth(env, state, off);
3525                 if (err)
3526                         return err;
3527
3528                 if (t == BPF_WRITE)
3529                         err = check_stack_write(env, state, off, size,
3530                                                 value_regno, insn_idx);
3531                 else
3532                         err = check_stack_read(env, state, off, size,
3533                                                value_regno);
3534         } else if (reg_is_pkt_pointer(reg)) {
3535                 if (t == BPF_WRITE && !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, t)) {
3536                         verbose(env, "cannot write into packet\n");
3537                         return -EACCES;
3538                 }
3539                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
3540                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
3541                         verbose(env, "R%d leaks addr into packet\n",
3542                                 value_regno);
3543                         return -EACCES;
3544                 }
3545                 err = check_packet_access(env, regno, off, size, false);
3546                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
3547                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3548         } else if (reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS) {
3549                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
3550                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
3551                         verbose(env, "R%d leaks addr into flow keys\n",
3552                                 value_regno);
3553                         return -EACCES;
3554                 }
3555
3556                 err = check_flow_keys_access(env, off, size);
3557                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
3558                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3559         } else if (type_is_sk_pointer(reg->type)) {
3560                 if (t == BPF_WRITE) {
3561                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
3562                                 regno, reg_type_str[reg->type]);
3563                         return -EACCES;
3564                 }
3565                 err = check_sock_access(env, insn_idx, regno, off, size, t);
3566                 if (!err && value_regno >= 0)
3567                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3568         } else if (reg->type == PTR_TO_TP_BUFFER) {
3569                 err = check_tp_buffer_access(env, reg, regno, off, size);
3570                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
3571                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3572         } else if (reg->type == PTR_TO_BTF_ID) {
3573                 err = check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, off, size, t,
3574                                               value_regno);
3575         } else if (reg->type == CONST_PTR_TO_MAP) {
3576                 err = check_ptr_to_map_access(env, regs, regno, off, size, t,
3577                                               value_regno);
3578         } else if (reg->type == PTR_TO_RDONLY_BUF) {
3579                 if (t == BPF_WRITE) {
3580                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
3581                                 regno, reg_type_str[reg->type]);
3582                         return -EACCES;
3583                 }
3584                 err = check_buffer_access(env, reg, regno, off, size, false,
3585                                           "rdonly",
3586                                           &env->prog->aux->max_rdonly_access);
3587                 if (!err && value_regno >= 0)
3588                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3589         } else if (reg->type == PTR_TO_RDWR_BUF) {
3590                 err = check_buffer_access(env, reg, regno, off, size, false,
3591                                           "rdwr",
3592                                           &env->prog->aux->max_rdwr_access);
3593                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
3594                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
3595         } else {
3596                 verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
3597                         reg_type_str[reg->type]);
3598                 return -EACCES;
3599         }
3600
3601         if (!err && size < BPF_REG_SIZE && value_regno >= 0 && t == BPF_READ &&
3602             regs[value_regno].type == SCALAR_VALUE) {
3603                 /* b/h/w load zero-extends, mark upper bits as known 0 */
3604                 coerce_reg_to_size(&regs[value_regno], size);
3605         }
3606         return err;
3607 }
3608
3609 static int check_xadd(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, struct bpf_insn *insn)
3610 {
3611         int err;
3612
3613         if ((BPF_SIZE(insn->code) != BPF_W && BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) ||
3614             insn->imm != 0) {
3615                 verbose(env, "BPF_XADD uses reserved fields\n");
3616                 return -EINVAL;
3617         }
3618
3619         /* check src1 operand */
3620         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
3621         if (err)
3622                 return err;
3623
3624         /* check src2 operand */
3625         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
3626         if (err)
3627                 return err;
3628
3629         if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
3630                 verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", insn->src_reg);
3631                 return -EACCES;
3632         }
3633
3634         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg) ||
3635             is_pkt_reg(env, insn->dst_reg) ||
3636             is_flow_key_reg(env, insn->dst_reg) ||
3637             is_sk_reg(env, insn->dst_reg)) {
3638                 verbose(env, "BPF_XADD stores into R%d %s is not allowed\n",
3639                         insn->dst_reg,
3640                         reg_type_str[reg_state(env, insn->dst_reg)->type]);
3641                 return -EACCES;
3642         }
3643
3644         /* check whether atomic_add can read the memory */
3645         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
3646                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, -1, true);
3647         if (err)
3648                 return err;
3649
3650         /* check whether atomic_add can write into the same memory */
3651         return check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
3652                                 BPF_SIZE(insn->code), BPF_WRITE, -1, true);
3653 }
3654
3655 static int __check_stack_boundary(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3656                                   int off, int access_size,
3657                                   bool zero_size_allowed)
3658 {
3659         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
3660
3661         if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK || off + access_size > 0 ||
3662             access_size < 0 || (access_size == 0 && !zero_size_allowed)) {
3663                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
3664                         verbose(env, "invalid stack type R%d off=%d access_size=%d\n",
3665                                 regno, off, access_size);
3666                 } else {
3667                         char tn_buf[48];
3668
3669                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3670                         verbose(env, "invalid stack type R%d var_off=%s access_size=%d\n",
3671                                 regno, tn_buf, access_size);
3672                 }
3673                 return -EACCES;
3674         }
3675         return 0;
3676 }
3677
3678 /* when register 'regno' is passed into function that will read 'access_size'
3679  * bytes from that pointer, make sure that it's within stack boundary
3680  * and all elements of stack are initialized.
3681  * Unlike most pointer bounds-checking functions, this one doesn't take an
3682  * 'off' argument, so it has to add in reg->off itself.
3683  */
3684 static int check_stack_boundary(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
3685                                 int access_size, bool zero_size_allowed,
3686                                 struct bpf_call_arg_meta *meta)
3687 {
3688         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
3689         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
3690         int err, min_off, max_off, i, j, slot, spi;
3691
3692         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
3693                 min_off = max_off = reg->var_off.value + reg->off;
3694                 err = __check_stack_boundary(env, regno, min_off, access_size,
3695                                              zero_size_allowed);
3696                 if (err)
3697                         return err;
3698         } else {
3699                 /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for
3700                  * simplicity since it requires corresponding support in
3701                  * Spectre masking for stack ALU.
3702                  * See also retrieve_ptr_limit().
3703                  */
3704                 if (!env->bypass_spec_v1) {
3705                         char tn_buf[48];
3706
3707                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3708                         verbose(env, "R%d indirect variable offset stack access prohibited for !root, var_off=%s\n",
3709                                 regno, tn_buf);
3710                         return -EACCES;
3711                 }
3712                 /* Only initialized buffer on stack is allowed to be accessed
3713                  * with variable offset. With uninitialized buffer it's hard to
3714                  * guarantee that whole memory is marked as initialized on
3715                  * helper return since specific bounds are unknown what may
3716                  * cause uninitialized stack leaking.
3717                  */
3718                 if (meta && meta->raw_mode)
3719                         meta = NULL;
3720
3721                 if (reg->smax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF ||
3722                     reg->smax_value <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
3723                         verbose(env, "R%d unbounded indirect variable offset stack access\n",
3724                                 regno);
3725                         return -EACCES;
3726                 }
3727                 min_off = reg->smin_value + reg->off;
3728                 max_off = reg->smax_value + reg->off;
3729                 err = __check_stack_boundary(env, regno, min_off, access_size,
3730                                              zero_size_allowed);
3731                 if (err) {
3732                         verbose(env, "R%d min value is outside of stack bound\n",
3733                                 regno);
3734                         return err;
3735                 }
3736                 err = __check_stack_boundary(env, regno, max_off, access_size,
3737                                              zero_size_allowed);
3738                 if (err) {
3739                         verbose(env, "R%d max value is outside of stack bound\n",
3740                                 regno);
3741                         return err;
3742                 }
3743         }
3744
3745         if (meta && meta->raw_mode) {
3746                 meta->access_size = access_size;
3747                 meta->regno = regno;
3748                 return 0;
3749         }
3750
3751         for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
3752                 u8 *stype;
3753
3754                 slot = -i - 1;
3755                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
3756                 if (state->allocated_stack <= slot)
3757                         goto err;
3758                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
3759                 if (*stype == STACK_MISC)
3760                         goto mark;
3761                 if (*stype == STACK_ZERO) {
3762                         /* helper can write anything into the stack */
3763                         *stype = STACK_MISC;
3764                         goto mark;
3765                 }
3766
3767                 if (state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
3768                     state->stack[spi].spilled_ptr.type == PTR_TO_BTF_ID)
3769                         goto mark;
3770
3771                 if (state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
3772                     (state->stack[spi].spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE ||
3773                      env->allow_ptr_leaks)) {
3774                         __mark_reg_unknown(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
3775                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
3776                                 state->stack[spi].slot_type[j] = STACK_MISC;
3777                         goto mark;
3778                 }
3779
3780 err:
3781                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
3782                         verbose(env, "invalid indirect read from stack off %d+%d size %d\n",
3783                                 min_off, i - min_off, access_size);
3784                 } else {
3785                         char tn_buf[48];
3786
3787                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3788                         verbose(env, "invalid indirect read from stack var_off %s+%d size %d\n",
3789                                 tn_buf, i - min_off, access_size);
3790                 }
3791                 return -EACCES;
3792 mark:
3793                 /* reading any byte out of 8-byte 'spill_slot' will cause
3794                  * the whole slot to be marked as 'read'
3795                  */
3796                 mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
3797                               state->stack[spi].spilled_ptr.parent,
3798                               REG_LIVE_READ64);
3799         }
3800         return update_stack_depth(env, state, min_off);
3801 }
3802
3803 static int check_helper_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
3804                                    int access_size, bool zero_size_allowed,
3805                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
3806 {
3807         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
3808
3809         switch (reg->type) {
3810         case PTR_TO_PACKET:
3811         case PTR_TO_PACKET_META:
3812                 return check_packet_access(env, regno, reg->off, access_size,
3813                                            zero_size_allowed);
3814         case PTR_TO_MAP_VALUE:
3815                 if (check_map_access_type(env, regno, reg->off, access_size,
3816                                           meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE :
3817                                           BPF_READ))
3818                         return -EACCES;
3819                 return check_map_access(env, regno, reg->off, access_size,
3820                                         zero_size_allowed);
3821         case PTR_TO_MEM:
3822                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off,
3823                                                access_size, reg->mem_size,
3824                                                zero_size_allowed);
3825         case PTR_TO_RDONLY_BUF:
3826                 if (meta && meta->raw_mode)
3827                         return -EACCES;
3828                 return check_buffer_access(env, reg, regno, reg->off,
3829                                            access_size, zero_size_allowed,
3830                                            "rdonly",
3831                                            &env->prog->aux->max_rdonly_access);
3832         case PTR_TO_RDWR_BUF:
3833                 return check_buffer_access(env, reg, regno, reg->off,
3834                                            access_size, zero_size_allowed,
3835                                            "rdwr",
3836                                            &env->prog->aux->max_rdwr_access);
3837         case PTR_TO_STACK:
3838                 return check_stack_boundary(env, regno, access_size,
3839                                             zero_size_allowed, meta);
3840         default: /* scalar_value or invalid ptr */
3841                 /* Allow zero-byte read from NULL, regardless of pointer type */
3842                 if (zero_size_allowed && access_size == 0 &&
3843                     register_is_null(reg))
3844                         return 0;
3845
3846                 verbose(env, "R%d type=%s expected=%s\n", regno,
3847                         reg_type_str[reg->type],
3848                         reg_type_str[PTR_TO_STACK]);
3849                 return -EACCES;
3850         }
3851 }
3852
3853 /* Implementation details:
3854  * bpf_map_lookup returns PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL
3855  * Two bpf_map_lookups (even with the same key) will have different reg->id.
3856  * For traditional PTR_TO_MAP_VALUE the verifier clears reg->id after
3857  * value_or_null->value transition, since the verifier only cares about
3858  * the range of access to valid map value pointer and doesn't care about actual
3859  * address of the map element.
3860  * For maps with 'struct bpf_spin_lock' inside map value the verifier keeps
3861  * reg->id > 0 after value_or_null->value transition. By doing so
3862  * two bpf_map_lookups will be considered two different pointers that
3863  * point to different bpf_spin_locks.
3864  * The verifier allows taking only one bpf_spin_lock at a time to avoid
3865  * dead-locks.
3866  * Since only one bpf_spin_lock is allowed the checks are simpler than
3867  * reg_is_refcounted() logic. The verifier needs to remember only
3868  * one spin_lock instead of array of acquired_refs.
3869  * cur_state->active_spin_lock remembers which map value element got locked
3870  * and clears it after bpf_spin_unlock.
3871  */
3872 static int process_spin_lock(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
3873                              bool is_lock)
3874 {
3875         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
3876         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
3877         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
3878         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
3879         u64 val = reg->var_off.value;
3880
3881         if (!is_const) {
3882                 verbose(env,
3883                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_spin_lock has to be at the constant offset\n",
3884                         regno);
3885                 return -EINVAL;
3886         }
3887         if (!map->btf) {
3888                 verbose(env,
3889                         "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_spin_lock\n",
3890                         map->name);
3891                 return -EINVAL;
3892         }
3893         if (!map_value_has_spin_lock(map)) {
3894                 if (map->spin_lock_off == -E2BIG)
3895                         verbose(env,
3896                                 "map '%s' has more than one 'struct bpf_spin_lock'\n",
3897                                 map->name);
3898                 else if (map->spin_lock_off == -ENOENT)
3899                         verbose(env,
3900                                 "map '%s' doesn't have 'struct bpf_spin_lock'\n",
3901                                 map->name);
3902                 else
3903                         verbose(env,
3904                                 "map '%s' is not a struct type or bpf_spin_lock is mangled\n",
3905                                 map->name);
3906                 return -EINVAL;
3907         }
3908         if (map->spin_lock_off != val + reg->off) {
3909                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_spin_lock'\n",
3910                         val + reg->off);
3911                 return -EINVAL;
3912         }
3913         if (is_lock) {
3914                 if (cur->active_spin_lock) {
3915                         verbose(env,
3916                                 "Locking two bpf_spin_locks are not allowed\n");
3917                         return -EINVAL;
3918                 }
3919                 cur->active_spin_lock = reg->id;
3920         } else {
3921                 if (!cur->active_spin_lock) {
3922                         verbose(env, "bpf_spin_unlock without taking a lock\n");
3923                         return -EINVAL;
3924                 }
3925                 if (cur->active_spin_lock != reg->id) {
3926                         verbose(env, "bpf_spin_unlock of different lock\n");
3927                         return -EINVAL;
3928                 }
3929                 cur->active_spin_lock = 0;
3930         }
3931         return 0;
3932 }
3933
3934 static bool arg_type_is_mem_ptr(enum bpf_arg_type type)
3935 {
3936         return type == ARG_PTR_TO_MEM ||
3937                type == ARG_PTR_TO_MEM_OR_NULL ||
3938                type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM;
3939 }
3940
3941 static bool arg_type_is_mem_size(enum bpf_arg_type type)
3942 {
3943         return type == ARG_CONST_SIZE ||
3944                type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO;
3945 }
3946
3947 static bool arg_type_is_alloc_size(enum bpf_arg_type type)
3948 {
3949         return type == ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO;
3950 }
3951
3952 static bool arg_type_is_int_ptr(enum bpf_arg_type type)
3953 {
3954         return type == ARG_PTR_TO_INT ||
3955                type == ARG_PTR_TO_LONG;
3956 }
3957
3958 static int int_ptr_type_to_size(enum bpf_arg_type type)
3959 {
3960         if (type == ARG_PTR_TO_INT)
3961                 return sizeof(u32);
3962         else if (type == ARG_PTR_TO_LONG)
3963                 return sizeof(u64);
3964
3965         return -EINVAL;
3966 }
3967
3968 static int resolve_map_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
3969                                  const struct bpf_call_arg_meta *meta,
3970                                  enum bpf_arg_type *arg_type)
3971 {
3972         if (!meta->map_ptr) {
3973                 /* kernel subsystem misconfigured verifier */
3974                 verbose(env, "invalid map_ptr to access map->type\n");
3975                 return -EACCES;
3976         }
3977
3978         switch (meta->map_ptr->map_type) {
3979         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
3980         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
3981                 if (*arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
3982                         *arg_type = ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON;
3983                 } else {
3984                         verbose(env, "invalid arg_type for sockmap/sockhash\n");
3985                         return -EINVAL;
3986                 }
3987                 break;
3988
3989         default:
3990                 break;
3991         }
3992         return 0;
3993 }
3994
3995 struct bpf_reg_types {
3996         const enum bpf_reg_type types[10];
3997         u32 *btf_id;
3998 };
3999
4000 static const struct bpf_reg_types map_key_value_types = {
4001         .types = {
4002                 PTR_TO_STACK,
4003                 PTR_TO_PACKET,
4004                 PTR_TO_PACKET_META,
4005                 PTR_TO_MAP_VALUE,
4006         },
4007 };
4008
4009 static const struct bpf_reg_types sock_types = {
4010         .types = {
4011                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
4012                 PTR_TO_SOCKET,
4013                 PTR_TO_TCP_SOCK,
4014                 PTR_TO_XDP_SOCK,
4015         },
4016 };
4017
4018 #ifdef CONFIG_NET
4019 static const struct bpf_reg_types btf_id_sock_common_types = {
4020         .types = {
4021                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
4022                 PTR_TO_SOCKET,
4023                 PTR_TO_TCP_SOCK,
4024                 PTR_TO_XDP_SOCK,
4025                 PTR_TO_BTF_ID,
4026         },
4027         .btf_id = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
4028 };
4029 #endif
4030
4031 static const struct bpf_reg_types mem_types = {
4032         .types = {
4033                 PTR_TO_STACK,
4034                 PTR_TO_PACKET,
4035                 PTR_TO_PACKET_META,
4036                 PTR_TO_MAP_VALUE,
4037                 PTR_TO_MEM,
4038                 PTR_TO_RDONLY_BUF,
4039                 PTR_TO_RDWR_BUF,
4040         },
4041 };
4042
4043 static const struct bpf_reg_types int_ptr_types = {
4044         .types = {
4045                 PTR_TO_STACK,
4046                 PTR_TO_PACKET,
4047                 PTR_TO_PACKET_META,
4048                 PTR_TO_MAP_VALUE,
4049         },
4050 };
4051
4052 static const struct bpf_reg_types fullsock_types = { .types = { PTR_TO_SOCKET } };
4053 static const struct bpf_reg_types scalar_types = { .types = { SCALAR_VALUE } };
4054 static const struct bpf_reg_types context_types = { .types = { PTR_TO_CTX } };
4055 static const struct bpf_reg_types alloc_mem_types = { .types = { PTR_TO_MEM } };
4056 static const struct bpf_reg_types const_map_ptr_types = { .types = { CONST_PTR_TO_MAP } };
4057 static const struct bpf_reg_types btf_ptr_types = { .types = { PTR_TO_BTF_ID } };
4058 static const struct bpf_reg_types spin_lock_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
4059 static const struct bpf_reg_types percpu_btf_ptr_types = { .types = { PTR_TO_PERCPU_BTF_ID } };
4060
4061 static const struct bpf_reg_types *compatible_reg_types[__BPF_ARG_TYPE_MAX] = {
4062         [ARG_PTR_TO_MAP_KEY]            = &map_key_value_types,
4063         [ARG_PTR_TO_MAP_VALUE]          = &map_key_value_types,
4064         [ARG_PTR_TO_UNINIT_MAP_VALUE]   = &map_key_value_types,
4065         [ARG_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL]  = &map_key_value_types,
4066         [ARG_CONST_SIZE]                = &scalar_types,
4067         [ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO]        = &scalar_types,
4068         [ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO]  = &scalar_types,
4069         [ARG_CONST_MAP_PTR]             = &const_map_ptr_types,
4070         [ARG_PTR_TO_CTX]                = &context_types,
4071         [ARG_PTR_TO_CTX_OR_NULL]        = &context_types,
4072         [ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON]        = &sock_types,
4073 #ifdef CONFIG_NET
4074         [ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON] = &btf_id_sock_common_types,
4075 #endif
4076         [ARG_PTR_TO_SOCKET]             = &fullsock_types,
4077         [ARG_PTR_TO_SOCKET_OR_NULL]     = &fullsock_types,
4078         [ARG_PTR_TO_BTF_ID]             = &btf_ptr_types,
4079         [ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK]          = &spin_lock_types,
4080         [ARG_PTR_TO_MEM]                = &mem_types,
4081         [ARG_PTR_TO_MEM_OR_NULL]        = &mem_types,
4082         [ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM]         = &mem_types,
4083         [ARG_PTR_TO_ALLOC_MEM]          = &alloc_mem_types,
4084         [ARG_PTR_TO_ALLOC_MEM_OR_NULL]  = &alloc_mem_types,
4085         [ARG_PTR_TO_INT]                = &int_ptr_types,
4086         [ARG_PTR_TO_LONG]               = &int_ptr_types,
4087         [ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID]      = &percpu_btf_ptr_types,
4088 };
4089
4090 static int check_reg_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
4091                           enum bpf_arg_type arg_type,
4092                           const u32 *arg_btf_id)
4093 {
4094         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
4095         enum bpf_reg_type expected, type = reg->type;
4096         const struct bpf_reg_types *compatible;
4097         int i, j;
4098
4099         compatible = compatible_reg_types[arg_type];
4100         if (!compatible) {
4101                 verbose(env, "verifier internal error: unsupported arg type %d\n", arg_type);
4102                 return -EFAULT;
4103         }
4104
4105         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(compatible->types); i++) {
4106                 expected = compatible->types[i];
4107                 if (expected == NOT_INIT)
4108                         break;
4109
4110                 if (type == expected)
4111                         goto found;
4112         }
4113
4114         verbose(env, "R%d type=%s expected=", regno, reg_type_str[type]);
4115         for (j = 0; j + 1 < i; j++)
4116                 verbose(env, "%s, ", reg_type_str[compatible->types[j]]);
4117         verbose(env, "%s\n", reg_type_str[compatible->types[j]]);
4118         return -EACCES;
4119
4120 found:
4121         if (type == PTR_TO_BTF_ID) {
4122                 if (!arg_btf_id) {
4123                         if (!compatible->btf_id) {
4124                                 verbose(env, "verifier internal error: missing arg compatible BTF ID\n");
4125                                 return -EFAULT;
4126                         }
4127                         arg_btf_id = compatible->btf_id;
4128                 }
4129
4130                 if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
4131                                           btf_vmlinux, *arg_btf_id)) {
4132                         verbose(env, "R%d is of type %s but %s is expected\n",
4133                                 regno, kernel_type_name(reg->btf, reg->btf_id),
4134                                 kernel_type_name(btf_vmlinux, *arg_btf_id));
4135                         return -EACCES;
4136                 }
4137
4138                 if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
4139                         verbose(env, "R%d is a pointer to in-kernel struct with non-zero offset\n",
4140                                 regno);
4141                         return -EACCES;
4142                 }
4143         }
4144
4145         return 0;
4146 }
4147
4148 static int check_func_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 arg,
4149                           struct bpf_call_arg_meta *meta,
4150                           const struct bpf_func_proto *fn)
4151 {
4152         u32 regno = BPF_REG_1 + arg;
4153         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
4154         enum bpf_arg_type arg_type = fn->arg_type[arg];
4155         enum bpf_reg_type type = reg->type;
4156         int err = 0;
4157
4158         if (arg_type == ARG_DONTCARE)
4159                 return 0;
4160
4161         err = check_reg_arg(env, regno, SRC_OP);
4162         if (err)
4163                 return err;
4164
4165         if (arg_type == ARG_ANYTHING) {
4166                 if (is_pointer_value(env, regno)) {
4167                         verbose(env, "R%d leaks addr into helper function\n",
4168                                 regno);
4169                         return -EACCES;
4170                 }
4171                 return 0;
4172         }
4173
4174         if (type_is_pkt_pointer(type) &&
4175             !may_access_direct_pkt_data(env, meta, BPF_READ)) {
4176                 verbose(env, "helper access to the packet is not allowed\n");
4177                 return -EACCES;
4178         }
4179
4180         if (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE ||
4181             arg_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MAP_VALUE ||
4182             arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL) {
4183                 err = resolve_map_arg_type(env, meta, &arg_type);
4184                 if (err)
4185                         return err;
4186         }
4187
4188         if (register_is_null(reg) && arg_type_may_be_null(arg_type))
4189                 /* A NULL register has a SCALAR_VALUE type, so skip
4190                  * type checking.
4191                  */
4192                 goto skip_type_check;
4193
4194         err = check_reg_type(env, regno, arg_type, fn->arg_btf_id[arg]);
4195         if (err)
4196                 return err;
4197
4198         if (type == PTR_TO_CTX) {
4199                 err = check_ctx_reg(env, reg, regno);
4200                 if (err < 0)
4201                         return err;
4202         }
4203
4204 skip_type_check:
4205         if (reg->ref_obj_id) {
4206                 if (meta->ref_obj_id) {
4207                         verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
4208                                 regno, reg->ref_obj_id,
4209                                 meta->ref_obj_id);
4210                         return -EFAULT;
4211                 }
4212                 meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
4213         }
4214
4215         if (arg_type == ARG_CONST_MAP_PTR) {
4216                 /* bpf_map_xxx(map_ptr) call: remember that map_ptr */
4217                 meta->map_ptr = reg->map_ptr;
4218         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY) {
4219                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., key) call:
4220                  * check that [key, key + map->key_size) are within
4221                  * stack limits and initialized
4222                  */
4223                 if (!meta->map_ptr) {
4224                         /* in function declaration map_ptr must come before
4225                          * map_key, so that it's verified and known before
4226                          * we have to check map_key here. Otherwise it means
4227                          * that kernel subsystem misconfigured verifier
4228                          */
4229                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->key\n");
4230                         return -EACCES;
4231                 }
4232                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
4233                                               meta->map_ptr->key_size, false,
4234                                               NULL);
4235         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE ||
4236                    (arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL &&
4237                     !register_is_null(reg)) ||
4238                    arg_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MAP_VALUE) {
4239                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., value) call:
4240                  * check [value, value + map->value_size) validity
4241                  */
4242                 if (!meta->map_ptr) {
4243                         /* kernel subsystem misconfigured verifier */
4244                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->value\n");
4245                         return -EACCES;
4246                 }
4247                 meta->raw_mode = (arg_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MAP_VALUE);
4248                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
4249                                               meta->map_ptr->value_size, false,
4250                                               meta);
4251         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID) {
4252                 if (!reg->btf_id) {
4253                         verbose(env, "Helper has invalid btf_id in R%d\n", regno);
4254                         return -EACCES;
4255                 }
4256                 meta->ret_btf = reg->btf;
4257                 meta->ret_btf_id = reg->btf_id;
4258         } else if (arg_type == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK) {
4259                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_lock) {
4260                         if (process_spin_lock(env, regno, true))
4261                                 return -EACCES;
4262                 } else if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_unlock) {
4263                         if (process_spin_lock(env, regno, false))
4264                                 return -EACCES;
4265                 } else {
4266                         verbose(env, "verifier internal error\n");
4267                         return -EFAULT;
4268                 }
4269         } else if (arg_type_is_mem_ptr(arg_type)) {
4270                 /* The access to this pointer is only checked when we hit the
4271                  * next is_mem_size argument below.
4272                  */
4273                 meta->raw_mode = (arg_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM);
4274         } else if (arg_type_is_mem_size(arg_type)) {
4275                 bool zero_size_allowed = (arg_type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO);
4276
4277                 /* This is used to refine r0 return value bounds for helpers
4278                  * that enforce this value as an upper bound on return values.
4279                  * See do_refine_retval_range() for helpers that can refine
4280                  * the return value. C type of helper is u32 so we pull register
4281                  * bound from umax_value however, if negative verifier errors
4282                  * out. Only upper bounds can be learned because retval is an
4283                  * int type and negative retvals are allowed.
4284                  */
4285                 meta->msize_max_value = reg->umax_value;
4286
4287                 /* The register is SCALAR_VALUE; the access check
4288                  * happens using its boundaries.
4289                  */
4290                 if (!tnum_is_const(reg->var_off))
4291                         /* For unprivileged variable accesses, disable raw
4292                          * mode so that the program is required to
4293                          * initialize all the memory that the helper could
4294                          * just partially fill up.
4295                          */
4296                         meta = NULL;
4297
4298                 if (reg->smin_value < 0) {
4299                         verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned or 'var &= const'\n",
4300                                 regno);
4301                         return -EACCES;
4302                 }
4303
4304                 if (reg->umin_value == 0) {
4305                         err = check_helper_mem_access(env, regno - 1, 0,
4306                                                       zero_size_allowed,
4307                                                       meta);
4308                         if (err)
4309                                 return err;
4310                 }
4311
4312                 if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_SIZ) {
4313                         verbose(env, "R%d unbounded memory access, use 'var &= const' or 'if (var < const)'\n",
4314                                 regno);
4315                         return -EACCES;
4316                 }
4317                 err = check_helper_mem_access(env, regno - 1,
4318                                               reg->umax_value,
4319                                               zero_size_allowed, meta);
4320                 if (!err)
4321                         err = mark_chain_precision(env, regno);
4322         } else if (arg_type_is_alloc_size(arg_type)) {
4323                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
4324                         verbose(env, "R%d unbounded size, use 'var &= const' or 'if (var < const)'\n",
4325                                 regno);
4326                         return -EACCES;
4327                 }
4328                 meta->mem_size = reg->var_off.value;
4329         } else if (arg_type_is_int_ptr(arg_type)) {
4330                 int size = int_ptr_type_to_size(arg_type);
4331
4332                 err = check_helper_mem_access(env, regno, size, false, meta);
4333                 if (err)
4334                         return err;
4335                 err = check_ptr_alignment(env, reg, 0, size, true);
4336         }
4337
4338         return err;
4339 }
4340
4341 static bool may_update_sockmap(struct bpf_verifier_env *env, int func_id)
4342 {
4343         enum bpf_attach_type eatype = env->prog->expected_attach_type;
4344         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
4345
4346         if (func_id != BPF_FUNC_map_update_elem)
4347                 return false;
4348
4349         /* It's not possible to get access to a locked struct sock in these
4350          * contexts, so updating is safe.
4351          */
4352         switch (type) {
4353         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
4354                 if (eatype == BPF_TRACE_ITER)
4355                         return true;
4356                 break;
4357         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
4358         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
4359         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
4360         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
4361         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
4362         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
4363         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
4364                 return true;
4365         default:
4366                 break;
4367         }
4368
4369         verbose(env, "cannot update sockmap in this context\n");
4370         return false;
4371 }
4372
4373 static bool allow_tail_call_in_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
4374 {
4375         return env->prog->jit_requested && IS_ENABLED(CONFIG_X86_64);
4376 }
4377
4378 static int check_map_func_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
4379                                         struct bpf_map *map, int func_id)
4380 {
4381         if (!map)
4382                 return 0;
4383
4384         /* We need a two way check, first is from map perspective ... */
4385         switch (map->map_type) {
4386         case BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY:
4387                 if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
4388                         goto error;
4389                 break;
4390         case BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY:
4391                 if (func_id != BPF_FUNC_perf_event_read &&
4392                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_output &&
4393                     func_id != BPF_FUNC_skb_output &&
4394                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_read_value &&
4395                     func_id != BPF_FUNC_xdp_output)
4396                         goto error;
4397                 break;
4398         case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
4399                 if (func_id != BPF_FUNC_ringbuf_output &&
4400                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve &&
4401                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_submit &&
4402                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_discard &&
4403                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_query)
4404                         goto error;
4405                 break;
4406         case BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE:
4407                 if (func_id != BPF_FUNC_get_stackid)
4408                         goto error;
4409                 break;
4410         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY:
4411                 if (func_id != BPF_FUNC_skb_under_cgroup &&
4412                     func_id != BPF_FUNC_current_task_under_cgroup)
4413                         goto error;
4414                 break;
4415         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE:
4416         case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE:
4417                 if (func_id != BPF_FUNC_get_local_storage)
4418                         goto error;
4419                 break;
4420         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP:
4421         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH:
4422                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
4423                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
4424                         goto error;
4425                 break;
4426         /* Restrict bpf side of cpumap and xskmap, open when use-cases
4427          * appear.
4428          */
4429         case BPF_MAP_TYPE_CPUMAP:
4430                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map)
4431                         goto error;
4432                 break;
4433         case BPF_MAP_TYPE_XSKMAP:
4434                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
4435                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
4436                         goto error;
4437                 break;
4438         case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
4439         case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
4440                 if (func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
4441                         goto error;
4442                 break;
4443         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
4444                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_map &&
4445                     func_id != BPF_FUNC_sock_map_update &&
4446                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
4447                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_map &&
4448                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
4449                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
4450                     !may_update_sockmap(env, func_id))
4451                         goto error;
4452                 break;
4453         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
4454                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_hash &&
4455                     func_id != BPF_FUNC_sock_hash_update &&
4456                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
4457                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_hash &&
4458                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
4459                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
4460                     !may_update_sockmap(env, func_id))
4461                         goto error;
4462                 break;
4463         case BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY:
4464                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport)
4465                         goto error;
4466                 break;
4467         case BPF_MAP_TYPE_QUEUE:
4468         case BPF_MAP_TYPE_STACK:
4469                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
4470                     func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
4471                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
4472                         goto error;
4473                 break;
4474         case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
4475                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_storage_get &&
4476                     func_id != BPF_FUNC_sk_storage_delete)
4477                         goto error;
4478                 break;
4479         case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
4480                 if (func_id != BPF_FUNC_inode_storage_get &&
4481                     func_id != BPF_FUNC_inode_storage_delete)
4482                         goto error;
4483                 break;
4484         case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
4485                 if (func_id != BPF_FUNC_task_storage_get &&
4486                     func_id != BPF_FUNC_task_storage_delete)
4487                         goto error;
4488                 break;
4489         default:
4490                 break;
4491         }
4492
4493         /* ... and second from the function itself. */
4494         switch (func_id) {
4495         case BPF_FUNC_tail_call:
4496                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY)
4497                         goto error;
4498                 if (env->subprog_cnt > 1 && !allow_tail_call_in_subprogs(env)) {
4499                         verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
4500                         return -EINVAL;
4501                 }
4502                 break;
4503         case BPF_FUNC_perf_event_read:
4504         case BPF_FUNC_perf_event_output:
4505         case BPF_FUNC_perf_event_read_value:
4506         case BPF_FUNC_skb_output:
4507         case BPF_FUNC_xdp_output:
4508                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY)
4509                         goto error;
4510                 break;
4511         case BPF_FUNC_get_stackid:
4512                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE)
4513                         goto error;
4514                 break;
4515         case BPF_FUNC_current_task_under_cgroup:
4516         case BPF_FUNC_skb_under_cgroup:
4517                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY)
4518                         goto error;
4519                 break;
4520         case BPF_FUNC_redirect_map:
4521                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP &&
4522                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH &&
4523                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CPUMAP &&
4524                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_XSKMAP)
4525                         goto error;
4526                 break;
4527         case BPF_FUNC_sk_redirect_map:
4528         case BPF_FUNC_msg_redirect_map:
4529         case BPF_FUNC_sock_map_update:
4530                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP)
4531                         goto error;
4532                 break;
4533         case BPF_FUNC_sk_redirect_hash:
4534         case BPF_FUNC_msg_redirect_hash:
4535         case BPF_FUNC_sock_hash_update:
4536                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
4537                         goto error;
4538                 break;
4539         case BPF_FUNC_get_local_storage:
4540                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE &&
4541                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE)
4542                         goto error;
4543                 break;
4544         case BPF_FUNC_sk_select_reuseport:
4545                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY &&
4546                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP &&
4547                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
4548                         goto error;
4549                 break;
4550         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
4551         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
4552         case BPF_FUNC_map_push_elem:
4553                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
4554                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK)
4555                         goto error;
4556                 break;
4557         case BPF_FUNC_sk_storage_get:
4558         case BPF_FUNC_sk_storage_delete:
4559                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE)
4560                         goto error;
4561                 break;
4562         case BPF_FUNC_inode_storage_get:
4563         case BPF_FUNC_inode_storage_delete:
4564                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE)
4565                         goto error;
4566                 break;
4567         case BPF_FUNC_task_storage_get:
4568         case BPF_FUNC_task_storage_delete:
4569                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE)
4570                         goto error;
4571                 break;
4572         default:
4573                 break;
4574         }
4575
4576         return 0;
4577 error:
4578         verbose(env, "cannot pass map_type %d into func %s#%d\n",
4579                 map->map_type, func_id_name(func_id), func_id);
4580         return -EINVAL;
4581 }
4582
4583 static bool check_raw_mode_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
4584 {
4585         int count = 0;
4586
4587         if (fn->arg1_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
4588                 count++;
4589         if (fn->arg2_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
4590                 count++;
4591         if (fn->arg3_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
4592                 count++;
4593         if (fn->arg4_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
4594                 count++;
4595         if (fn->arg5_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
4596                 count++;
4597
4598         /* We only support one arg being in raw mode at the moment,
4599          * which is sufficient for the helper functions we have
4600          * right now.
4601          */
4602         return count <= 1;
4603 }
4604
4605 static bool check_args_pair_invalid(enum bpf_arg_type arg_curr,
4606                                     enum bpf_arg_type arg_next)
4607 {
4608         return (arg_type_is_mem_ptr(arg_curr) &&
4609                 !arg_type_is_mem_size(arg_next)) ||
4610                (!arg_type_is_mem_ptr(arg_curr) &&
4611                 arg_type_is_mem_size(arg_next));
4612 }
4613
4614 static bool check_arg_pair_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
4615 {
4616         /* bpf_xxx(..., buf, len) call will access 'len'
4617          * bytes from memory 'buf'. Both arg types need
4618          * to be paired, so make sure there's no buggy
4619          * helper function specification.
4620          */
4621         if (arg_type_is_mem_size(fn->arg1_type) ||
4622             arg_type_is_mem_ptr(fn->arg5_type)  ||
4623             check_args_pair_invalid(fn->arg1_type, fn->arg2_type) ||
4624             check_args_pair_invalid(fn->arg2_type, fn->arg3_type) ||
4625             check_args_pair_invalid(fn->arg3_type, fn->arg4_type) ||
4626             check_args_pair_invalid(fn->arg4_type, fn->arg5_type))
4627                 return false;
4628
4629         return true;
4630 }
4631
4632 static bool check_refcount_ok(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id)
4633 {
4634         int count = 0;
4635
4636         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg1_type))
4637                 count++;
4638         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg2_type))
4639                 count++;
4640         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg3_type))
4641                 count++;
4642         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg4_type))
4643                 count++;
4644         if (arg_type_may_be_refcounted(fn->arg5_type))
4645                 count++;
4646
4647         /* A reference acquiring function cannot acquire
4648          * another refcounted ptr.
4649          */
4650         if (may_be_acquire_function(func_id) && count)
4651                 return false;
4652
4653         /* We only support one arg being unreferenced at the moment,
4654          * which is sufficient for the helper functions we have right now.
4655          */
4656         return count <= 1;
4657 }
4658
4659 static bool check_btf_id_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
4660 {
4661         int i;
4662
4663         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(fn->arg_type); i++) {
4664                 if (fn->arg_type[i] == ARG_PTR_TO_BTF_ID && !fn->arg_btf_id[i])
4665                         return false;
4666
4667                 if (fn->arg_type[i] != ARG_PTR_TO_BTF_ID && fn->arg_btf_id[i])
4668                         return false;
4669         }
4670
4671         return true;
4672 }
4673
4674 static int check_func_proto(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id)
4675 {
4676         return check_raw_mode_ok(fn) &&
4677                check_arg_pair_ok(fn) &&
4678                check_btf_id_ok(fn) &&
4679                check_refcount_ok(fn, func_id) ? 0 : -EINVAL;
4680 }
4681
4682 /* Packet data might have moved, any old PTR_TO_PACKET[_META,_END]
4683  * are now invalid, so turn them into unknown SCALAR_VALUE.
4684  */
4685 static void __clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env,
4686                                      struct bpf_func_state *state)
4687 {
4688         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
4689         int i;
4690
4691         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
4692                 if (reg_is_pkt_pointer_any(&regs[i]))
4693                         mark_reg_unknown(env, regs, i);
4694
4695         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
4696                 if (!reg)
4697                         continue;
4698                 if (reg_is_pkt_pointer_any(reg))
4699                         __mark_reg_unknown(env, reg);
4700         }
4701 }
4702
4703 static void clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env)
4704 {
4705         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4706         int i;
4707
4708         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
4709                 __clear_all_pkt_pointers(env, vstate->frame[i]);
4710 }
4711
4712 enum {
4713         AT_PKT_END = -1,
4714         BEYOND_PKT_END = -2,
4715 };
4716
4717 static void mark_pkt_end(struct bpf_verifier_state *vstate, int regn, bool range_open)
4718 {
4719         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4720         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regn];
4721
4722         if (reg->type != PTR_TO_PACKET)
4723                 /* PTR_TO_PACKET_META is not supported yet */
4724                 return;
4725
4726         /* The 'reg' is pkt > pkt_end or pkt >= pkt_end.
4727          * How far beyond pkt_end it goes is unknown.
4728          * if (!range_open) it's the case of pkt >= pkt_end
4729          * if (range_open) it's the case of pkt > pkt_end
4730          * hence this pointer is at least 1 byte bigger than pkt_end
4731          */
4732         if (range_open)
4733                 reg->range = BEYOND_PKT_END;
4734         else
4735                 reg->range = AT_PKT_END;
4736 }
4737
4738 static void release_reg_references(struct bpf_verifier_env *env,
4739                                    struct bpf_func_state *state,
4740                                    int ref_obj_id)
4741 {
4742         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
4743         int i;
4744
4745         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
4746                 if (regs[i].ref_obj_id == ref_obj_id)
4747                         mark_reg_unknown(env, regs, i);
4748
4749         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
4750                 if (!reg)
4751                         continue;
4752                 if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id)
4753                         __mark_reg_unknown(env, reg);
4754         }
4755 }
4756
4757 /* The pointer with the specified id has released its reference to kernel
4758  * resources. Identify all copies of the same pointer and clear the reference.
4759  */
4760 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env,
4761                              int ref_obj_id)
4762 {
4763         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4764         int err;
4765         int i;
4766
4767         err = release_reference_state(cur_func(env), ref_obj_id);
4768         if (err)
4769                 return err;
4770
4771         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
4772                 release_reg_references(env, vstate->frame[i], ref_obj_id);
4773
4774         return 0;
4775 }
4776
4777 static void clear_caller_saved_regs(struct bpf_verifier_env *env,
4778                                     struct bpf_reg_state *regs)
4779 {
4780         int i;
4781
4782         /* after the call registers r0 - r5 were scratched */
4783         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
4784                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
4785                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
4786         }
4787 }
4788
4789 static int check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
4790                            int *insn_idx)
4791 {
4792         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
4793         struct bpf_func_info_aux *func_info_aux;
4794         struct bpf_func_state *caller, *callee;
4795         int i, err, subprog, target_insn;
4796         bool is_global = false;
4797
4798         if (state->curframe + 1 >= MAX_CALL_FRAMES) {
4799                 verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep\n",
4800                         state->curframe + 2);
4801                 return -E2BIG;
4802         }
4803
4804         target_insn = *insn_idx + insn->imm;
4805         subprog = find_subprog(env, target_insn + 1);
4806         if (subprog < 0) {
4807                 verbose(env, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
4808                         target_insn + 1);
4809                 return -EFAULT;
4810         }
4811
4812         caller = state->frame[state->curframe];
4813         if (state->frame[state->curframe + 1]) {
4814                 verbose(env, "verifier bug. Frame %d already allocated\n",
4815                         state->curframe + 1);
4816                 return -EFAULT;
4817         }
4818
4819         func_info_aux = env->prog->aux->func_info_aux;
4820         if (func_info_aux)
4821                 is_global = func_info_aux[subprog].linkage == BTF_FUNC_GLOBAL;
4822         err = btf_check_func_arg_match(env, subprog, caller->regs);
4823         if (err == -EFAULT)
4824                 return err;
4825         if (is_global) {
4826                 if (err) {
4827                         verbose(env, "Caller passes invalid args into func#%d\n",
4828                                 subprog);
4829                         return err;
4830                 } else {
4831                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
4832                                 verbose(env,
4833                                         "Func#%d is global and valid. Skipping.\n",
4834                                         subprog);
4835                         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
4836
4837                         /* All global functions return SCALAR_VALUE */
4838                         mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
4839
4840                         /* continue with next insn after call */
4841                         return 0;
4842                 }
4843         }
4844
4845         callee = kzalloc(sizeof(*callee), GFP_KERNEL);
4846         if (!callee)
4847                 return -ENOMEM;
4848         state->frame[state->curframe + 1] = callee;
4849
4850         /* callee cannot access r0, r6 - r9 for reading and has to write
4851          * into its own stack before reading from it.
4852          * callee can read/write into caller's stack
4853          */
4854         init_func_state(env, callee,
4855                         /* remember the callsite, it will be used by bpf_exit */
4856                         *insn_idx /* callsite */,
4857                         state->curframe + 1 /* frameno within this callchain */,
4858                         subprog /* subprog number within this prog */);
4859
4860         /* Transfer references to the callee */
4861         err = transfer_reference_state(callee, caller);
4862         if (err)
4863                 return err;
4864
4865         /* copy r1 - r5 args that callee can access.  The copy includes parent
4866          * pointers, which connects us up to the liveness chain
4867          */
4868         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
4869                 callee->regs[i] = caller->regs[i];
4870
4871         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
4872
4873         /* only increment it after check_reg_arg() finished */
4874         state->curframe++;
4875
4876         /* and go analyze first insn of the callee */
4877         *insn_idx = target_insn;
4878
4879         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
4880                 verbose(env, "caller:\n");
4881                 print_verifier_state(env, caller);
4882                 verbose(env, "callee:\n");
4883                 print_verifier_state(env, callee);
4884         }
4885         return 0;
4886 }
4887
4888 static int prepare_func_exit(struct bpf_verifier_env *env, int *insn_idx)
4889 {
4890         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
4891         struct bpf_func_state *caller, *callee;
4892         struct bpf_reg_state *r0;
4893         int err;
4894
4895         callee = state->frame[state->curframe];
4896         r0 = &callee->regs[BPF_REG_0];
4897         if (r0->type == PTR_TO_STACK) {
4898                 /* technically it's ok to return caller's stack pointer
4899                  * (or caller's caller's pointer) back to the caller,
4900                  * since these pointers are valid. Only current stack
4901                  * pointer will be invalid as soon as function exits,
4902                  * but let's be conservative
4903                  */
4904                 verbose(env, "cannot return stack pointer to the caller\n");
4905                 return -EINVAL;
4906         }
4907
4908         state->curframe--;
4909         caller = state->frame[state->curframe];
4910         /* return to the caller whatever r0 had in the callee */
4911         caller->regs[BPF_REG_0] = *r0;
4912
4913         /* Transfer references to the caller */
4914         err = transfer_reference_state(caller, callee);
4915         if (err)
4916                 return err;
4917
4918         *insn_idx = callee->callsite + 1;
4919         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
4920                 verbose(env, "returning from callee:\n");
4921                 print_verifier_state(env, callee);
4922                 verbose(env, "to caller at %d:\n", *insn_idx);
4923                 print_verifier_state(env, caller);
4924         }
4925         /* clear everything in the callee */
4926         free_func_state(callee);
4927         state->frame[state->curframe + 1] = NULL;
4928         return 0;
4929 }
4930
4931 static void do_refine_retval_range(struct bpf_reg_state *regs, int ret_type,
4932                                    int func_id,
4933                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
4934 {
4935         struct bpf_reg_state *ret_reg = &regs[BPF_REG_0];
4936
4937         if (ret_type != RET_INTEGER ||
4938             (func_id != BPF_FUNC_get_stack &&
4939              func_id != BPF_FUNC_probe_read_str &&
4940              func_id != BPF_FUNC_probe_read_kernel_str &&
4941              func_id != BPF_FUNC_probe_read_user_str))
4942                 return;
4943
4944         ret_reg->smax_value = meta->msize_max_value;
4945         ret_reg->s32_max_value = meta->msize_max_value;
4946         ret_reg->smin_value = -MAX_ERRNO;
4947         ret_reg->s32_min_value = -MAX_ERRNO;
4948         __reg_deduce_bounds(ret_reg);
4949         __reg_bound_offset(ret_reg);
4950         __update_reg_bounds(ret_reg);
4951 }
4952
4953 static int
4954 record_func_map(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
4955                 int func_id, int insn_idx)
4956 {
4957         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
4958         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
4959
4960         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call &&
4961             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
4962             func_id != BPF_FUNC_map_update_elem &&
4963             func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
4964             func_id != BPF_FUNC_map_push_elem &&
4965             func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
4966             func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem)
4967                 return 0;
4968
4969         if (map == NULL) {
4970                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
4971                 return -EINVAL;
4972         }
4973
4974         /* In case of read-only, some additional restrictions
4975          * need to be applied in order to prevent altering the
4976          * state of the map from program side.
4977          */
4978         if ((map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
4979             (func_id == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
4980              func_id == BPF_FUNC_map_update_elem ||
4981              func_id == BPF_FUNC_map_push_elem ||
4982              func_id == BPF_FUNC_map_pop_elem)) {
4983                 verbose(env, "write into map forbidden\n");
4984                 return -EACCES;
4985         }
4986
4987         if (!BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state))
4988                 bpf_map_ptr_store(aux, meta->map_ptr,
4989                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
4990         else if (BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) != meta->map_ptr)
4991                 bpf_map_ptr_store(aux, BPF_MAP_PTR_POISON,
4992                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
4993         return 0;
4994 }
4995
4996 static int
4997 record_func_key(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
4998                 int func_id, int insn_idx)
4999 {
5000         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
5001         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg;
5002         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
5003         struct tnum range;
5004         u64 val;
5005         int err;
5006
5007         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
5008                 return 0;
5009         if (!map || map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY) {
5010                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
5011                 return -EINVAL;
5012         }
5013
5014         range = tnum_range(0, map->max_entries - 1);
5015         reg = &regs[BPF_REG_3];
5016
5017         if (!register_is_const(reg) || !tnum_in(range, reg->var_off)) {
5018                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
5019                 return 0;
5020         }
5021
5022         err = mark_chain_precision(env, BPF_REG_3);
5023         if (err)
5024                 return err;
5025
5026         val = reg->var_off.value;
5027         if (bpf_map_key_unseen(aux))
5028                 bpf_map_key_store(aux, val);
5029         else if (!bpf_map_key_poisoned(aux) &&
5030                   bpf_map_key_immediate(aux) != val)
5031                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
5032         return 0;
5033 }
5034
5035 static int check_reference_leak(struct bpf_verifier_env *env)
5036 {
5037         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
5038         int i;
5039
5040         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
5041                 verbose(env, "Unreleased reference id=%d alloc_insn=%d\n",
5042                         state->refs[i].id, state->refs[i].insn_idx);
5043         }
5044         return state->acquired_refs ? -EINVAL : 0;
5045 }
5046
5047 static int check_helper_call(struct bpf_verifier_env *env, int func_id, int insn_idx)
5048 {
5049         const struct bpf_func_proto *fn = NULL;
5050         struct bpf_reg_state *regs;
5051         struct bpf_call_arg_meta meta;
5052         bool changes_data;
5053         int i, err;
5054
5055         /* find function prototype */
5056         if (func_id < 0 || func_id >= __BPF_FUNC_MAX_ID) {
5057                 verbose(env, "invalid func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
5058                         func_id);
5059                 return -EINVAL;
5060         }
5061
5062         if (env->ops->get_func_proto)
5063                 fn = env->ops->get_func_proto(func_id, env->prog);
5064         if (!fn) {
5065                 verbose(env, "unknown func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
5066                         func_id);
5067                 return -EINVAL;
5068         }
5069
5070         /* eBPF programs must be GPL compatible to use GPL-ed functions */
5071         if (!env->prog->gpl_compatible && fn->gpl_only) {
5072                 verbose(env, "cannot call GPL-restricted function from non-GPL compatible program\n");
5073                 return -EINVAL;
5074         }
5075
5076         if (fn->allowed && !fn->allowed(env->prog)) {
5077                 verbose(env, "helper call is not allowed in probe\n");
5078                 return -EINVAL;
5079         }
5080
5081         /* With LD_ABS/IND some JITs save/restore skb from r1. */
5082         changes_data = bpf_helper_changes_pkt_data(fn->func);
5083         if (changes_data && fn->arg1_type != ARG_PTR_TO_CTX) {
5084                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d: r1 != ctx\n",
5085                         func_id_name(func_id), func_id);
5086                 return -EINVAL;
5087         }
5088
5089         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
5090         meta.pkt_access = fn->pkt_access;
5091
5092         err = check_func_proto(fn, func_id);
5093         if (err) {
5094                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
5095                         func_id_name(func_id), func_id);
5096                 return err;
5097         }
5098
5099         meta.func_id = func_id;
5100         /* check args */
5101         for (i = 0; i < 5; i++) {
5102                 err = check_func_arg(env, i, &meta, fn);
5103                 if (err)
5104                         return err;
5105         }
5106
5107         err = record_func_map(env, &meta, func_id, insn_idx);
5108         if (err)
5109                 return err;
5110
5111         err = record_func_key(env, &meta, func_id, insn_idx);
5112         if (err)
5113                 return err;
5114
5115         /* Mark slots with STACK_MISC in case of raw mode, stack offset
5116          * is inferred from register state.
5117          */
5118         for (i = 0; i < meta.access_size; i++) {
5119                 err = check_mem_access(env, insn_idx, meta.regno, i, BPF_B,
5120                                        BPF_WRITE, -1, false);
5121                 if (err)
5122                         return err;
5123         }
5124
5125         if (func_id == BPF_FUNC_tail_call) {
5126                 err = check_reference_leak(env);
5127                 if (err) {
5128                         verbose(env, "tail_call would lead to reference leak\n");
5129                         return err;
5130                 }
5131         } else if (is_release_function(func_id)) {
5132                 err = release_reference(env, meta.ref_obj_id);
5133                 if (err) {
5134                         verbose(env, "func %s#%d reference has not been acquired before\n",
5135                                 func_id_name(func_id), func_id);
5136                         return err;
5137                 }
5138         }
5139
5140         regs = cur_regs(env);
5141
5142         /* check that flags argument in get_local_storage(map, flags) is 0,
5143          * this is required because get_local_storage() can't return an error.
5144          */
5145         if (func_id == BPF_FUNC_get_local_storage &&
5146             !register_is_null(&regs[BPF_REG_2])) {
5147                 verbose(env, "get_local_storage() doesn't support non-zero flags\n");
5148                 return -EINVAL;
5149         }
5150
5151         /* reset caller saved regs */
5152         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
5153                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
5154                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
5155         }
5156
5157         /* helper call returns 64-bit value. */
5158         regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
5159
5160         /* update return register (already marked as written above) */
5161         if (fn->ret_type == RET_INTEGER) {
5162                 /* sets type to SCALAR_VALUE */
5163                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
5164         } else if (fn->ret_type == RET_VOID) {
5165                 regs[BPF_REG_0].type = NOT_INIT;
5166         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL ||
5167                    fn->ret_type == RET_PTR_TO_MAP_VALUE) {
5168                 /* There is no offset yet applied, variable or fixed */
5169                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
5170                 /* remember map_ptr, so that check_map_access()
5171                  * can check 'value_size' boundary of memory access
5172                  * to map element returned from bpf_map_lookup_elem()
5173                  */
5174                 if (meta.map_ptr == NULL) {
5175                         verbose(env,
5176                                 "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
5177                         return -EINVAL;
5178                 }
5179                 regs[BPF_REG_0].map_ptr = meta.map_ptr;
5180                 if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_MAP_VALUE) {
5181                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
5182                         if (map_value_has_spin_lock(meta.map_ptr))
5183                                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
5184                 } else {
5185                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL;
5186                 }
5187         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_SOCKET_OR_NULL) {
5188                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
5189                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCKET_OR_NULL;
5190         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL) {
5191                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
5192                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL;
5193         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL) {
5194                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
5195                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL;
5196         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_ALLOC_MEM_OR_NULL) {
5197                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
5198                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM_OR_NULL;
5199                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.mem_size;
5200         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID_OR_NULL ||
5201                    fn->ret_type == RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID) {
5202                 const struct btf_type *t;
5203
5204                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
5205                 t = btf_type_skip_modifiers(meta.ret_btf, meta.ret_btf_id, NULL);
5206                 if (!btf_type_is_struct(t)) {
5207                         u32 tsize;
5208                         const struct btf_type *ret;
5209                         const char *tname;
5210
5211                         /* resolve the type size of ksym. */
5212                         ret = btf_resolve_size(meta.ret_btf, t, &tsize);
5213                         if (IS_ERR(ret)) {
5214                                 tname = btf_name_by_offset(meta.ret_btf, t->name_off);
5215                                 verbose(env, "unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
5216                                         tname, PTR_ERR(ret));
5217                                 return -EINVAL;
5218                         }
5219                         regs[BPF_REG_0].type =
5220                                 fn->ret_type == RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID ?
5221                                 PTR_TO_MEM : PTR_TO_MEM_OR_NULL;
5222                         regs[BPF_REG_0].mem_size = tsize;
5223                 } else {
5224                         regs[BPF_REG_0].type =
5225                                 fn->ret_type == RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID ?
5226                                 PTR_TO_BTF_ID : PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL;
5227                         regs[BPF_REG_0].btf = meta.ret_btf;
5228                         regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
5229                 }
5230         } else if (fn->ret_type == RET_PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL ||
5231                    fn->ret_type == RET_PTR_TO_BTF_ID) {
5232                 int ret_btf_id;
5233
5234                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
5235                 regs[BPF_REG_0].type = fn->ret_type == RET_PTR_TO_BTF_ID ?
5236                                                      PTR_TO_BTF_ID :
5237                                                      PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL;
5238                 ret_btf_id = *fn->ret_btf_id;
5239                 if (ret_btf_id == 0) {
5240                         verbose(env, "invalid return type %d of func %s#%d\n",
5241                                 fn->ret_type, func_id_name(func_id), func_id);
5242                         return -EINVAL;
5243                 }
5244                 /* current BPF helper definitions are only coming from
5245                  * built-in code with type IDs from  vmlinux BTF
5246                  */
5247                 regs[BPF_REG_0].btf = btf_vmlinux;
5248                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
5249         } else {
5250                 verbose(env, "unknown return type %d of func %s#%d\n",
5251                         fn->ret_type, func_id_name(func_id), func_id);
5252                 return -EINVAL;
5253         }
5254
5255         if (reg_type_may_be_null(regs[BPF_REG_0].type))
5256                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
5257
5258         if (is_ptr_cast_function(func_id)) {
5259                 /* For release_reference() */
5260                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
5261         } else if (is_acquire_function(func_id, meta.map_ptr)) {
5262                 int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
5263
5264                 if (id < 0)
5265                         return id;
5266                 /* For mark_ptr_or_null_reg() */
5267                 regs[BPF_REG_0].id = id;
5268                 /* For release_reference() */
5269                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
5270         }
5271
5272         do_refine_retval_range(regs, fn->ret_type, func_id, &meta);
5273
5274         err = check_map_func_compatibility(env, meta.map_ptr, func_id);
5275         if (err)
5276                 return err;
5277
5278         if ((func_id == BPF_FUNC_get_stack ||
5279              func_id == BPF_FUNC_get_task_stack) &&
5280             !env->prog->has_callchain_buf) {
5281                 const char *err_str;
5282
5283 #ifdef CONFIG_PERF_EVENTS
5284                 err = get_callchain_buffers(sysctl_perf_event_max_stack);
5285                 err_str = "cannot get callchain buffer for func %s#%d\n";
5286 #else
5287                 err = -ENOTSUPP;
5288                 err_str = "func %s#%d not supported without CONFIG_PERF_EVENTS\n";
5289 #endif
5290                 if (err) {
5291                         verbose(env, err_str, func_id_name(func_id), func_id);
5292                         return err;
5293                 }
5294
5295                 env->prog->has_callchain_buf = true;
5296         }
5297
5298         if (func_id == BPF_FUNC_get_stackid || func_id == BPF_FUNC_get_stack)
5299                 env->prog->call_get_stack = true;
5300
5301         if (changes_data)
5302                 clear_all_pkt_pointers(env);
5303         return 0;
5304 }
5305
5306 static bool signed_add_overflows(s64 a, s64 b)
5307 {
5308         /* Do the add in u64, where overflow is well-defined */
5309         s64 res = (s64)((u64)a + (u64)b);
5310
5311         if (b < 0)
5312                 return res > a;
5313         return res < a;
5314 }
5315
5316 static bool signed_add32_overflows(s32 a, s32 b)
5317 {
5318         /* Do the add in u32, where overflow is well-defined */
5319         s32 res = (s32)((u32)a + (u32)b);
5320
5321         if (b < 0)
5322                 return res > a;
5323         return res < a;
5324 }
5325
5326 static bool signed_sub_overflows(s64 a, s64 b)
5327 {
5328         /* Do the sub in u64, where overflow is well-defined */
5329         s64 res = (s64)((u64)a - (u64)b);
5330
5331         if (b < 0)
5332                 return res < a;
5333         return res > a;
5334 }
5335
5336 static bool signed_sub32_overflows(s32 a, s32 b)
5337 {
5338         /* Do the sub in u32, where overflow is well-defined */
5339         s32 res = (s32)((u32)a - (u32)b);
5340
5341         if (b < 0)
5342                 return res < a;
5343         return res > a;
5344 }
5345
5346 static bool check_reg_sane_offset(struct bpf_verifier_env *env,
5347                                   const struct bpf_reg_state *reg,
5348                                   enum bpf_reg_type type)
5349 {
5350         bool known = tnum_is_const(reg->var_off);
5351         s64 val = reg->var_off.value;
5352         s64 smin = reg->smin_value;
5353
5354         if (known && (val >= BPF_MAX_VAR_OFF || val <= -BPF_MAX_VAR_OFF)) {
5355                 verbose(env, "math between %s pointer and %lld is not allowed\n",
5356                         reg_type_str[type], val);
5357                 return false;
5358         }
5359
5360         if (reg->off >= BPF_MAX_VAR_OFF || reg->off <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
5361                 verbose(env, "%s pointer offset %d is not allowed\n",
5362                         reg_type_str[type], reg->off);
5363                 return false;
5364         }
5365
5366         if (smin == S64_MIN) {
5367                 verbose(env, "math between %s pointer and register with unbounded min value is not allowed\n",
5368                         reg_type_str[type]);
5369                 return false;
5370         }
5371
5372         if (smin >= BPF_MAX_VAR_OFF || smin <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
5373                 verbose(env, "value %lld makes %s pointer be out of bounds\n",
5374                         smin, reg_type_str[type]);
5375                 return false;
5376         }
5377
5378         return true;
5379 }
5380
5381 static struct bpf_insn_aux_data *cur_aux(struct bpf_verifier_env *env)
5382 {
5383         return &env->insn_aux_data[env->insn_idx];
5384 }
5385
5386 static int retrieve_ptr_limit(const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
5387                               u32 *ptr_limit, u8 opcode, bool off_is_neg)
5388 {
5389         bool mask_to_left = (opcode == BPF_ADD &&  off_is_neg) ||
5390                             (opcode == BPF_SUB && !off_is_neg);
5391         u32 off;
5392
5393         switch (ptr_reg->type) {
5394         case PTR_TO_STACK:
5395                 /* Indirect variable offset stack access is prohibited in
5396                  * unprivileged mode so it's not handled here.
5397                  */
5398                 off = ptr_reg->off + ptr_reg->var_off.value;
5399                 if (mask_to_left)
5400                         *ptr_limit = MAX_BPF_STACK + off;
5401                 else
5402                         *ptr_limit = -off;
5403                 return 0;
5404         case PTR_TO_MAP_VALUE:
5405                 if (mask_to_left) {
5406                         *ptr_limit = ptr_reg->umax_value + ptr_reg->off;
5407                 } else {
5408                         off = ptr_reg->smin_value + ptr_reg->off;
5409                         *ptr_limit = ptr_reg->map_ptr->value_size - off;
5410                 }
5411                 return 0;
5412         default:
5413                 return -EINVAL;
5414         }
5415 }
5416
5417 static bool can_skip_alu_sanitation(const struct bpf_verifier_env *env,
5418                                     const struct bpf_insn *insn)
5419 {
5420         return env->bypass_spec_v1 || BPF_SRC(insn->code) == BPF_K;
5421 }
5422
5423 static int update_alu_sanitation_state(struct bpf_insn_aux_data *aux,
5424                                        u32 alu_state, u32 alu_limit)
5425 {
5426         /* If we arrived here from different branches with different
5427          * state or limits to sanitize, then this won't work.
5428          */
5429         if (aux->alu_state &&
5430             (aux->alu_state != alu_state ||
5431              aux->alu_limit != alu_limit))
5432                 return -EACCES;
5433
5434         /* Corresponding fixup done in fixup_bpf_calls(). */
5435         aux->alu_state = alu_state;
5436         aux->alu_limit = alu_limit;
5437         return 0;
5438 }
5439
5440 static int sanitize_val_alu(struct bpf_verifier_env *env,
5441                             struct bpf_insn *insn)
5442 {
5443         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
5444
5445         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
5446                 return 0;
5447
5448         return update_alu_sanitation_state(aux, BPF_ALU_NON_POINTER, 0);
5449 }
5450
5451 static int sanitize_ptr_alu(struct bpf_verifier_env *env,
5452                             struct bpf_insn *insn,
5453                             const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
5454                             struct bpf_reg_state *dst_reg,
5455                             bool off_is_neg)
5456 {
5457         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
5458         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
5459         bool ptr_is_dst_reg = ptr_reg == dst_reg;
5460         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
5461         u32 alu_state, alu_limit;
5462         struct bpf_reg_state tmp;
5463         bool ret;
5464
5465         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
5466                 return 0;
5467
5468         /* We already marked aux for masking from non-speculative
5469          * paths, thus we got here in the first place. We only care
5470          * to explore bad access from here.
5471          */
5472         if (vstate->speculative)
5473                 goto do_sim;
5474
5475         alu_state  = off_is_neg ? BPF_ALU_NEG_VALUE : 0;
5476         alu_state |= ptr_is_dst_reg ?
5477                      BPF_ALU_SANITIZE_SRC : BPF_ALU_SANITIZE_DST;
5478
5479         if (retrieve_ptr_limit(ptr_reg, &alu_limit, opcode, off_is_neg))
5480                 return 0;
5481         if (update_alu_sanitation_state(aux, alu_state, alu_limit))
5482                 return -EACCES;
5483 do_sim:
5484         /* Simulate and find potential out-of-bounds access under
5485          * speculative execution from truncation as a result of
5486          * masking when off was not within expected range. If off
5487          * sits in dst, then we temporarily need to move ptr there
5488          * to simulate dst (== 0) +/-= ptr. Needed, for example,
5489          * for cases where we use K-based arithmetic in one direction
5490          * and truncated reg-based in the other in order to explore
5491          * bad access.
5492          */
5493         if (!ptr_is_dst_reg) {
5494                 tmp = *dst_reg;
5495                 *dst_reg = *ptr_reg;
5496         }
5497         ret = push_stack(env, env->insn_idx + 1, env->insn_idx, true);
5498         if (!ptr_is_dst_reg && ret)
5499                 *dst_reg = tmp;
5500         return !ret ? -EFAULT : 0;
5501 }
5502
5503 /* Handles arithmetic on a pointer and a scalar: computes new min/max and var_off.
5504  * Caller should also handle BPF_MOV case separately.
5505  * If we return -EACCES, caller may want to try again treating pointer as a
5506  * scalar.  So we only emit a diagnostic if !env->allow_ptr_leaks.
5507  */
5508 static int adjust_ptr_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
5509                                    struct bpf_insn *insn,
5510                                    const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
5511                                    const struct bpf_reg_state *off_reg)
5512 {
5513         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
5514         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
5515         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg;
5516         bool known = tnum_is_const(off_reg->var_off);
5517         s64 smin_val = off_reg->smin_value, smax_val = off_reg->smax_value,
5518             smin_ptr = ptr_reg->smin_value, smax_ptr = ptr_reg->smax_value;
5519         u64 umin_val = off_reg->umin_value, umax_val = off_reg->umax_value,
5520             umin_ptr = ptr_reg->umin_value, umax_ptr = ptr_reg->umax_value;
5521         u32 dst = insn->dst_reg, src = insn->src_reg;
5522         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
5523         int ret;
5524
5525         dst_reg = &regs[dst];
5526
5527         if ((known && (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
5528             smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
5529                 /* Taint dst register if offset had invalid bounds derived from
5530                  * e.g. dead branches.
5531                  */
5532                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
5533                 return 0;
5534         }
5535
5536         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64) {
5537                 /* 32-bit ALU ops on pointers produce (meaningless) scalars */
5538                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
5539                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
5540                         return 0;
5541                 }
5542
5543                 verbose(env,
5544                         "R%d 32-bit pointer arithmetic prohibited\n",
5545                         dst);
5546                 return -EACCES;
5547         }
5548
5549         switch (ptr_reg->type) {
5550         case PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL:
5551                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited, null-check it first\n",
5552                         dst, reg_type_str[ptr_reg->type]);
5553                 return -EACCES;
5554         case CONST_PTR_TO_MAP:
5555                 /* smin_val represents the known value */
5556                 if (known && smin_val == 0 && opcode == BPF_ADD)
5557                         break;
5558                 fallthrough;
5559         case PTR_TO_PACKET_END:
5560         case PTR_TO_SOCKET:
5561         case PTR_TO_SOCKET_OR_NULL:
5562         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
5563         case PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL:
5564         case PTR_TO_TCP_SOCK:
5565         case PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL:
5566         case PTR_TO_XDP_SOCK:
5567                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited\n",
5568                         dst, reg_type_str[ptr_reg->type]);
5569                 return -EACCES;
5570         case PTR_TO_MAP_VALUE:
5571                 if (!env->allow_ptr_leaks && !known && (smin_val < 0) != (smax_val < 0)) {
5572                         verbose(env, "R%d has unknown scalar with mixed signed bounds, pointer arithmetic with it prohibited for !root\n",
5573                                 off_reg == dst_reg ? dst : src);
5574                         return -EACCES;
5575                 }
5576                 fallthrough;
5577         default:
5578                 break;
5579         }
5580
5581         /* In case of 'scalar += pointer', dst_reg inherits pointer type and id.
5582          * The id may be overwritten later if we create a new variable offset.
5583          */
5584         dst_reg->type = ptr_reg->type;
5585         dst_reg->id = ptr_reg->id;
5586
5587         if (!check_reg_sane_offset(env, off_reg, ptr_reg->type) ||
5588             !check_reg_sane_offset(env, ptr_reg, ptr_reg->type))
5589                 return -EINVAL;
5590
5591         /* pointer types do not carry 32-bit bounds at the moment. */
5592         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
5593
5594         switch (opcode) {
5595         case BPF_ADD:
5596                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, ptr_reg, dst_reg, smin_val < 0);
5597                 if (ret < 0) {
5598                         verbose(env, "R%d tried to add from different maps or paths\n", dst);
5599                         return ret;
5600                 }
5601                 /* We can take a fixed offset as long as it doesn't overflow
5602                  * the s32 'off' field
5603                  */
5604                 if (known && (ptr_reg->off + smin_val ==
5605                               (s64)(s32)(ptr_reg->off + smin_val))) {
5606                         /* pointer += K.  Accumulate it into fixed offset */
5607                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
5608                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
5609                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
5610                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
5611                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
5612                         dst_reg->off = ptr_reg->off + smin_val;
5613                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
5614                         break;
5615                 }
5616                 /* A new variable offset is created.  Note that off_reg->off
5617                  * == 0, since it's a scalar.
5618                  * dst_reg gets the pointer type and since some positive
5619                  * integer value was added to the pointer, give it a new 'id'
5620                  * if it's a PTR_TO_PACKET.
5621                  * this creates a new 'base' pointer, off_reg (variable) gets
5622                  * added into the variable offset, and we copy the fixed offset
5623                  * from ptr_reg.
5624                  */
5625                 if (signed_add_overflows(smin_ptr, smin_val) ||
5626                     signed_add_overflows(smax_ptr, smax_val)) {
5627                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
5628                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
5629                 } else {
5630                         dst_reg->smin_value = smin_ptr + smin_val;
5631                         dst_reg->smax_value = smax_ptr + smax_val;
5632                 }
5633                 if (umin_ptr + umin_val < umin_ptr ||
5634                     umax_ptr + umax_val < umax_ptr) {
5635                         dst_reg->umin_value = 0;
5636                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
5637                 } else {
5638                         dst_reg->umin_value = umin_ptr + umin_val;
5639                         dst_reg->umax_value = umax_ptr + umax_val;
5640                 }
5641                 dst_reg->var_off = tnum_add(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
5642                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
5643                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
5644                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
5645                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
5646                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
5647                         memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
5648                 }
5649                 break;
5650         case BPF_SUB:
5651                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, ptr_reg, dst_reg, smin_val < 0);
5652                 if (ret < 0) {
5653                         verbose(env, "R%d tried to sub from different maps or paths\n", dst);
5654                         return ret;
5655                 }
5656                 if (dst_reg == off_reg) {
5657                         /* scalar -= pointer.  Creates an unknown scalar */
5658                         verbose(env, "R%d tried to subtract pointer from scalar\n",
5659                                 dst);
5660                         return -EACCES;
5661                 }
5662                 /* We don't allow subtraction from FP, because (according to
5663                  * test_verifier.c test "invalid fp arithmetic", JITs might not
5664                  * be able to deal with it.
5665                  */
5666                 if (ptr_reg->type == PTR_TO_STACK) {
5667                         verbose(env, "R%d subtraction from stack pointer prohibited\n",
5668                                 dst);
5669                         return -EACCES;
5670                 }
5671                 if (known && (ptr_reg->off - smin_val ==
5672                               (s64)(s32)(ptr_reg->off - smin_val))) {
5673                         /* pointer -= K.  Subtract it from fixed offset */
5674                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
5675                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
5676                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
5677                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
5678                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
5679                         dst_reg->id = ptr_reg->id;
5680                         dst_reg->off = ptr_reg->off - smin_val;
5681                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
5682                         break;
5683                 }
5684                 /* A new variable offset is created.  If the subtrahend is known
5685                  * nonnegative, then any reg->range we had before is still good.
5686                  */
5687                 if (signed_sub_overflows(smin_ptr, smax_val) ||
5688                     signed_sub_overflows(smax_ptr, smin_val)) {
5689                         /* Overflow possible, we know nothing */
5690                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
5691                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
5692                 } else {
5693                         dst_reg->smin_value = smin_ptr - smax_val;
5694                         dst_reg->smax_value = smax_ptr - smin_val;
5695                 }
5696                 if (umin_ptr < umax_val) {
5697                         /* Overflow possible, we know nothing */
5698                         dst_reg->umin_value = 0;
5699                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
5700                 } else {
5701                         /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
5702                         dst_reg->umin_value = umin_ptr - umax_val;
5703                         dst_reg->umax_value = umax_ptr - umin_val;
5704                 }
5705                 dst_reg->var_off = tnum_sub(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
5706                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
5707                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
5708                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
5709                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
5710                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
5711                         if (smin_val < 0)
5712                                 memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
5713                 }
5714                 break;
5715         case BPF_AND:
5716         case BPF_OR:
5717         case BPF_XOR:
5718                 /* bitwise ops on pointers are troublesome, prohibit. */
5719                 verbose(env, "R%d bitwise operator %s on pointer prohibited\n",
5720                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
5721                 return -EACCES;
5722         default:
5723                 /* other operators (e.g. MUL,LSH) produce non-pointer results */
5724                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic with %s operator prohibited\n",
5725                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
5726                 return -EACCES;
5727         }
5728
5729         if (!check_reg_sane_offset(env, dst_reg, ptr_reg->type))
5730                 return -EINVAL;
5731
5732         __update_reg_bounds(dst_reg);
5733         __reg_deduce_bounds(dst_reg);
5734         __reg_bound_offset(dst_reg);
5735
5736         /* For unprivileged we require that resulting offset must be in bounds
5737          * in order to be able to sanitize access later on.
5738          */
5739         if (!env->bypass_spec_v1) {
5740                 if (dst_reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE &&
5741                     check_map_access(env, dst, dst_reg->off, 1, false)) {
5742                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic of map value goes out of range, "
5743                                 "prohibited for !root\n", dst);
5744                         return -EACCES;
5745                 } else if (dst_reg->type == PTR_TO_STACK &&
5746                            check_stack_access(env, dst_reg, dst_reg->off +
5747                                               dst_reg->var_off.value, 1)) {
5748                         verbose(env, "R%d stack pointer arithmetic goes out of range, "
5749                                 "prohibited for !root\n", dst);
5750                         return -EACCES;
5751                 }
5752         }
5753
5754         return 0;
5755 }
5756
5757 static void scalar32_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5758                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
5759 {
5760         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
5761         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
5762         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
5763         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
5764
5765         if (signed_add32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smin_val) ||
5766             signed_add32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smax_val)) {
5767                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
5768                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
5769         } else {
5770                 dst_reg->s32_min_value += smin_val;
5771                 dst_reg->s32_max_value += smax_val;
5772         }
5773         if (dst_reg->u32_min_value + umin_val < umin_val ||
5774             dst_reg->u32_max_value + umax_val < umax_val) {
5775                 dst_reg->u32_min_value = 0;
5776                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
5777         } else {
5778                 dst_reg->u32_min_value += umin_val;
5779                 dst_reg->u32_max_value += umax_val;
5780         }
5781 }
5782
5783 static void scalar_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5784                                struct bpf_reg_state *src_reg)
5785 {
5786         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
5787         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
5788         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
5789         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
5790
5791         if (signed_add_overflows(dst_reg->smin_value, smin_val) ||
5792             signed_add_overflows(dst_reg->smax_value, smax_val)) {
5793                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
5794                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
5795         } else {
5796                 dst_reg->smin_value += smin_val;
5797                 dst_reg->smax_value += smax_val;
5798         }
5799         if (dst_reg->umin_value + umin_val < umin_val ||
5800             dst_reg->umax_value + umax_val < umax_val) {
5801                 dst_reg->umin_value = 0;
5802                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
5803         } else {
5804                 dst_reg->umin_value += umin_val;
5805                 dst_reg->umax_value += umax_val;
5806         }
5807 }
5808
5809 static void scalar32_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5810                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
5811 {
5812         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
5813         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
5814         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
5815         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
5816
5817         if (signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smax_val) ||
5818             signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smin_val)) {
5819                 /* Overflow possible, we know nothing */
5820                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
5821                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
5822         } else {
5823                 dst_reg->s32_min_value -= smax_val;
5824                 dst_reg->s32_max_value -= smin_val;
5825         }
5826         if (dst_reg->u32_min_value < umax_val) {
5827                 /* Overflow possible, we know nothing */
5828                 dst_reg->u32_min_value = 0;
5829                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
5830         } else {
5831                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
5832                 dst_reg->u32_min_value -= umax_val;
5833                 dst_reg->u32_max_value -= umin_val;
5834         }
5835 }
5836
5837 static void scalar_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5838                                struct bpf_reg_state *src_reg)
5839 {
5840         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
5841         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
5842         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
5843         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
5844
5845         if (signed_sub_overflows(dst_reg->smin_value, smax_val) ||
5846             signed_sub_overflows(dst_reg->smax_value, smin_val)) {
5847                 /* Overflow possible, we know nothing */
5848                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
5849                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
5850         } else {
5851                 dst_reg->smin_value -= smax_val;
5852                 dst_reg->smax_value -= smin_val;
5853         }
5854         if (dst_reg->umin_value < umax_val) {
5855                 /* Overflow possible, we know nothing */
5856                 dst_reg->umin_value = 0;
5857                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
5858         } else {
5859                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
5860                 dst_reg->umin_value -= umax_val;
5861                 dst_reg->umax_value -= umin_val;
5862         }
5863 }
5864
5865 static void scalar32_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5866                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
5867 {
5868         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
5869         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
5870         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
5871
5872         if (smin_val < 0 || dst_reg->s32_min_value < 0) {
5873                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
5874                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
5875                 return;
5876         }
5877         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
5878          * copy the result to signed (unless it exceeds S32_MAX).
5879          */
5880         if (umax_val > U16_MAX || dst_reg->u32_max_value > U16_MAX) {
5881                 /* Potential overflow, we know nothing */
5882                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
5883                 return;
5884         }
5885         dst_reg->u32_min_value *= umin_val;
5886         dst_reg->u32_max_value *= umax_val;
5887         if (dst_reg->u32_max_value > S32_MAX) {
5888                 /* Overflow possible, we know nothing */
5889                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
5890                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
5891         } else {
5892                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
5893                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
5894         }
5895 }
5896
5897 static void scalar_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5898                                struct bpf_reg_state *src_reg)
5899 {
5900         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
5901         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
5902         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
5903
5904         if (smin_val < 0 || dst_reg->smin_value < 0) {
5905                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
5906                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
5907                 return;
5908         }
5909         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
5910          * copy the result to signed (unless it exceeds S64_MAX).
5911          */
5912         if (umax_val > U32_MAX || dst_reg->umax_value > U32_MAX) {
5913                 /* Potential overflow, we know nothing */
5914                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
5915                 return;
5916         }
5917         dst_reg->umin_value *= umin_val;
5918         dst_reg->umax_value *= umax_val;
5919         if (dst_reg->umax_value > S64_MAX) {
5920                 /* Overflow possible, we know nothing */
5921                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
5922                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
5923         } else {
5924                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
5925                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
5926         }
5927 }
5928
5929 static void scalar32_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5930                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
5931 {
5932         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
5933         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
5934         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
5935         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
5936         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
5937
5938         /* Assuming scalar64_min_max_and will be called so its safe
5939          * to skip updating register for known 32-bit case.
5940          */
5941         if (src_known && dst_known)
5942                 return;
5943
5944         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
5945          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
5946          */
5947         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
5948         dst_reg->u32_max_value = min(dst_reg->u32_max_value, umax_val);
5949         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
5950                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
5951                  * ain't nobody got time for that.
5952                  */
5953                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
5954                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
5955         } else {
5956                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
5957                  * cast result into s64.
5958                  */
5959                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
5960                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
5961         }
5962
5963 }
5964
5965 static void scalar_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
5966                                struct bpf_reg_state *src_reg)
5967 {
5968         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
5969         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
5970         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
5971         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
5972
5973         if (src_known && dst_known) {
5974                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
5975                 return;
5976         }
5977
5978         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
5979          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
5980          */
5981         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
5982         dst_reg->umax_value = min(dst_reg->umax_value, umax_val);
5983         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
5984                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
5985                  * ain't nobody got time for that.
5986                  */
5987                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
5988                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
5989         } else {
5990                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
5991                  * cast result into s64.
5992                  */
5993                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
5994                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
5995         }
5996         /* We may learn something more from the var_off */
5997         __update_reg_bounds(dst_reg);
5998 }
5999
6000 static void scalar32_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6001                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
6002 {
6003         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
6004         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
6005         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
6006         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
6007         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
6008
6009         /* Assuming scalar64_min_max_or will be called so it is safe
6010          * to skip updating register for known case.
6011          */
6012         if (src_known && dst_known)
6013                 return;
6014
6015         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
6016          * maximum of the operands' minima
6017          */
6018         dst_reg->u32_min_value = max(dst_reg->u32_min_value, umin_val);
6019         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
6020         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
6021                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
6022                  * ain't nobody got time for that.
6023                  */
6024                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
6025                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
6026         } else {
6027                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
6028                  * cast result into s64.
6029                  */
6030                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
6031                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
6032         }
6033 }
6034
6035 static void scalar_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6036                               struct bpf_reg_state *src_reg)
6037 {
6038         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
6039         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
6040         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
6041         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
6042
6043         if (src_known && dst_known) {
6044                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
6045                 return;
6046         }
6047
6048         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
6049          * maximum of the operands' minima
6050          */
6051         dst_reg->umin_value = max(dst_reg->umin_value, umin_val);
6052         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
6053         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
6054                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
6055                  * ain't nobody got time for that.
6056                  */
6057                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
6058                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
6059         } else {
6060                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
6061                  * cast result into s64.
6062                  */
6063                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
6064                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
6065         }
6066         /* We may learn something more from the var_off */
6067         __update_reg_bounds(dst_reg);
6068 }
6069
6070 static void scalar32_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6071                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
6072 {
6073         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
6074         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
6075         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
6076         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
6077
6078         /* Assuming scalar64_min_max_xor will be called so it is safe
6079          * to skip updating register for known case.
6080          */
6081         if (src_known && dst_known)
6082                 return;
6083
6084         /* We get both minimum and maximum from the var32_off. */
6085         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
6086         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
6087
6088         if (dst_reg->s32_min_value >= 0 && smin_val >= 0) {
6089                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
6090                  * so safe to cast u32 result into s32.
6091                  */
6092                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
6093                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
6094         } else {
6095                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
6096                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
6097         }
6098 }
6099
6100 static void scalar_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6101                                struct bpf_reg_state *src_reg)
6102 {
6103         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
6104         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
6105         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
6106
6107         if (src_known && dst_known) {
6108                 /* dst_reg->var_off.value has been updated earlier */
6109                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
6110                 return;
6111         }
6112
6113         /* We get both minimum and maximum from the var_off. */
6114         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
6115         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
6116
6117         if (dst_reg->smin_value >= 0 && smin_val >= 0) {
6118                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
6119                  * so safe to cast u64 result into s64.
6120                  */
6121                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
6122                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
6123         } else {
6124                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
6125                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
6126         }
6127
6128         __update_reg_bounds(dst_reg);
6129 }
6130
6131 static void __scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6132                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
6133 {
6134         /* We lose all sign bit information (except what we can pick
6135          * up from var_off)
6136          */
6137         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
6138         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
6139         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
6140         if (umax_val > 31 || dst_reg->u32_max_value > 1ULL << (31 - umax_val)) {
6141                 dst_reg->u32_min_value = 0;
6142                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
6143         } else {
6144                 dst_reg->u32_min_value <<= umin_val;
6145                 dst_reg->u32_max_value <<= umax_val;
6146         }
6147 }
6148
6149 static void scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6150                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
6151 {
6152         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
6153         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
6154         /* u32 alu operation will zext upper bits */
6155         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
6156
6157         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
6158         dst_reg->var_off = tnum_subreg(tnum_lshift(subreg, umin_val));
6159         /* Not required but being careful mark reg64 bounds as unknown so
6160          * that we are forced to pick them up from tnum and zext later and
6161          * if some path skips this step we are still safe.
6162          */
6163         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
6164         __update_reg32_bounds(dst_reg);
6165 }
6166
6167 static void __scalar64_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6168                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
6169 {
6170         /* Special case <<32 because it is a common compiler pattern to sign
6171          * extend subreg by doing <<32 s>>32. In this case if 32bit bounds are
6172          * positive we know this shift will also be positive so we can track
6173          * bounds correctly. Otherwise we lose all sign bit information except
6174          * what we can pick up from var_off. Perhaps we can generalize this
6175          * later to shifts of any length.
6176          */
6177         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_max_value >= 0)
6178                 dst_reg->smax_value = (s64)dst_reg->s32_max_value << 32;
6179         else
6180                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
6181
6182         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_min_value >= 0)
6183                 dst_reg->smin_value = (s64)dst_reg->s32_min_value << 32;
6184         else
6185                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
6186
6187         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
6188         if (dst_reg->umax_value > 1ULL << (63 - umax_val)) {
6189                 dst_reg->umin_value = 0;
6190                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
6191         } else {
6192                 dst_reg->umin_value <<= umin_val;
6193                 dst_reg->umax_value <<= umax_val;
6194         }
6195 }
6196
6197 static void scalar_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6198                                struct bpf_reg_state *src_reg)
6199 {
6200         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
6201         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
6202
6203         /* scalar64 calc uses 32bit unshifted bounds so must be called first */
6204         __scalar64_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
6205         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
6206
6207         dst_reg->var_off = tnum_lshift(dst_reg->var_off, umin_val);
6208         /* We may learn something more from the var_off */
6209         __update_reg_bounds(dst_reg);
6210 }
6211
6212 static void scalar32_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6213                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
6214 {
6215         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
6216         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
6217         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
6218
6219         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
6220          * be negative, then either:
6221          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
6222          *    unknown, so we lose our signed bounds
6223          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
6224          *    signed bounds
6225          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
6226          *    about the result
6227          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
6228          * unsigned bounts capture the signed bounds.
6229          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
6230          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
6231          * var_off of the result.
6232          */
6233         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
6234         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
6235
6236         dst_reg->var_off = tnum_rshift(subreg, umin_val);
6237         dst_reg->u32_min_value >>= umax_val;
6238         dst_reg->u32_max_value >>= umin_val;
6239
6240         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
6241         __update_reg32_bounds(dst_reg);
6242 }
6243
6244 static void scalar_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6245                                struct bpf_reg_state *src_reg)
6246 {
6247         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
6248         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
6249
6250         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
6251          * be negative, then either:
6252          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
6253          *    unknown, so we lose our signed bounds
6254          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
6255          *    signed bounds
6256          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
6257          *    about the result
6258          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
6259          * unsigned bounts capture the signed bounds.
6260          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
6261          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
6262          * var_off of the result.
6263          */
6264         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
6265         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
6266         dst_reg->var_off = tnum_rshift(dst_reg->var_off, umin_val);
6267         dst_reg->umin_value >>= umax_val;
6268         dst_reg->umax_value >>= umin_val;
6269
6270         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
6271          * on bits being shifted in. Take easy way out and mark unbounded
6272          * so we can recalculate later from tnum.
6273          */
6274         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
6275         __update_reg_bounds(dst_reg);
6276 }
6277
6278 static void scalar32_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6279                                   struct bpf_reg_state *src_reg)
6280 {
6281         u64 umin_val = src_reg->u32_min_value;
6282
6283         /* Upon reaching here, src_known is true and
6284          * umax_val is equal to umin_val.
6285          */
6286         dst_reg->s32_min_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_min_value) >> umin_val);
6287         dst_reg->s32_max_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_max_value) >> umin_val);
6288
6289         dst_reg->var_off = tnum_arshift(tnum_subreg(dst_reg->var_off), umin_val, 32);
6290
6291         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
6292          * dst_reg var_off to refine the result.
6293          */
6294         dst_reg->u32_min_value = 0;
6295         dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
6296
6297         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
6298         __update_reg32_bounds(dst_reg);
6299 }
6300
6301 static void scalar_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
6302                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
6303 {
6304         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
6305
6306         /* Upon reaching here, src_known is true and umax_val is equal
6307          * to umin_val.
6308          */
6309         dst_reg->smin_value >>= umin_val;
6310         dst_reg->smax_value >>= umin_val;
6311
6312         dst_reg->var_off = tnum_arshift(dst_reg->var_off, umin_val, 64);
6313
6314         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
6315          * dst_reg var_off to refine the result.
6316          */
6317         dst_reg->umin_value = 0;
6318         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
6319
6320         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
6321          * on bits being shifted in from upper 32-bits. Take easy way out
6322          * and mark unbounded so we can recalculate later from tnum.
6323          */
6324         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
6325         __update_reg_bounds(dst_reg);
6326 }
6327
6328 /* WARNING: This function does calculations on 64-bit values, but the actual
6329  * execution may occur on 32-bit values. Therefore, things like bitshifts
6330  * need extra checks in the 32-bit case.
6331  */
6332 static int adjust_scalar_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
6333                                       struct bpf_insn *insn,
6334                                       struct bpf_reg_state *dst_reg,
6335                                       struct bpf_reg_state src_reg)
6336 {
6337         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
6338         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
6339         bool src_known;
6340         s64 smin_val, smax_val;
6341         u64 umin_val, umax_val;
6342         s32 s32_min_val, s32_max_val;
6343         u32 u32_min_val, u32_max_val;
6344         u64 insn_bitness = (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) ? 64 : 32;
6345         u32 dst = insn->dst_reg;
6346         int ret;
6347         bool alu32 = (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64);
6348
6349         smin_val = src_reg.smin_value;
6350         smax_val = src_reg.smax_value;
6351         umin_val = src_reg.umin_value;
6352         umax_val = src_reg.umax_value;
6353
6354         s32_min_val = src_reg.s32_min_value;
6355         s32_max_val = src_reg.s32_max_value;
6356         u32_min_val = src_reg.u32_min_value;
6357         u32_max_val = src_reg.u32_max_value;
6358
6359         if (alu32) {
6360                 src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg.var_off);
6361                 if ((src_known &&
6362                      (s32_min_val != s32_max_val || u32_min_val != u32_max_val)) ||
6363                     s32_min_val > s32_max_val || u32_min_val > u32_max_val) {
6364                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
6365                          * derived from e.g. dead branches.
6366                          */
6367                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
6368                         return 0;
6369                 }
6370         } else {
6371                 src_known = tnum_is_const(src_reg.var_off);
6372                 if ((src_known &&
6373                      (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
6374                     smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
6375                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
6376                          * derived from e.g. dead branches.
6377                          */
6378                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
6379                         return 0;
6380                 }
6381         }
6382
6383         if (!src_known &&
6384             opcode != BPF_ADD && opcode != BPF_SUB && opcode != BPF_AND) {
6385                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
6386                 return 0;
6387         }
6388
6389         /* Calculate sign/unsigned bounds and tnum for alu32 and alu64 bit ops.
6390          * There are two classes of instructions: The first class we track both
6391          * alu32 and alu64 sign/unsigned bounds independently this provides the
6392          * greatest amount of precision when alu operations are mixed with jmp32
6393          * operations. These operations are BPF_ADD, BPF_SUB, BPF_MUL, BPF_ADD,
6394          * and BPF_OR. This is possible because these ops have fairly easy to
6395          * understand and calculate behavior in both 32-bit and 64-bit alu ops.
6396          * See alu32 verifier tests for examples. The second class of
6397          * operations, BPF_LSH, BPF_RSH, and BPF_ARSH, however are not so easy
6398          * with regards to tracking sign/unsigned bounds because the bits may
6399          * cross subreg boundaries in the alu64 case. When this happens we mark
6400          * the reg unbounded in the subreg bound space and use the resulting
6401          * tnum to calculate an approximation of the sign/unsigned bounds.
6402          */
6403         switch (opcode) {
6404         case BPF_ADD:
6405                 ret = sanitize_val_alu(env, insn);
6406                 if (ret < 0) {
6407                         verbose(env, "R%d tried to add from different pointers or scalars\n", dst);
6408                         return ret;
6409                 }
6410                 scalar32_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
6411                 scalar_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
6412                 dst_reg->var_off = tnum_add(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
6413                 break;
6414         case BPF_SUB:
6415                 ret = sanitize_val_alu(env, insn);
6416                 if (ret < 0) {
6417                         verbose(env, "R%d tried to sub from different pointers or scalars\n", dst);
6418                         return ret;
6419                 }
6420                 scalar32_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
6421                 scalar_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
6422                 dst_reg->var_off = tnum_sub(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
6423                 break;
6424         case BPF_MUL:
6425                 dst_reg->var_off = tnum_mul(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
6426                 scalar32_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
6427                 scalar_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
6428                 break;
6429         case BPF_AND:
6430                 dst_reg->var_off = tnum_and(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
6431                 scalar32_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
6432                 scalar_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
6433                 break;
6434         case BPF_OR:
6435                 dst_reg->var_off = tnum_or(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
6436                 scalar32_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
6437                 scalar_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
6438                 break;
6439         case BPF_XOR:
6440                 dst_reg->var_off = tnum_xor(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
6441                 scalar32_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
6442                 scalar_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
6443                 break;
6444         case BPF_LSH:
6445                 if (umax_val >= insn_bitness) {
6446                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
6447                          * This includes shifts by a negative number.
6448                          */
6449                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
6450                         break;
6451                 }
6452                 if (alu32)
6453                         scalar32_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
6454                 else
6455                         scalar_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
6456                 break;
6457         case BPF_RSH:
6458                 if (umax_val >= insn_bitness) {
6459                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
6460                          * This includes shifts by a negative number.
6461                          */
6462                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
6463                         break;
6464                 }
6465                 if (alu32)
6466                         scalar32_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
6467                 else
6468                         scalar_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
6469                 break;
6470         case BPF_ARSH:
6471                 if (umax_val >= insn_bitness) {
6472                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
6473                          * This includes shifts by a negative number.
6474                          */
6475                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
6476                         break;
6477                 }
6478                 if (alu32)
6479                         scalar32_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
6480                 else
6481                         scalar_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
6482                 break;
6483         default:
6484                 mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
6485                 break;
6486         }
6487
6488         /* ALU32 ops are zero extended into 64bit register */
6489         if (alu32)
6490                 zext_32_to_64(dst_reg);
6491
6492         __update_reg_bounds(dst_reg);
6493         __reg_deduce_bounds(dst_reg);
6494         __reg_bound_offset(dst_reg);
6495         return 0;
6496 }
6497
6498 /* Handles ALU ops other than BPF_END, BPF_NEG and BPF_MOV: computes new min/max
6499  * and var_off.
6500  */
6501 static int adjust_reg_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
6502                                    struct bpf_insn *insn)
6503 {
6504         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
6505         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
6506         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg, *src_reg;
6507         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, off_reg = {0};
6508         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
6509         int err;
6510
6511         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
6512         src_reg = NULL;
6513         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE)
6514                 ptr_reg = dst_reg;
6515         else
6516                 /* Make sure ID is cleared otherwise dst_reg min/max could be
6517                  * incorrectly propagated into other registers by find_equal_scalars()
6518                  */
6519                 dst_reg->id = 0;
6520         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
6521                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
6522                 if (src_reg->type != SCALAR_VALUE) {
6523                         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE) {
6524                                 /* Combining two pointers by any ALU op yields
6525                                  * an arbitrary scalar. Disallow all math except
6526                                  * pointer subtraction
6527                                  */
6528                                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
6529                                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
6530                                         return 0;
6531                                 }
6532                                 verbose(env, "R%d pointer %s pointer prohibited\n",
6533                                         insn->dst_reg,
6534                                         bpf_alu_string[opcode >> 4]);
6535                                 return -EACCES;
6536                         } else {
6537                                 /* scalar += pointer
6538                                  * This is legal, but we have to reverse our
6539                                  * src/dest handling in computing the range
6540                                  */
6541                                 err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
6542                                 if (err)
6543                                         return err;
6544                                 return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
6545                                                                src_reg, dst_reg);
6546                         }
6547                 } else if (ptr_reg) {
6548                         /* pointer += scalar */
6549                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
6550                         if (err)
6551                                 return err;
6552                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
6553                                                        dst_reg, src_reg);
6554                 }
6555         } else {
6556                 /* Pretend the src is a reg with a known value, since we only
6557                  * need to be able to read from this state.
6558                  */
6559                 off_reg.type = SCALAR_VALUE;
6560                 __mark_reg_known(&off_reg, insn->imm);
6561                 src_reg = &off_reg;
6562                 if (ptr_reg) /* pointer += K */
6563                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
6564                                                        ptr_reg, src_reg);
6565         }
6566
6567         /* Got here implies adding two SCALAR_VALUEs */
6568         if (WARN_ON_ONCE(ptr_reg)) {
6569                 print_verifier_state(env, state);
6570                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected ptr_reg\n");
6571                 return -EINVAL;
6572         }
6573         if (WARN_ON(!src_reg)) {
6574                 print_verifier_state(env, state);
6575                 verbose(env, "verifier internal error: no src_reg\n");
6576                 return -EINVAL;
6577         }
6578         return adjust_scalar_min_max_vals(env, insn, dst_reg, *src_reg);
6579 }
6580
6581 /* check validity of 32-bit and 64-bit arithmetic operations */
6582 static int check_alu_op(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
6583 {
6584         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
6585         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
6586         int err;
6587
6588         if (opcode == BPF_END || opcode == BPF_NEG) {
6589                 if (opcode == BPF_NEG) {
6590                         if (BPF_SRC(insn->code) != 0 ||
6591                             insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
6592                             insn->off != 0 || insn->imm != 0) {
6593                                 verbose(env, "BPF_NEG uses reserved fields\n");
6594                                 return -EINVAL;
6595                         }
6596                 } else {
6597                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
6598                             (insn->imm != 16 && insn->imm != 32 && insn->imm != 64) ||
6599                             BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
6600                                 verbose(env, "BPF_END uses reserved fields\n");
6601                                 return -EINVAL;
6602                         }
6603                 }
6604
6605                 /* check src operand */
6606                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
6607                 if (err)
6608                         return err;
6609
6610                 if (is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
6611                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic prohibited\n",
6612                                 insn->dst_reg);
6613                         return -EACCES;
6614                 }
6615
6616                 /* check dest operand */
6617                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
6618                 if (err)
6619                         return err;
6620
6621         } else if (opcode == BPF_MOV) {
6622
6623                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
6624                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
6625                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
6626                                 return -EINVAL;
6627                         }
6628
6629                         /* check src operand */
6630                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
6631                         if (err)
6632                                 return err;
6633                 } else {
6634                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
6635                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
6636                                 return -EINVAL;
6637                         }
6638                 }
6639
6640                 /* check dest operand, mark as required later */
6641                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
6642                 if (err)
6643                         return err;
6644
6645                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
6646                         struct bpf_reg_state *src_reg = regs + insn->src_reg;
6647                         struct bpf_reg_state *dst_reg = regs + insn->dst_reg;
6648
6649                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
6650                                 /* case: R1 = R2
6651                                  * copy register state to dest reg
6652                                  */
6653                                 if (src_reg->type == SCALAR_VALUE && !src_reg->id)
6654                                         /* Assign src and dst registers the same ID
6655                                          * that will be used by find_equal_scalars()
6656                                          * to propagate min/max range.
6657                                          */
6658                                         src_reg->id = ++env->id_gen;
6659                                 *dst_reg = *src_reg;
6660                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
6661                                 dst_reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
6662                         } else {
6663                                 /* R1 = (u32) R2 */
6664                                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
6665                                         verbose(env,
6666                                                 "R%d partial copy of pointer\n",
6667                                                 insn->src_reg);
6668                                         return -EACCES;
6669                                 } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
6670                                         *dst_reg = *src_reg;
6671                                         /* Make sure ID is cleared otherwise
6672                                          * dst_reg min/max could be incorrectly
6673                                          * propagated into src_reg by find_equal_scalars()
6674                                          */
6675                                         dst_reg->id = 0;
6676                                         dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
6677                                         dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
6678                                 } else {
6679                                         mark_reg_unknown(env, regs,
6680                                                          insn->dst_reg);
6681                                 }
6682                                 zext_32_to_64(dst_reg);
6683                         }
6684                 } else {
6685                         /* case: R = imm
6686                          * remember the value we stored into this reg
6687                          */
6688                         /* clear any state __mark_reg_known doesn't set */
6689                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
6690                         regs[insn->dst_reg].type = SCALAR_VALUE;
6691                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
6692                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
6693                                                  insn->imm);
6694                         } else {
6695                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
6696                                                  (u32)insn->imm);
6697                         }
6698                 }
6699
6700         } else if (opcode > BPF_END) {
6701                 verbose(env, "invalid BPF_ALU opcode %x\n", opcode);
6702                 return -EINVAL;
6703
6704         } else {        /* all other ALU ops: and, sub, xor, add, ... */
6705
6706                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
6707                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
6708                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
6709                                 return -EINVAL;
6710                         }
6711                         /* check src1 operand */
6712                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
6713                         if (err)
6714                                 return err;
6715                 } else {
6716                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
6717                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
6718                                 return -EINVAL;
6719                         }
6720                 }
6721
6722                 /* check src2 operand */
6723                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
6724                 if (err)
6725                         return err;
6726
6727                 if ((opcode == BPF_MOD || opcode == BPF_DIV) &&
6728                     BPF_SRC(insn->code) == BPF_K && insn->imm == 0) {
6729                         verbose(env, "div by zero\n");
6730                         return -EINVAL;
6731                 }
6732
6733                 if ((opcode == BPF_LSH || opcode == BPF_RSH ||
6734                      opcode == BPF_ARSH) && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
6735                         int size = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 ? 64 : 32;
6736
6737                         if (insn->imm < 0 || insn->imm >= size) {
6738                                 verbose(env, "invalid shift %d\n", insn->imm);
6739                                 return -EINVAL;
6740                         }
6741                 }
6742
6743                 /* check dest operand */
6744                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
6745                 if (err)
6746                         return err;
6747
6748                 return adjust_reg_min_max_vals(env, insn);
6749         }
6750
6751         return 0;
6752 }
6753
6754 static void __find_good_pkt_pointers(struct bpf_func_state *state,
6755                                      struct bpf_reg_state *dst_reg,
6756                                      enum bpf_reg_type type, int new_range)
6757 {
6758         struct bpf_reg_state *reg;
6759         int i;
6760
6761         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
6762                 reg = &state->regs[i];
6763                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
6764                         /* keep the maximum range already checked */
6765                         reg->range = max(reg->range, new_range);
6766         }
6767
6768         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
6769                 if (!reg)
6770                         continue;
6771                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
6772                         reg->range = max(reg->range, new_range);
6773         }
6774 }
6775
6776 static void find_good_pkt_pointers(struct bpf_verifier_state *vstate,
6777                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
6778                                    enum bpf_reg_type type,
6779                                    bool range_right_open)
6780 {
6781         int new_range, i;
6782
6783         if (dst_reg->off < 0 ||
6784             (dst_reg->off == 0 && range_right_open))
6785                 /* This doesn't give us any range */
6786                 return;
6787
6788         if (dst_reg->umax_value > MAX_PACKET_OFF ||
6789             dst_reg->umax_value + dst_reg->off > MAX_PACKET_OFF)
6790                 /* Risk of overflow.  For instance, ptr + (1<<63) may be less
6791                  * than pkt_end, but that's because it's also less than pkt.
6792                  */
6793                 return;
6794
6795         new_range = dst_reg->off;
6796         if (range_right_open)
6797                 new_range--;
6798
6799         /* Examples for register markings:
6800          *
6801          * pkt_data in dst register:
6802          *
6803          *   r2 = r3;
6804          *   r2 += 8;
6805          *   if (r2 > pkt_end) goto <handle exception>
6806          *   <access okay>
6807          *
6808          *   r2 = r3;
6809          *   r2 += 8;
6810          *   if (r2 < pkt_end) goto <access okay>
6811          *   <handle exception>
6812          *
6813          *   Where:
6814          *     r2 == dst_reg, pkt_end == src_reg
6815          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
6816          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
6817          *
6818          * pkt_data in src register:
6819          *
6820          *   r2 = r3;
6821          *   r2 += 8;
6822          *   if (pkt_end >= r2) goto <access okay>
6823          *   <handle exception>
6824          *
6825          *   r2 = r3;
6826          *   r2 += 8;
6827          *   if (pkt_end <= r2) goto <handle exception>
6828          *   <access okay>
6829          *
6830          *   Where:
6831          *     pkt_end == dst_reg, r2 == src_reg
6832          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
6833          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
6834          *
6835          * Find register r3 and mark its range as r3=pkt(id=n,off=0,r=8)
6836          * or r3=pkt(id=n,off=0,r=8-1), so that range of bytes [r3, r3 + 8)
6837          * and [r3, r3 + 8-1) respectively is safe to access depending on
6838          * the check.
6839          */
6840
6841         /* If our ids match, then we must have the same max_value.  And we
6842          * don't care about the other reg's fixed offset, since if it's too big
6843          * the range won't allow anything.
6844          * dst_reg->off is known < MAX_PACKET_OFF, therefore it fits in a u16.
6845          */
6846         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
6847                 __find_good_pkt_pointers(vstate->frame[i], dst_reg, type,
6848                                          new_range);
6849 }
6850
6851 static int is_branch32_taken(struct bpf_reg_state *reg, u32 val, u8 opcode)
6852 {
6853         struct tnum subreg = tnum_subreg(reg->var_off);
6854         s32 sval = (s32)val;
6855
6856         switch (opcode) {
6857         case BPF_JEQ:
6858                 if (tnum_is_const(subreg))
6859                         return !!tnum_equals_const(subreg, val);
6860                 break;
6861         case BPF_JNE:
6862                 if (tnum_is_const(subreg))
6863                         return !tnum_equals_const(subreg, val);
6864                 break;
6865         case BPF_JSET:
6866                 if ((~subreg.mask & subreg.value) & val)
6867                         return 1;
6868                 if (!((subreg.mask | subreg.value) & val))
6869                         return 0;
6870                 break;
6871         case BPF_JGT:
6872                 if (reg->u32_min_value > val)
6873                         return 1;
6874                 else if (reg->u32_max_value <= val)
6875                         return 0;
6876                 break;
6877         case BPF_JSGT:
6878                 if (reg->s32_min_value > sval)
6879                         return 1;
6880                 else if (reg->s32_max_value < sval)
6881                         return 0;
6882                 break;
6883         case BPF_JLT:
6884                 if (reg->u32_max_value < val)
6885                         return 1;
6886                 else if (reg->u32_min_value >= val)
6887                         return 0;
6888                 break;
6889         case BPF_JSLT:
6890                 if (reg->s32_max_value < sval)
6891                         return 1;
6892                 else if (reg->s32_min_value >= sval)
6893                         return 0;
6894                 break;
6895         case BPF_JGE:
6896                 if (reg->u32_min_value >= val)
6897                         return 1;
6898                 else if (reg->u32_max_value < val)
6899                         return 0;
6900                 break;
6901         case BPF_JSGE:
6902                 if (reg->s32_min_value >= sval)
6903                         return 1;
6904                 else if (reg->s32_max_value < sval)
6905                         return 0;
6906                 break;
6907         case BPF_JLE:
6908                 if (reg->u32_max_value <= val)
6909                         return 1;
6910                 else if (reg->u32_min_value > val)
6911                         return 0;
6912                 break;
6913         case BPF_JSLE:
6914                 if (reg->s32_max_value <= sval)
6915                         return 1;
6916                 else if (reg->s32_min_value > sval)
6917                         return 0;
6918                 break;
6919         }
6920
6921         return -1;
6922 }
6923
6924
6925 static int is_branch64_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode)
6926 {
6927         s64 sval = (s64)val;
6928
6929         switch (opcode) {
6930         case BPF_JEQ:
6931                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
6932                         return !!tnum_equals_const(reg->var_off, val);
6933                 break;
6934         case BPF_JNE:
6935                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
6936                         return !tnum_equals_const(reg->var_off, val);
6937                 break;
6938         case BPF_JSET:
6939                 if ((~reg->var_off.mask & reg->var_off.value) & val)
6940                         return 1;
6941                 if (!((reg->var_off.mask | reg->var_off.value) & val))
6942                         return 0;
6943                 break;
6944         case BPF_JGT:
6945                 if (reg->umin_value > val)
6946                         return 1;
6947                 else if (reg->umax_value <= val)
6948                         return 0;
6949                 break;
6950         case BPF_JSGT:
6951                 if (reg->smin_value > sval)
6952                         return 1;
6953                 else if (reg->smax_value < sval)
6954                         return 0;
6955                 break;
6956         case BPF_JLT:
6957                 if (reg->umax_value < val)
6958                         return 1;
6959                 else if (reg->umin_value >= val)
6960                         return 0;
6961                 break;
6962         case BPF_JSLT:
6963                 if (reg->smax_value < sval)
6964                         return 1;
6965                 else if (reg->smin_value >= sval)
6966                         return 0;
6967                 break;
6968         case BPF_JGE:
6969                 if (reg->umin_value >= val)
6970                         return 1;
6971                 else if (reg->umax_value < val)
6972                         return 0;
6973                 break;
6974         case BPF_JSGE:
6975                 if (reg->smin_value >= sval)
6976                         return 1;
6977                 else if (reg->smax_value < sval)
6978                         return 0;
6979                 break;
6980         case BPF_JLE:
6981                 if (reg->umax_value <= val)
6982                         return 1;
6983                 else if (reg->umin_value > val)
6984                         return 0;
6985                 break;
6986         case BPF_JSLE:
6987                 if (reg->smax_value <= sval)
6988                         return 1;
6989                 else if (reg->smin_value > sval)
6990                         return 0;
6991                 break;
6992         }
6993
6994         return -1;
6995 }
6996
6997 /* compute branch direction of the expression "if (reg opcode val) goto target;"
6998  * and return:
6999  *  1 - branch will be taken and "goto target" will be executed
7000  *  0 - branch will not be taken and fall-through to next insn
7001  * -1 - unknown. Example: "if (reg < 5)" is unknown when register value
7002  *      range [0,10]
7003  */
7004 static int is_branch_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode,
7005                            bool is_jmp32)
7006 {
7007         if (__is_pointer_value(false, reg)) {
7008                 if (!reg_type_not_null(reg->type))
7009                         return -1;
7010
7011                 /* If pointer is valid tests against zero will fail so we can
7012                  * use this to direct branch taken.
7013                  */
7014                 if (val != 0)
7015                         return -1;
7016
7017                 switch (opcode) {
7018                 case BPF_JEQ:
7019                         return 0;
7020                 case BPF_JNE:
7021                         return 1;
7022                 default:
7023                         return -1;
7024                 }
7025         }
7026
7027         if (is_jmp32)
7028                 return is_branch32_taken(reg, val, opcode);
7029         return is_branch64_taken(reg, val, opcode);
7030 }
7031
7032 static int flip_opcode(u32 opcode)
7033 {
7034         /* How can we transform "a <op> b" into "b <op> a"? */
7035         static const u8 opcode_flip[16] = {
7036                 /* these stay the same */
7037                 [BPF_JEQ  >> 4] = BPF_JEQ,
7038                 [BPF_JNE  >> 4] = BPF_JNE,
7039                 [BPF_JSET >> 4] = BPF_JSET,
7040                 /* these swap "lesser" and "greater" (L and G in the opcodes) */
7041                 [BPF_JGE  >> 4] = BPF_JLE,
7042                 [BPF_JGT  >> 4] = BPF_JLT,
7043                 [BPF_JLE  >> 4] = BPF_JGE,
7044                 [BPF_JLT  >> 4] = BPF_JGT,
7045                 [BPF_JSGE >> 4] = BPF_JSLE,
7046                 [BPF_JSGT >> 4] = BPF_JSLT,
7047                 [BPF_JSLE >> 4] = BPF_JSGE,
7048                 [BPF_JSLT >> 4] = BPF_JSGT
7049         };
7050         return opcode_flip[opcode >> 4];
7051 }
7052
7053 static int is_pkt_ptr_branch_taken(struct bpf_reg_state *dst_reg,
7054                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
7055                                    u8 opcode)
7056 {
7057         struct bpf_reg_state *pkt;
7058
7059         if (src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
7060                 pkt = dst_reg;
7061         } else if (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
7062                 pkt = src_reg;
7063                 opcode = flip_opcode(opcode);
7064         } else {
7065                 return -1;
7066         }
7067
7068         if (pkt->range >= 0)
7069                 return -1;
7070
7071         switch (opcode) {
7072         case BPF_JLE:
7073                 /* pkt <= pkt_end */
7074                 fallthrough;
7075         case BPF_JGT:
7076                 /* pkt > pkt_end */
7077                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END)
7078                         /* pkt has at last one extra byte beyond pkt_end */
7079                         return opcode == BPF_JGT;
7080                 break;
7081         case BPF_JLT:
7082                 /* pkt < pkt_end */
7083                 fallthrough;
7084         case BPF_JGE:
7085                 /* pkt >= pkt_end */
7086                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END || pkt->range == AT_PKT_END)
7087                         return opcode == BPF_JGE;
7088                 break;
7089         }
7090         return -1;
7091 }
7092
7093 /* Adjusts the register min/max values in the case that the dst_reg is the
7094  * variable register that we are working on, and src_reg is a constant or we're
7095  * simply doing a BPF_K check.
7096  * In JEQ/JNE cases we also adjust the var_off values.
7097  */
7098 static void reg_set_min_max(struct bpf_reg_state *true_reg,
7099                             struct bpf_reg_state *false_reg,
7100                             u64 val, u32 val32,
7101                             u8 opcode, bool is_jmp32)
7102 {
7103         struct tnum false_32off = tnum_subreg(false_reg->var_off);
7104         struct tnum false_64off = false_reg->var_off;
7105         struct tnum true_32off = tnum_subreg(true_reg->var_off);
7106         struct tnum true_64off = true_reg->var_off;
7107         s64 sval = (s64)val;
7108         s32 sval32 = (s32)val32;
7109
7110         /* If the dst_reg is a pointer, we can't learn anything about its
7111          * variable offset from the compare (unless src_reg were a pointer into
7112          * the same object, but we don't bother with that.
7113          * Since false_reg and true_reg have the same type by construction, we
7114          * only need to check one of them for pointerness.
7115          */
7116         if (__is_pointer_value(false, false_reg))
7117                 return;
7118
7119         switch (opcode) {
7120         case BPF_JEQ:
7121         case BPF_JNE:
7122         {
7123                 struct bpf_reg_state *reg =
7124                         opcode == BPF_JEQ ? true_reg : false_reg;
7125
7126                 /* JEQ/JNE comparison doesn't change the register equivalence.
7127                  * r1 = r2;
7128                  * if (r1 == 42) goto label;
7129                  * ...
7130                  * label: // here both r1 and r2 are known to be 42.
7131                  *
7132                  * Hence when marking register as known preserve it's ID.
7133                  */
7134                 if (is_jmp32)
7135                         __mark_reg32_known(reg, val32);
7136                 else
7137                         ___mark_reg_known(reg, val);
7138                 break;
7139         }
7140         case BPF_JSET:
7141                 if (is_jmp32) {
7142                         false_32off = tnum_and(false_32off, tnum_const(~val32));
7143                         if (is_power_of_2(val32))
7144                                 true_32off = tnum_or(true_32off,
7145                                                      tnum_const(val32));
7146                 } else {
7147                         false_64off = tnum_and(false_64off, tnum_const(~val));
7148                         if (is_power_of_2(val))
7149                                 true_64off = tnum_or(true_64off,
7150                                                      tnum_const(val));
7151                 }
7152                 break;
7153         case BPF_JGE:
7154         case BPF_JGT:
7155         {
7156                 if (is_jmp32) {
7157                         u32 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val32  : val32 - 1;
7158                         u32 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val32 + 1 : val32;
7159
7160                         false_reg->u32_max_value = min(false_reg->u32_max_value,
7161                                                        false_umax);
7162                         true_reg->u32_min_value = max(true_reg->u32_min_value,
7163                                                       true_umin);
7164                 } else {
7165                         u64 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val    : val - 1;
7166                         u64 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val + 1 : val;
7167
7168                         false_reg->umax_value = min(false_reg->umax_value, false_umax);
7169                         true_reg->umin_value = max(true_reg->umin_value, true_umin);
7170                 }
7171                 break;
7172         }
7173         case BPF_JSGE:
7174         case BPF_JSGT:
7175         {
7176                 if (is_jmp32) {
7177                         s32 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval32    : sval32 - 1;
7178                         s32 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval32 + 1 : sval32;
7179
7180                         false_reg->s32_max_value = min(false_reg->s32_max_value, false_smax);
7181                         true_reg->s32_min_value = max(true_reg->s32_min_value, true_smin);
7182                 } else {
7183                         s64 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval    : sval - 1;
7184                         s64 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval + 1 : sval;
7185
7186                         false_reg->smax_value = min(false_reg->smax_value, false_smax);
7187                         true_reg->smin_value = max(true_reg->smin_value, true_smin);
7188                 }
7189                 break;
7190         }
7191         case BPF_JLE:
7192         case BPF_JLT:
7193         {
7194                 if (is_jmp32) {
7195                         u32 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val32  : val32 + 1;
7196                         u32 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val32 - 1 : val32;
7197
7198                         false_reg->u32_min_value = max(false_reg->u32_min_value,
7199                                                        false_umin);
7200                         true_reg->u32_max_value = min(true_reg->u32_max_value,
7201                                                       true_umax);
7202                 } else {
7203                         u64 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val    : val + 1;
7204                         u64 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val - 1 : val;
7205
7206                         false_reg->umin_value = max(false_reg->umin_value, false_umin);
7207                         true_reg->umax_value = min(true_reg->umax_value, true_umax);
7208                 }
7209                 break;
7210         }
7211         case BPF_JSLE:
7212         case BPF_JSLT:
7213         {
7214                 if (is_jmp32) {
7215                         s32 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval32    : sval32 + 1;
7216                         s32 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval32 - 1 : sval32;
7217
7218                         false_reg->s32_min_value = max(false_reg->s32_min_value, false_smin);
7219                         true_reg->s32_max_value = min(true_reg->s32_max_value, true_smax);
7220                 } else {
7221                         s64 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval    : sval + 1;
7222                         s64 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval - 1 : sval;
7223
7224                         false_reg->smin_value = max(false_reg->smin_value, false_smin);
7225                         true_reg->smax_value = min(true_reg->smax_value, true_smax);
7226                 }
7227                 break;
7228         }
7229         default:
7230                 return;
7231         }
7232
7233         if (is_jmp32) {
7234                 false_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(false_64off),
7235                                              tnum_subreg(false_32off));
7236                 true_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(true_64off),
7237                                             tnum_subreg(true_32off));
7238                 __reg_combine_32_into_64(false_reg);
7239                 __reg_combine_32_into_64(true_reg);
7240         } else {
7241                 false_reg->var_off = false_64off;
7242                 true_reg->var_off = true_64off;
7243                 __reg_combine_64_into_32(false_reg);
7244                 __reg_combine_64_into_32(true_reg);
7245         }
7246 }
7247
7248 /* Same as above, but for the case that dst_reg holds a constant and src_reg is
7249  * the variable reg.
7250  */
7251 static void reg_set_min_max_inv(struct bpf_reg_state *true_reg,
7252                                 struct bpf_reg_state *false_reg,
7253                                 u64 val, u32 val32,
7254                                 u8 opcode, bool is_jmp32)
7255 {
7256         opcode = flip_opcode(opcode);
7257         /* This uses zero as "not present in table"; luckily the zero opcode,
7258          * BPF_JA, can't get here.
7259          */
7260         if (opcode)
7261                 reg_set_min_max(true_reg, false_reg, val, val32, opcode, is_jmp32);
7262 }
7263
7264 /* Regs are known to be equal, so intersect their min/max/var_off */
7265 static void __reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *src_reg,
7266                                   struct bpf_reg_state *dst_reg)
7267 {
7268         src_reg->umin_value = dst_reg->umin_value = max(src_reg->umin_value,
7269                                                         dst_reg->umin_value);
7270         src_reg->umax_value = dst_reg->umax_value = min(src_reg->umax_value,
7271                                                         dst_reg->umax_value);
7272         src_reg->smin_value = dst_reg->smin_value = max(src_reg->smin_value,
7273                                                         dst_reg->smin_value);
7274         src_reg->smax_value = dst_reg->smax_value = min(src_reg->smax_value,
7275                                                         dst_reg->smax_value);
7276         src_reg->var_off = dst_reg->var_off = tnum_intersect(src_reg->var_off,
7277                                                              dst_reg->var_off);
7278         /* We might have learned new bounds from the var_off. */
7279         __update_reg_bounds(src_reg);
7280         __update_reg_bounds(dst_reg);
7281         /* We might have learned something about the sign bit. */
7282         __reg_deduce_bounds(src_reg);
7283         __reg_deduce_bounds(dst_reg);
7284         /* We might have learned some bits from the bounds. */
7285         __reg_bound_offset(src_reg);
7286         __reg_bound_offset(dst_reg);
7287         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
7288          * slightly.  e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
7289          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
7290          */
7291         __update_reg_bounds(src_reg);
7292         __update_reg_bounds(dst_reg);
7293 }
7294
7295 static void reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *true_src,
7296                                 struct bpf_reg_state *true_dst,
7297                                 struct bpf_reg_state *false_src,
7298                                 struct bpf_reg_state *false_dst,
7299                                 u8 opcode)
7300 {
7301         switch (opcode) {
7302         case BPF_JEQ:
7303                 __reg_combine_min_max(true_src, true_dst);
7304                 break;
7305         case BPF_JNE:
7306                 __reg_combine_min_max(false_src, false_dst);
7307                 break;
7308         }
7309 }
7310
7311 static void mark_ptr_or_null_reg(struct bpf_func_state *state,
7312                                  struct bpf_reg_state *reg, u32 id,
7313                                  bool is_null)
7314 {
7315         if (reg_type_may_be_null(reg->type) && reg->id == id &&
7316             !WARN_ON_ONCE(!reg->id)) {
7317                 /* Old offset (both fixed and variable parts) should
7318                  * have been known-zero, because we don't allow pointer
7319                  * arithmetic on pointers that might be NULL.
7320                  */
7321                 if (WARN_ON_ONCE(reg->smin_value || reg->smax_value ||
7322                                  !tnum_equals_const(reg->var_off, 0) ||
7323                                  reg->off)) {
7324                         __mark_reg_known_zero(reg);
7325                         reg->off = 0;
7326                 }
7327                 if (is_null) {
7328                         reg->type = SCALAR_VALUE;
7329                 } else if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL) {
7330                         const struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
7331
7332                         if (map->inner_map_meta) {
7333                                 reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
7334                                 reg->map_ptr = map->inner_map_meta;
7335                         } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_XSKMAP) {
7336                                 reg->type = PTR_TO_XDP_SOCK;
7337                         } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
7338                                    map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH) {
7339                                 reg->type = PTR_TO_SOCKET;
7340                         } else {
7341                                 reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
7342                         }
7343                 } else if (reg->type == PTR_TO_SOCKET_OR_NULL) {
7344                         reg->type = PTR_TO_SOCKET;
7345                 } else if (reg->type == PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL) {
7346                         reg->type = PTR_TO_SOCK_COMMON;
7347                 } else if (reg->type == PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL) {
7348                         reg->type = PTR_TO_TCP_SOCK;
7349                 } else if (reg->type == PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL) {
7350                         reg->type = PTR_TO_BTF_ID;
7351                 } else if (reg->type == PTR_TO_MEM_OR_NULL) {
7352                         reg->type = PTR_TO_MEM;
7353                 } else if (reg->type == PTR_TO_RDONLY_BUF_OR_NULL) {
7354                         reg->type = PTR_TO_RDONLY_BUF;
7355                 } else if (reg->type == PTR_TO_RDWR_BUF_OR_NULL) {
7356                         reg->type = PTR_TO_RDWR_BUF;
7357                 }
7358                 if (is_null) {
7359                         /* We don't need id and ref_obj_id from this point
7360                          * onwards anymore, thus we should better reset it,
7361                          * so that state pruning has chances to take effect.
7362                          */
7363                         reg->id = 0;
7364                         reg->ref_obj_id = 0;
7365                 } else if (!reg_may_point_to_spin_lock(reg)) {
7366                         /* For not-NULL ptr, reg->ref_obj_id will be reset
7367                          * in release_reg_references().
7368                          *
7369                          * reg->id is still used by spin_lock ptr. Other
7370                          * than spin_lock ptr type, reg->id can be reset.
7371                          */
7372                         reg->id = 0;
7373                 }
7374         }
7375 }
7376
7377 static void __mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_func_state *state, u32 id,
7378                                     bool is_null)
7379 {
7380         struct bpf_reg_state *reg;
7381         int i;
7382
7383         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
7384                 mark_ptr_or_null_reg(state, &state->regs[i], id, is_null);
7385
7386         bpf_for_each_spilled_reg(i, state, reg) {
7387                 if (!reg)
7388                         continue;
7389                 mark_ptr_or_null_reg(state, reg, id, is_null);
7390         }
7391 }
7392
7393 /* The logic is similar to find_good_pkt_pointers(), both could eventually
7394  * be folded together at some point.
7395  */
7396 static void mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_verifier_state *vstate, u32 regno,
7397                                   bool is_null)
7398 {
7399         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
7400         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
7401         u32 ref_obj_id = regs[regno].ref_obj_id;
7402         u32 id = regs[regno].id;
7403         int i;
7404
7405         if (ref_obj_id && ref_obj_id == id && is_null)
7406                 /* regs[regno] is in the " == NULL" branch.
7407                  * No one could have freed the reference state before
7408                  * doing the NULL check.
7409                  */
7410                 WARN_ON_ONCE(release_reference_state(state, id));
7411
7412         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++)
7413                 __mark_ptr_or_null_regs(vstate->frame[i], id, is_null);
7414 }
7415
7416 static bool try_match_pkt_pointers(const struct bpf_insn *insn,
7417                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
7418                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
7419                                    struct bpf_verifier_state *this_branch,
7420                                    struct bpf_verifier_state *other_branch)
7421 {
7422         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_X)
7423                 return false;
7424
7425         /* Pointers are always 64-bit. */
7426         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32)
7427                 return false;
7428
7429         switch (BPF_OP(insn->code)) {
7430         case BPF_JGT:
7431                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
7432                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
7433                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
7434                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
7435                         /* pkt_data' > pkt_end, pkt_meta' > pkt_data */
7436                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
7437                                                dst_reg->type, false);
7438                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, true);
7439                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
7440                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
7441                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
7442                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
7443                         /* pkt_end > pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
7444                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
7445                                                src_reg->type, true);
7446                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, false);
7447                 } else {
7448                         return false;
7449                 }
7450                 break;
7451         case BPF_JLT:
7452                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
7453                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
7454                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
7455                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
7456                         /* pkt_data' < pkt_end, pkt_meta' < pkt_data */
7457                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
7458                                                dst_reg->type, true);
7459                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, false);
7460                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
7461                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
7462                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
7463                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
7464                         /* pkt_end < pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
7465                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
7466                                                src_reg->type, false);
7467                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, true);
7468                 } else {
7469                         return false;
7470                 }
7471                 break;
7472         case BPF_JGE:
7473                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
7474                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
7475                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
7476                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
7477                         /* pkt_data' >= pkt_end, pkt_meta' >= pkt_data */
7478                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
7479                                                dst_reg->type, true);
7480                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, false);
7481                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
7482                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
7483                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
7484                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
7485                         /* pkt_end >= pkt_data', pkt_data >= pkt_meta' */
7486                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
7487                                                src_reg->type, false);
7488                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, true);
7489                 } else {
7490                         return false;
7491                 }
7492                 break;
7493         case BPF_JLE:
7494                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
7495                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
7496                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
7497                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
7498                         /* pkt_data' <= pkt_end, pkt_meta' <= pkt_data */
7499                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
7500                                                dst_reg->type, false);
7501                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, true);
7502                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
7503                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
7504                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
7505                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
7506                         /* pkt_end <= pkt_data', pkt_data <= pkt_meta' */
7507                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
7508                                                src_reg->type, true);
7509                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, false);
7510                 } else {
7511                         return false;
7512                 }
7513                 break;
7514         default:
7515                 return false;
7516         }
7517
7518         return true;
7519 }
7520
7521 static void find_equal_scalars(struct bpf_verifier_state *vstate,
7522                                struct bpf_reg_state *known_reg)
7523 {
7524         struct bpf_func_state *state;
7525         struct bpf_reg_state *reg;
7526         int i, j;
7527
7528         for (i = 0; i <= vstate->curframe; i++) {
7529                 state = vstate->frame[i];
7530                 for (j = 0; j < MAX_BPF_REG; j++) {
7531                         reg = &state->regs[j];
7532                         if (reg->type == SCALAR_VALUE && reg->id == known_reg->id)
7533                                 *reg = *known_reg;
7534                 }
7535
7536                 bpf_for_each_spilled_reg(j, state, reg) {
7537                         if (!reg)
7538                                 continue;
7539                         if (reg->type == SCALAR_VALUE && reg->id == known_reg->id)
7540                                 *reg = *known_reg;
7541                 }
7542         }
7543 }
7544
7545 static int check_cond_jmp_op(struct bpf_verifier_env *env,
7546                              struct bpf_insn *insn, int *insn_idx)
7547 {
7548         struct bpf_verifier_state *this_branch = env->cur_state;
7549         struct bpf_verifier_state *other_branch;
7550         struct bpf_reg_state *regs = this_branch->frame[this_branch->curframe]->regs;
7551         struct bpf_reg_state *dst_reg, *other_branch_regs, *src_reg = NULL;
7552         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
7553         bool is_jmp32;
7554         int pred = -1;
7555         int err;
7556
7557         /* Only conditional jumps are expected to reach here. */
7558         if (opcode == BPF_JA || opcode > BPF_JSLE) {
7559                 verbose(env, "invalid BPF_JMP/JMP32 opcode %x\n", opcode);
7560                 return -EINVAL;
7561         }
7562
7563         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
7564                 if (insn->imm != 0) {
7565                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
7566                         return -EINVAL;
7567                 }
7568
7569                 /* check src1 operand */
7570                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
7571                 if (err)
7572                         return err;
7573
7574                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
7575                         verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
7576                                 insn->src_reg);
7577                         return -EACCES;
7578                 }
7579                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
7580         } else {
7581                 if (insn->src_reg != BPF_REG_0) {
7582                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
7583                         return -EINVAL;
7584                 }
7585         }
7586
7587         /* check src2 operand */
7588         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
7589         if (err)
7590                 return err;
7591
7592         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
7593         is_jmp32 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32;
7594
7595         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
7596                 pred = is_branch_taken(dst_reg, insn->imm, opcode, is_jmp32);
7597         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
7598                    is_jmp32 && tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))) {
7599                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
7600                                        tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
7601                                        opcode,
7602                                        is_jmp32);
7603         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
7604                    !is_jmp32 && tnum_is_const(src_reg->var_off)) {
7605                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
7606                                        src_reg->var_off.value,
7607                                        opcode,
7608                                        is_jmp32);
7609         } else if (reg_is_pkt_pointer_any(dst_reg) &&
7610                    reg_is_pkt_pointer_any(src_reg) &&
7611                    !is_jmp32) {
7612                 pred = is_pkt_ptr_branch_taken(dst_reg, src_reg, opcode);
7613         }
7614
7615         if (pred >= 0) {
7616                 /* If we get here with a dst_reg pointer type it is because
7617                  * above is_branch_taken() special cased the 0 comparison.
7618                  */
7619                 if (!__is_pointer_value(false, dst_reg))
7620                         err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
7621                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X && !err &&
7622                     !__is_pointer_value(false, src_reg))
7623                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
7624                 if (err)
7625                         return err;
7626         }
7627         if (pred == 1) {
7628                 /* only follow the goto, ignore fall-through */
7629                 *insn_idx += insn->off;
7630                 return 0;
7631         } else if (pred == 0) {
7632                 /* only follow fall-through branch, since
7633                  * that's where the program will go
7634                  */
7635                 return 0;
7636         }
7637
7638         other_branch = push_stack(env, *insn_idx + insn->off + 1, *insn_idx,
7639                                   false);
7640         if (!other_branch)
7641                 return -EFAULT;
7642         other_branch_regs = other_branch->frame[other_branch->curframe]->regs;
7643
7644         /* detect if we are comparing against a constant value so we can adjust
7645          * our min/max values for our dst register.
7646          * this is only legit if both are scalars (or pointers to the same
7647          * object, I suppose, but we don't support that right now), because
7648          * otherwise the different base pointers mean the offsets aren't
7649          * comparable.
7650          */
7651         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
7652                 struct bpf_reg_state *src_reg = &regs[insn->src_reg];
7653
7654                 if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
7655                     src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
7656                         if (tnum_is_const(src_reg->var_off) ||
7657                             (is_jmp32 &&
7658                              tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))))
7659                                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
7660                                                 dst_reg,
7661                                                 src_reg->var_off.value,
7662                                                 tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
7663                                                 opcode, is_jmp32);
7664                         else if (tnum_is_const(dst_reg->var_off) ||
7665                                  (is_jmp32 &&
7666                                   tnum_is_const(tnum_subreg(dst_reg->var_off))))
7667                                 reg_set_min_max_inv(&other_branch_regs[insn->src_reg],
7668                                                     src_reg,
7669                                                     dst_reg->var_off.value,
7670                                                     tnum_subreg(dst_reg->var_off).value,
7671                                                     opcode, is_jmp32);
7672                         else if (!is_jmp32 &&
7673                                  (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE))
7674                                 /* Comparing for equality, we can combine knowledge */
7675                                 reg_combine_min_max(&other_branch_regs[insn->src_reg],
7676                                                     &other_branch_regs[insn->dst_reg],
7677                                                     src_reg, dst_reg, opcode);
7678                         if (src_reg->id &&
7679                             !WARN_ON_ONCE(src_reg->id != other_branch_regs[insn->src_reg].id)) {
7680                                 find_equal_scalars(this_branch, src_reg);
7681                                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->src_reg]);
7682                         }
7683
7684                 }
7685         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE) {
7686                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
7687                                         dst_reg, insn->imm, (u32)insn->imm,
7688                                         opcode, is_jmp32);
7689         }
7690
7691         if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE && dst_reg->id &&
7692             !WARN_ON_ONCE(dst_reg->id != other_branch_regs[insn->dst_reg].id)) {
7693                 find_equal_scalars(this_branch, dst_reg);
7694                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->dst_reg]);
7695         }
7696
7697         /* detect if R == 0 where R is returned from bpf_map_lookup_elem().
7698          * NOTE: these optimizations below are related with pointer comparison
7699          *       which will never be JMP32.
7700          */
7701         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K &&
7702             insn->imm == 0 && (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE) &&
7703             reg_type_may_be_null(dst_reg->type)) {
7704                 /* Mark all identical registers in each branch as either
7705                  * safe or unknown depending R == 0 or R != 0 conditional.
7706                  */
7707                 mark_ptr_or_null_regs(this_branch, insn->dst_reg,
7708                                       opcode == BPF_JNE);
7709                 mark_ptr_or_null_regs(other_branch, insn->dst_reg,
7710                                       opcode == BPF_JEQ);
7711         } else if (!try_match_pkt_pointers(insn, dst_reg, &regs[insn->src_reg],
7712                                            this_branch, other_branch) &&
7713                    is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
7714                 verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
7715                         insn->dst_reg);
7716                 return -EACCES;
7717         }
7718         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
7719                 print_verifier_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
7720         return 0;
7721 }
7722
7723 /* verify BPF_LD_IMM64 instruction */
7724 static int check_ld_imm(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
7725 {
7726         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
7727         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
7728         struct bpf_reg_state *dst_reg;
7729         struct bpf_map *map;
7730         int err;
7731
7732         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
7733                 verbose(env, "invalid BPF_LD_IMM insn\n");
7734                 return -EINVAL;
7735         }
7736         if (insn->off != 0) {
7737                 verbose(env, "BPF_LD_IMM64 uses reserved fields\n");
7738                 return -EINVAL;
7739         }
7740
7741         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
7742         if (err)
7743                 return err;
7744
7745         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
7746         if (insn->src_reg == 0) {
7747                 u64 imm = ((u64)(insn + 1)->imm << 32) | (u32)insn->imm;
7748
7749                 dst_reg->type = SCALAR_VALUE;
7750                 __mark_reg_known(&regs[insn->dst_reg], imm);
7751                 return 0;
7752         }
7753
7754         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
7755                 mark_reg_known_zero(env, regs, insn->dst_reg);
7756
7757                 dst_reg->type = aux->btf_var.reg_type;
7758                 switch (dst_reg->type) {
7759                 case PTR_TO_MEM:
7760                         dst_reg->mem_size = aux->btf_var.mem_size;
7761                         break;
7762                 case PTR_TO_BTF_ID:
7763                 case PTR_TO_PERCPU_BTF_ID:
7764                         dst_reg->btf = aux->btf_var.btf;
7765                         dst_reg->btf_id = aux->btf_var.btf_id;
7766                         break;
7767                 default:
7768                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
7769                         return -EFAULT;
7770                 }
7771                 return 0;
7772         }
7773
7774         map = env->used_maps[aux->map_index];
7775         mark_reg_known_zero(env, regs, insn->dst_reg);
7776         dst_reg->map_ptr = map;
7777
7778         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_VALUE) {
7779                 dst_reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
7780                 dst_reg->off = aux->map_off;
7781                 if (map_value_has_spin_lock(map))
7782                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
7783         } else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD) {
7784                 dst_reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
7785         } else {
7786                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
7787                 return -EINVAL;
7788         }
7789
7790         return 0;
7791 }
7792
7793 static bool may_access_skb(enum bpf_prog_type type)
7794 {
7795         switch (type) {
7796         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
7797         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
7798         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
7799                 return true;
7800         default:
7801                 return false;
7802         }
7803 }
7804
7805 /* verify safety of LD_ABS|LD_IND instructions:
7806  * - they can only appear in the programs where ctx == skb
7807  * - since they are wrappers of function calls, they scratch R1-R5 registers,
7808  *   preserve R6-R9, and store return value into R0
7809  *
7810  * Implicit input:
7811  *   ctx == skb == R6 == CTX
7812  *
7813  * Explicit input:
7814  *   SRC == any register
7815  *   IMM == 32-bit immediate
7816  *
7817  * Output:
7818  *   R0 - 8/16/32-bit skb data converted to cpu endianness
7819  */
7820 static int check_ld_abs(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
7821 {
7822         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
7823         static const int ctx_reg = BPF_REG_6;
7824         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
7825         int i, err;
7826
7827         if (!may_access_skb(resolve_prog_type(env->prog))) {
7828                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] instructions not allowed for this program type\n");
7829                 return -EINVAL;
7830         }
7831
7832         if (!env->ops->gen_ld_abs) {
7833                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
7834                 return -EINVAL;
7835         }
7836
7837         if (insn->dst_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
7838             BPF_SIZE(insn->code) == BPF_DW ||
7839             (mode == BPF_ABS && insn->src_reg != BPF_REG_0)) {
7840                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] uses reserved fields\n");
7841                 return -EINVAL;
7842         }
7843
7844         /* check whether implicit source operand (register R6) is readable */
7845         err = check_reg_arg(env, ctx_reg, SRC_OP);
7846         if (err)
7847                 return err;
7848
7849         /* Disallow usage of BPF_LD_[ABS|IND] with reference tracking, as
7850          * gen_ld_abs() may terminate the program at runtime, leading to
7851          * reference leak.
7852          */
7853         err = check_reference_leak(env);
7854         if (err) {
7855                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be mixed with socket references\n");
7856                 return err;
7857         }
7858
7859         if (env->cur_state->active_spin_lock) {
7860                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_spin_lock-ed region\n");
7861                 return -EINVAL;
7862         }
7863
7864         if (regs[ctx_reg].type != PTR_TO_CTX) {
7865                 verbose(env,
7866                         "at the time of BPF_LD_ABS|IND R6 != pointer to skb\n");
7867                 return -EINVAL;
7868         }
7869
7870         if (mode == BPF_IND) {
7871                 /* check explicit source operand */
7872                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
7873                 if (err)
7874                         return err;
7875         }
7876
7877         err = check_ctx_reg(env, &regs[ctx_reg], ctx_reg);
7878         if (err < 0)
7879                 return err;
7880
7881         /* reset caller saved regs to unreadable */
7882         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
7883                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
7884                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
7885         }
7886
7887         /* mark destination R0 register as readable, since it contains
7888          * the value fetched from the packet.
7889          * Already marked as written above.
7890          */
7891         mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
7892         /* ld_abs load up to 32-bit skb data. */
7893         regs[BPF_REG_0].subreg_def = env->insn_idx + 1;
7894         return 0;
7895 }
7896
7897 static int check_return_code(struct bpf_verifier_env *env)
7898 {
7899         struct tnum enforce_attach_type_range = tnum_unknown;
7900         const struct bpf_prog *prog = env->prog;
7901         struct bpf_reg_state *reg;
7902         struct tnum range = tnum_range(0, 1);
7903         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
7904         int err;
7905         const bool is_subprog = env->cur_state->frame[0]->subprogno;
7906
7907         /* LSM and struct_ops func-ptr's return type could be "void" */
7908         if (!is_subprog &&
7909             (prog_type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS ||
7910              prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM) &&
7911             !prog->aux->attach_func_proto->type)
7912                 return 0;
7913
7914         /* eBPF calling convetion is such that R0 is used
7915          * to return the value from eBPF program.
7916          * Make sure that it's readable at this time
7917          * of bpf_exit, which means that program wrote
7918          * something into it earlier
7919          */
7920         err = check_reg_arg(env, BPF_REG_0, SRC_OP);
7921         if (err)
7922                 return err;
7923
7924         if (is_pointer_value(env, BPF_REG_0)) {
7925                 verbose(env, "R0 leaks addr as return value\n");
7926                 return -EACCES;
7927         }
7928
7929         reg = cur_regs(env) + BPF_REG_0;
7930         if (is_subprog) {
7931                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
7932                         verbose(env, "At subprogram exit the register R0 is not a scalar value (%s)\n",
7933                                 reg_type_str[reg->type]);
7934                         return -EINVAL;
7935                 }
7936                 return 0;
7937         }
7938
7939         switch (prog_type) {
7940         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK_ADDR:
7941                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP4_RECVMSG ||
7942                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP6_RECVMSG ||
7943                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETPEERNAME ||
7944                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETPEERNAME ||
7945                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETSOCKNAME ||
7946                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETSOCKNAME)
7947                         range = tnum_range(1, 1);
7948                 break;
7949         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
7950                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET_EGRESS) {
7951                         range = tnum_range(0, 3);
7952                         enforce_attach_type_range = tnum_range(2, 3);
7953                 }
7954                 break;
7955         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK:
7956         case BPF_PROG_TYPE_SOCK_OPS:
7957         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_DEVICE:
7958         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SYSCTL:
7959         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
7960                 break;
7961         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
7962                 if (!env->prog->aux->attach_btf_id)
7963                         return 0;
7964                 range = tnum_const(0);
7965                 break;
7966         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
7967                 switch (env->prog->expected_attach_type) {
7968                 case BPF_TRACE_FENTRY:
7969                 case BPF_TRACE_FEXIT:
7970                         range = tnum_const(0);
7971                         break;
7972                 case BPF_TRACE_RAW_TP:
7973                 case BPF_MODIFY_RETURN:
7974                         return 0;
7975                 case BPF_TRACE_ITER:
7976                         break;
7977                 default:
7978                         return -ENOTSUPP;
7979                 }
7980                 break;
7981         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
7982                 range = tnum_range(SK_DROP, SK_PASS);
7983                 break;
7984         case BPF_PROG_TYPE_EXT:
7985                 /* freplace program can return anything as its return value
7986                  * depends on the to-be-replaced kernel func or bpf program.
7987                  */
7988         default:
7989                 return 0;
7990         }
7991
7992         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
7993                 verbose(env, "At program exit the register R0 is not a known value (%s)\n",
7994                         reg_type_str[reg->type]);
7995                 return -EINVAL;
7996         }
7997
7998         if (!tnum_in(range, reg->var_off)) {
7999                 char tn_buf[48];
8000
8001                 verbose(env, "At program exit the register R0 ");
8002                 if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
8003                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
8004                         verbose(env, "has value %s", tn_buf);
8005                 } else {
8006                         verbose(env, "has unknown scalar value");
8007                 }
8008                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), range);
8009                 verbose(env, " should have been in %s\n", tn_buf);
8010                 return -EINVAL;
8011         }
8012
8013         if (!tnum_is_unknown(enforce_attach_type_range) &&
8014             tnum_in(enforce_attach_type_range, reg->var_off))
8015                 env->prog->enforce_expected_attach_type = 1;
8016         return 0;
8017 }
8018
8019 /* non-recursive DFS pseudo code
8020  * 1  procedure DFS-iterative(G,v):
8021  * 2      label v as discovered
8022  * 3      let S be a stack
8023  * 4      S.push(v)
8024  * 5      while S is not empty
8025  * 6            t <- S.pop()
8026  * 7            if t is what we're looking for:
8027  * 8                return t
8028  * 9            for all edges e in G.adjacentEdges(t) do
8029  * 10               if edge e is already labelled
8030  * 11                   continue with the next edge
8031  * 12               w <- G.adjacentVertex(t,e)
8032  * 13               if vertex w is not discovered and not explored
8033  * 14                   label e as tree-edge
8034  * 15                   label w as discovered
8035  * 16                   S.push(w)
8036  * 17                   continue at 5
8037  * 18               else if vertex w is discovered
8038  * 19                   label e as back-edge
8039  * 20               else
8040  * 21                   // vertex w is explored
8041  * 22                   label e as forward- or cross-edge
8042  * 23           label t as explored
8043  * 24           S.pop()
8044  *
8045  * convention:
8046  * 0x10 - discovered
8047  * 0x11 - discovered and fall-through edge labelled
8048  * 0x12 - discovered and fall-through and branch edges labelled
8049  * 0x20 - explored
8050  */
8051
8052 enum {
8053         DISCOVERED = 0x10,
8054         EXPLORED = 0x20,
8055         FALLTHROUGH = 1,
8056         BRANCH = 2,
8057 };
8058
8059 static u32 state_htab_size(struct bpf_verifier_env *env)
8060 {
8061         return env->prog->len;
8062 }
8063
8064 static struct bpf_verifier_state_list **explored_state(
8065                                         struct bpf_verifier_env *env,
8066                                         int idx)
8067 {
8068         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
8069         struct bpf_func_state *state = cur->frame[cur->curframe];
8070
8071         return &env->explored_states[(idx ^ state->callsite) % state_htab_size(env)];
8072 }
8073
8074 static void init_explored_state(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
8075 {
8076         env->insn_aux_data[idx].prune_point = true;
8077 }
8078
8079 enum {
8080         DONE_EXPLORING = 0,
8081         KEEP_EXPLORING = 1,
8082 };
8083
8084 /* t, w, e - match pseudo-code above:
8085  * t - index of current instruction
8086  * w - next instruction
8087  * e - edge
8088  */
8089 static int push_insn(int t, int w, int e, struct bpf_verifier_env *env,
8090                      bool loop_ok)
8091 {
8092         int *insn_stack = env->cfg.insn_stack;
8093         int *insn_state = env->cfg.insn_state;
8094
8095         if (e == FALLTHROUGH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | FALLTHROUGH))
8096                 return DONE_EXPLORING;
8097
8098         if (e == BRANCH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | BRANCH))
8099                 return DONE_EXPLORING;
8100
8101         if (w < 0 || w >= env->prog->len) {
8102                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
8103                 verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", t, w);
8104                 return -EINVAL;
8105         }
8106
8107         if (e == BRANCH)
8108                 /* mark branch target for state pruning */
8109                 init_explored_state(env, w);
8110
8111         if (insn_state[w] == 0) {
8112                 /* tree-edge */
8113                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
8114                 insn_state[w] = DISCOVERED;
8115                 if (env->cfg.cur_stack >= env->prog->len)
8116                         return -E2BIG;
8117                 insn_stack[env->cfg.cur_stack++] = w;
8118                 return KEEP_EXPLORING;
8119         } else if ((insn_state[w] & 0xF0) == DISCOVERED) {
8120                 if (loop_ok && env->bpf_capable)
8121                         return DONE_EXPLORING;
8122                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
8123                 verbose_linfo(env, w, "%d: ", w);
8124                 verbose(env, "back-edge from insn %d to %d\n", t, w);
8125                 return -EINVAL;
8126         } else if (insn_state[w] == EXPLORED) {
8127                 /* forward- or cross-edge */
8128                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
8129         } else {
8130                 verbose(env, "insn state internal bug\n");
8131                 return -EFAULT;
8132         }
8133         return DONE_EXPLORING;
8134 }
8135
8136 /* Visits the instruction at index t and returns one of the following:
8137  *  < 0 - an error occurred
8138  *  DONE_EXPLORING - the instruction was fully explored
8139  *  KEEP_EXPLORING - there is still work to be done before it is fully explored
8140  */
8141 static int visit_insn(int t, int insn_cnt, struct bpf_verifier_env *env)
8142 {
8143         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
8144         int ret;
8145
8146         /* All non-branch instructions have a single fall-through edge. */
8147         if (BPF_CLASS(insns[t].code) != BPF_JMP &&
8148             BPF_CLASS(insns[t].code) != BPF_JMP32)
8149                 return push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
8150
8151         switch (BPF_OP(insns[t].code)) {
8152         case BPF_EXIT:
8153                 return DONE_EXPLORING;
8154
8155         case BPF_CALL:
8156                 ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
8157                 if (ret)
8158                         return ret;
8159
8160                 if (t + 1 < insn_cnt)
8161                         init_explored_state(env, t + 1);
8162                 if (insns[t].src_reg == BPF_PSEUDO_CALL) {
8163                         init_explored_state(env, t);
8164                         ret = push_insn(t, t + insns[t].imm + 1, BRANCH,
8165                                         env, false);
8166                 }
8167                 return ret;
8168
8169         case BPF_JA:
8170                 if (BPF_SRC(insns[t].code) != BPF_K)
8171                         return -EINVAL;
8172
8173                 /* unconditional jump with single edge */
8174                 ret = push_insn(t, t + insns[t].off + 1, FALLTHROUGH, env,
8175                                 true);
8176                 if (ret)
8177                         return ret;
8178
8179                 /* unconditional jmp is not a good pruning point,
8180                  * but it's marked, since backtracking needs
8181                  * to record jmp history in is_state_visited().
8182                  */
8183                 init_explored_state(env, t + insns[t].off + 1);
8184                 /* tell verifier to check for equivalent states
8185                  * after every call and jump
8186                  */
8187                 if (t + 1 < insn_cnt)
8188                         init_explored_state(env, t + 1);
8189
8190                 return ret;
8191
8192         default:
8193                 /* conditional jump with two edges */
8194                 init_explored_state(env, t);
8195                 ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, true);
8196                 if (ret)
8197                         return ret;
8198
8199                 return push_insn(t, t + insns[t].off + 1, BRANCH, env, true);
8200         }
8201 }
8202
8203 /* non-recursive depth-first-search to detect loops in BPF program
8204  * loop == back-edge in directed graph
8205  */
8206 static int check_cfg(struct bpf_verifier_env *env)
8207 {
8208         int insn_cnt = env->prog->len;
8209         int *insn_stack, *insn_state;
8210         int ret = 0;
8211         int i;
8212
8213         insn_state = env->cfg.insn_state = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
8214         if (!insn_state)
8215                 return -ENOMEM;
8216
8217         insn_stack = env->cfg.insn_stack = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
8218         if (!insn_stack) {
8219                 kvfree(insn_state);
8220                 return -ENOMEM;
8221         }
8222
8223         insn_state[0] = DISCOVERED; /* mark 1st insn as discovered */
8224         insn_stack[0] = 0; /* 0 is the first instruction */
8225         env->cfg.cur_stack = 1;
8226
8227         while (env->cfg.cur_stack > 0) {
8228                 int t = insn_stack[env->cfg.cur_stack - 1];
8229
8230                 ret = visit_insn(t, insn_cnt, env);
8231                 switch (ret) {
8232                 case DONE_EXPLORING:
8233                         insn_state[t] = EXPLORED;
8234                         env->cfg.cur_stack--;
8235                         break;
8236                 case KEEP_EXPLORING:
8237                         break;
8238                 default:
8239                         if (ret > 0) {
8240                                 verbose(env, "visit_insn internal bug\n");
8241                                 ret = -EFAULT;
8242                         }
8243                         goto err_free;
8244                 }
8245         }
8246
8247         if (env->cfg.cur_stack < 0) {
8248                 verbose(env, "pop stack internal bug\n");
8249                 ret = -EFAULT;
8250                 goto err_free;
8251         }
8252
8253         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
8254                 if (insn_state[i] != EXPLORED) {
8255                         verbose(env, "unreachable insn %d\n", i);
8256                         ret = -EINVAL;
8257                         goto err_free;
8258                 }
8259         }
8260         ret = 0; /* cfg looks good */
8261
8262 err_free:
8263         kvfree(insn_state);
8264         kvfree(insn_stack);
8265         env->cfg.insn_state = env->cfg.insn_stack = NULL;
8266         return ret;
8267 }
8268
8269 static int check_abnormal_return(struct bpf_verifier_env *env)
8270 {
8271         int i;
8272
8273         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
8274                 if (env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
8275                         verbose(env, "LD_ABS is not allowed in subprogs without BTF\n");
8276                         return -EINVAL;
8277                 }
8278                 if (env->subprog_info[i].has_tail_call) {
8279                         verbose(env, "tail_call is not allowed in subprogs without BTF\n");
8280                         return -EINVAL;
8281                 }
8282         }
8283         return 0;
8284 }
8285
8286 /* The minimum supported BTF func info size */
8287 #define MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE   8
8288 #define MAX_FUNCINFO_REC_SIZE   252
8289
8290 static int check_btf_func(struct bpf_verifier_env *env,
8291                           const union bpf_attr *attr,
8292                           union bpf_attr __user *uattr)
8293 {
8294         const struct btf_type *type, *func_proto, *ret_type;
8295         u32 i, nfuncs, urec_size, min_size;
8296         u32 krec_size = sizeof(struct bpf_func_info);
8297         struct bpf_func_info *krecord;
8298         struct bpf_func_info_aux *info_aux = NULL;
8299         struct bpf_prog *prog;
8300         const struct btf *btf;
8301         void __user *urecord;
8302         u32 prev_offset = 0;
8303         bool scalar_return;
8304         int ret = -ENOMEM;
8305
8306         nfuncs = attr->func_info_cnt;
8307         if (!nfuncs) {
8308                 if (check_abnormal_return(env))
8309                         return -EINVAL;
8310                 return 0;
8311         }
8312
8313         if (nfuncs != env->subprog_cnt) {
8314                 verbose(env, "number of funcs in func_info doesn't match number of subprogs\n");
8315                 return -EINVAL;
8316         }
8317
8318         urec_size = attr->func_info_rec_size;
8319         if (urec_size < MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE ||
8320             urec_size > MAX_FUNCINFO_REC_SIZE ||
8321             urec_size % sizeof(u32)) {
8322                 verbose(env, "invalid func info rec size %u\n", urec_size);
8323                 return -EINVAL;
8324         }
8325
8326         prog = env->prog;
8327         btf = prog->aux->btf;
8328
8329         urecord = u64_to_user_ptr(attr->func_info);
8330         min_size = min_t(u32, krec_size, urec_size);
8331
8332         krecord = kvcalloc(nfuncs, krec_size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
8333         if (!krecord)
8334                 return -ENOMEM;
8335         info_aux = kcalloc(nfuncs, sizeof(*info_aux), GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
8336         if (!info_aux)
8337                 goto err_free;
8338
8339         for (i = 0; i < nfuncs; i++) {
8340                 ret = bpf_check_uarg_tail_zero(urecord, krec_size, urec_size);
8341                 if (ret) {
8342                         if (ret == -E2BIG) {
8343                                 verbose(env, "nonzero tailing record in func info");
8344                                 /* set the size kernel expects so loader can zero
8345                                  * out the rest of the record.
8346                                  */
8347                                 if (put_user(min_size, &uattr->func_info_rec_size))
8348                                         ret = -EFAULT;
8349                         }
8350                         goto err_free;
8351                 }
8352
8353                 if (copy_from_user(&krecord[i], urecord, min_size)) {
8354                         ret = -EFAULT;
8355                         goto err_free;
8356                 }
8357
8358                 /* check insn_off */
8359                 ret = -EINVAL;
8360                 if (i == 0) {
8361                         if (krecord[i].insn_off) {
8362                                 verbose(env,
8363                                         "nonzero insn_off %u for the first func info record",
8364                                         krecord[i].insn_off);
8365                                 goto err_free;
8366                         }
8367                 } else if (krecord[i].insn_off <= prev_offset) {
8368                         verbose(env,
8369                                 "same or smaller insn offset (%u) than previous func info record (%u)",
8370                                 krecord[i].insn_off, prev_offset);
8371                         goto err_free;
8372                 }
8373
8374                 if (env->subprog_info[i].start != krecord[i].insn_off) {
8375                         verbose(env, "func_info BTF section doesn't match subprog layout in BPF program\n");
8376                         goto err_free;
8377                 }
8378
8379                 /* check type_id */
8380                 type = btf_type_by_id(btf, krecord[i].type_id);
8381                 if (!type || !btf_type_is_func(type)) {
8382                         verbose(env, "invalid type id %d in func info",
8383                                 krecord[i].type_id);
8384                         goto err_free;
8385                 }
8386                 info_aux[i].linkage = BTF_INFO_VLEN(type->info);
8387
8388                 func_proto = btf_type_by_id(btf, type->type);
8389                 if (unlikely(!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)))
8390                         /* btf_func_check() already verified it during BTF load */
8391                         goto err_free;
8392                 ret_type = btf_type_skip_modifiers(btf, func_proto->type, NULL);
8393                 scalar_return =
8394                         btf_type_is_small_int(ret_type) || btf_type_is_enum(ret_type);
8395                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
8396                         verbose(env, "LD_ABS is only allowed in functions that return 'int'.\n");
8397                         goto err_free;
8398                 }
8399                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_tail_call) {
8400                         verbose(env, "tail_call is only allowed in functions that return 'int'.\n");
8401                         goto err_free;
8402                 }
8403
8404                 prev_offset = krecord[i].insn_off;
8405                 urecord += urec_size;
8406         }
8407
8408         prog->aux->func_info = krecord;
8409         prog->aux->func_info_cnt = nfuncs;
8410         prog->aux->func_info_aux = info_aux;
8411         return 0;
8412
8413 err_free:
8414         kvfree(krecord);
8415         kfree(info_aux);
8416         return ret;
8417 }
8418
8419 static void adjust_btf_func(struct bpf_verifier_env *env)
8420 {
8421         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
8422         int i;
8423
8424         if (!aux->func_info)
8425                 return;
8426
8427         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
8428                 aux->func_info[i].insn_off = env->subprog_info[i].start;
8429 }
8430
8431 #define MIN_BPF_LINEINFO_SIZE   (offsetof(struct bpf_line_info, line_col) + \
8432                 sizeof(((struct bpf_line_info *)(0))->line_col))
8433 #define MAX_LINEINFO_REC_SIZE   MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
8434
8435 static int check_btf_line(struct bpf_verifier_env *env,
8436                           const union bpf_attr *attr,
8437                           union bpf_attr __user *uattr)
8438 {
8439         u32 i, s, nr_linfo, ncopy, expected_size, rec_size, prev_offset = 0;
8440         struct bpf_subprog_info *sub;
8441         struct bpf_line_info *linfo;
8442         struct bpf_prog *prog;
8443         const struct btf *btf;
8444         void __user *ulinfo;
8445         int err;
8446
8447         nr_linfo = attr->line_info_cnt;
8448         if (!nr_linfo)
8449                 return 0;
8450
8451         rec_size = attr->line_info_rec_size;
8452         if (rec_size < MIN_BPF_LINEINFO_SIZE ||
8453             rec_size > MAX_LINEINFO_REC_SIZE ||
8454             rec_size & (sizeof(u32) - 1))
8455                 return -EINVAL;
8456
8457         /* Need to zero it in case the userspace may
8458          * pass in a smaller bpf_line_info object.
8459          */
8460         linfo = kvcalloc(nr_linfo, sizeof(struct bpf_line_info),
8461                          GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
8462         if (!linfo)
8463                 return -ENOMEM;
8464
8465         prog = env->prog;
8466         btf = prog->aux->btf;
8467
8468         s = 0;
8469         sub = env->subprog_info;
8470         ulinfo = u64_to_user_ptr(attr->line_info);
8471         expected_size = sizeof(struct bpf_line_info);
8472         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
8473         for (i = 0; i < nr_linfo; i++) {
8474                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(ulinfo, expected_size, rec_size);
8475                 if (err) {
8476                         if (err == -E2BIG) {
8477                                 verbose(env, "nonzero tailing record in line_info");
8478                                 if (put_user(expected_size,
8479                                              &uattr->line_info_rec_size))
8480                                         err = -EFAULT;
8481                         }
8482                         goto err_free;
8483                 }
8484
8485                 if (copy_from_user(&linfo[i], ulinfo, ncopy)) {
8486                         err = -EFAULT;
8487                         goto err_free;
8488                 }
8489
8490                 /*
8491                  * Check insn_off to ensure
8492                  * 1) strictly increasing AND
8493                  * 2) bounded by prog->len
8494                  *
8495                  * The linfo[0].insn_off == 0 check logically falls into
8496                  * the later "missing bpf_line_info for func..." case
8497                  * because the first linfo[0].insn_off must be the
8498                  * first sub also and the first sub must have
8499                  * subprog_info[0].start == 0.
8500                  */
8501                 if ((i && linfo[i].insn_off <= prev_offset) ||
8502                     linfo[i].insn_off >= prog->len) {
8503                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].insn_off:%u (prev_offset:%u prog->len:%u)\n",
8504                                 i, linfo[i].insn_off, prev_offset,
8505                                 prog->len);
8506                         err = -EINVAL;
8507                         goto err_free;
8508                 }
8509
8510                 if (!prog->insnsi[linfo[i].insn_off].code) {
8511                         verbose(env,
8512                                 "Invalid insn code at line_info[%u].insn_off\n",
8513                                 i);
8514                         err = -EINVAL;
8515                         goto err_free;
8516                 }
8517
8518                 if (!btf_name_by_offset(btf, linfo[i].line_off) ||
8519                     !btf_name_by_offset(btf, linfo[i].file_name_off)) {
8520                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].line_off or .file_name_off\n", i);
8521                         err = -EINVAL;
8522                         goto err_free;
8523                 }
8524
8525                 if (s != env->subprog_cnt) {
8526                         if (linfo[i].insn_off == sub[s].start) {
8527                                 sub[s].linfo_idx = i;
8528                                 s++;
8529                         } else if (sub[s].start < linfo[i].insn_off) {
8530                                 verbose(env, "missing bpf_line_info for func#%u\n", s);
8531                                 err = -EINVAL;
8532                                 goto err_free;
8533                         }
8534                 }
8535
8536                 prev_offset = linfo[i].insn_off;
8537                 ulinfo += rec_size;
8538         }
8539
8540         if (s != env->subprog_cnt) {
8541                 verbose(env, "missing bpf_line_info for %u funcs starting from func#%u\n",
8542                         env->subprog_cnt - s, s);
8543                 err = -EINVAL;
8544                 goto err_free;
8545         }
8546
8547         prog->aux->linfo = linfo;
8548         prog->aux->nr_linfo = nr_linfo;
8549
8550         return 0;
8551
8552 err_free:
8553         kvfree(linfo);
8554         return err;
8555 }
8556
8557 static int check_btf_info(struct bpf_verifier_env *env,
8558                           const union bpf_attr *attr,
8559                           union bpf_attr __user *uattr)
8560 {
8561         struct btf *btf;
8562         int err;
8563
8564         if (!attr->func_info_cnt && !attr->line_info_cnt) {
8565                 if (check_abnormal_return(env))
8566                         return -EINVAL;
8567                 return 0;
8568         }
8569
8570         btf = btf_get_by_fd(attr->prog_btf_fd);
8571         if (IS_ERR(btf))
8572                 return PTR_ERR(btf);
8573         env->prog->aux->btf = btf;
8574
8575         err = check_btf_func(env, attr, uattr);
8576         if (err)
8577                 return err;
8578
8579         err = check_btf_line(env, attr, uattr);
8580         if (err)
8581                 return err;
8582
8583         return 0;
8584 }
8585
8586 /* check %cur's range satisfies %old's */
8587 static bool range_within(struct bpf_reg_state *old,
8588                          struct bpf_reg_state *cur)
8589 {
8590         return old->umin_value <= cur->umin_value &&
8591                old->umax_value >= cur->umax_value &&
8592                old->smin_value <= cur->smin_value &&
8593                old->smax_value >= cur->smax_value;
8594 }
8595
8596 /* Maximum number of register states that can exist at once */
8597 #define ID_MAP_SIZE     (MAX_BPF_REG + MAX_BPF_STACK / BPF_REG_SIZE)
8598 struct idpair {
8599         u32 old;
8600         u32 cur;
8601 };
8602
8603 /* If in the old state two registers had the same id, then they need to have
8604  * the same id in the new state as well.  But that id could be different from
8605  * the old state, so we need to track the mapping from old to new ids.
8606  * Once we have seen that, say, a reg with old id 5 had new id 9, any subsequent
8607  * regs with old id 5 must also have new id 9 for the new state to be safe.  But
8608  * regs with a different old id could still have new id 9, we don't care about
8609  * that.
8610  * So we look through our idmap to see if this old id has been seen before.  If
8611  * so, we require the new id to match; otherwise, we add the id pair to the map.
8612  */
8613 static bool check_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct idpair *idmap)
8614 {
8615         unsigned int i;
8616
8617         for (i = 0; i < ID_MAP_SIZE; i++) {
8618                 if (!idmap[i].old) {
8619                         /* Reached an empty slot; haven't seen this id before */
8620                         idmap[i].old = old_id;
8621                         idmap[i].cur = cur_id;
8622                         return true;
8623                 }
8624                 if (idmap[i].old == old_id)
8625                         return idmap[i].cur == cur_id;
8626         }
8627         /* We ran out of idmap slots, which should be impossible */
8628         WARN_ON_ONCE(1);
8629         return false;
8630 }
8631
8632 static void clean_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
8633                              struct bpf_func_state *st)
8634 {
8635         enum bpf_reg_liveness live;
8636         int i, j;
8637
8638         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
8639                 live = st->regs[i].live;
8640                 /* liveness must not touch this register anymore */
8641                 st->regs[i].live |= REG_LIVE_DONE;
8642                 if (!(live & REG_LIVE_READ))
8643                         /* since the register is unused, clear its state
8644                          * to make further comparison simpler
8645                          */
8646                         __mark_reg_not_init(env, &st->regs[i]);
8647         }
8648
8649         for (i = 0; i < st->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
8650                 live = st->stack[i].spilled_ptr.live;
8651                 /* liveness must not touch this stack slot anymore */
8652                 st->stack[i].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_DONE;
8653                 if (!(live & REG_LIVE_READ)) {
8654                         __mark_reg_not_init(env, &st->stack[i].spilled_ptr);
8655                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
8656                                 st->stack[i].slot_type[j] = STACK_INVALID;
8657                 }
8658         }
8659 }
8660
8661 static void clean_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
8662                                  struct bpf_verifier_state *st)
8663 {
8664         int i;
8665
8666         if (st->frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE)
8667                 /* all regs in this state in all frames were already marked */
8668                 return;
8669
8670         for (i = 0; i <= st->curframe; i++)
8671                 clean_func_state(env, st->frame[i]);
8672 }
8673
8674 /* the parentage chains form a tree.
8675  * the verifier states are added to state lists at given insn and
8676  * pushed into state stack for future exploration.
8677  * when the verifier reaches bpf_exit insn some of the verifer states
8678  * stored in the state lists have their final liveness state already,
8679  * but a lot of states will get revised from liveness point of view when
8680  * the verifier explores other branches.
8681  * Example:
8682  * 1: r0 = 1
8683  * 2: if r1 == 100 goto pc+1
8684  * 3: r0 = 2
8685  * 4: exit
8686  * when the verifier reaches exit insn the register r0 in the state list of
8687  * insn 2 will be seen as !REG_LIVE_READ. Then the verifier pops the other_branch
8688  * of insn 2 and goes exploring further. At the insn 4 it will walk the
8689  * parentage chain from insn 4 into insn 2 and will mark r0 as REG_LIVE_READ.
8690  *
8691  * Since the verifier pushes the branch states as it sees them while exploring
8692  * the program the condition of walking the branch instruction for the second
8693  * time means that all states below this branch were already explored and
8694  * their final liveness markes are already propagated.
8695  * Hence when the verifier completes the search of state list in is_state_visited()
8696  * we can call this clean_live_states() function to mark all liveness states
8697  * as REG_LIVE_DONE to indicate that 'parent' pointers of 'struct bpf_reg_state'
8698  * will not be used.
8699  * This function also clears the registers and stack for states that !READ
8700  * to simplify state merging.
8701  *
8702  * Important note here that walking the same branch instruction in the callee
8703  * doesn't meant that the states are DONE. The verifier has to compare
8704  * the callsites
8705  */
8706 static void clean_live_states(struct bpf_verifier_env *env, int insn,
8707                               struct bpf_verifier_state *cur)
8708 {
8709         struct bpf_verifier_state_list *sl;
8710         int i;
8711
8712         sl = *explored_state(env, insn);
8713         while (sl) {
8714                 if (sl->state.branches)
8715                         goto next;
8716                 if (sl->state.insn_idx != insn ||
8717                     sl->state.curframe != cur->curframe)
8718                         goto next;
8719                 for (i = 0; i <= cur->curframe; i++)
8720                         if (sl->state.frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
8721                                 goto next;
8722                 clean_verifier_state(env, &sl->state);
8723 next:
8724                 sl = sl->next;
8725         }
8726 }
8727
8728 /* Returns true if (rold safe implies rcur safe) */
8729 static bool regsafe(struct bpf_reg_state *rold, struct bpf_reg_state *rcur,
8730                     struct idpair *idmap)
8731 {
8732         bool equal;
8733
8734         if (!(rold->live & REG_LIVE_READ))
8735                 /* explored state didn't use this */
8736                 return true;
8737
8738         equal = memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, parent)) == 0;
8739
8740         if (rold->type == PTR_TO_STACK)
8741                 /* two stack pointers are equal only if they're pointing to
8742                  * the same stack frame, since fp-8 in foo != fp-8 in bar
8743                  */
8744                 return equal && rold->frameno == rcur->frameno;
8745
8746         if (equal)
8747                 return true;
8748
8749         if (rold->type == NOT_INIT)
8750                 /* explored state can't have used this */
8751                 return true;
8752         if (rcur->type == NOT_INIT)
8753                 return false;
8754         switch (rold->type) {
8755         case SCALAR_VALUE:
8756                 if (rcur->type == SCALAR_VALUE) {
8757                         if (!rold->precise && !rcur->precise)
8758                                 return true;
8759                         /* new val must satisfy old val knowledge */
8760                         return range_within(rold, rcur) &&
8761                                tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
8762                 } else {
8763                         /* We're trying to use a pointer in place of a scalar.
8764                          * Even if the scalar was unbounded, this could lead to
8765                          * pointer leaks because scalars are allowed to leak
8766                          * while pointers are not. We could make this safe in
8767                          * special cases if root is calling us, but it's
8768                          * probably not worth the hassle.
8769                          */
8770                         return false;
8771                 }
8772         case PTR_TO_MAP_VALUE:
8773                 /* If the new min/max/var_off satisfy the old ones and
8774                  * everything else matches, we are OK.
8775                  * 'id' is not compared, since it's only used for maps with
8776                  * bpf_spin_lock inside map element and in such cases if
8777                  * the rest of the prog is valid for one map element then
8778                  * it's valid for all map elements regardless of the key
8779                  * used in bpf_map_lookup()
8780                  */
8781                 return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
8782                        range_within(rold, rcur) &&
8783                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
8784         case PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL:
8785                 /* a PTR_TO_MAP_VALUE could be safe to use as a
8786                  * PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL into the same map.
8787                  * However, if the old PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL then got NULL-
8788                  * checked, doing so could have affected others with the same
8789                  * id, and we can't check for that because we lost the id when
8790                  * we converted to a PTR_TO_MAP_VALUE.
8791                  */
8792                 if (rcur->type != PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL)
8793                         return false;
8794                 if (memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)))
8795                         return false;
8796                 /* Check our ids match any regs they're supposed to */
8797                 return check_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
8798         case PTR_TO_PACKET_META:
8799         case PTR_TO_PACKET:
8800                 if (rcur->type != rold->type)
8801                         return false;
8802                 /* We must have at least as much range as the old ptr
8803                  * did, so that any accesses which were safe before are
8804                  * still safe.  This is true even if old range < old off,
8805                  * since someone could have accessed through (ptr - k), or
8806                  * even done ptr -= k in a register, to get a safe access.
8807                  */
8808                 if (rold->range > rcur->range)
8809                         return false;
8810                 /* If the offsets don't match, we can't trust our alignment;
8811                  * nor can we be sure that we won't fall out of range.
8812                  */
8813                 if (rold->off != rcur->off)
8814                         return false;
8815                 /* id relations must be preserved */
8816                 if (rold->id && !check_ids(rold->id, rcur->id, idmap))
8817                         return false;
8818                 /* new val must satisfy old val knowledge */
8819                 return range_within(rold, rcur) &&
8820                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
8821         case PTR_TO_CTX:
8822         case CONST_PTR_TO_MAP:
8823         case PTR_TO_PACKET_END:
8824         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
8825         case PTR_TO_SOCKET:
8826         case PTR_TO_SOCKET_OR_NULL:
8827         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
8828         case PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL:
8829         case PTR_TO_TCP_SOCK:
8830         case PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL:
8831         case PTR_TO_XDP_SOCK:
8832                 /* Only valid matches are exact, which memcmp() above
8833                  * would have accepted
8834                  */
8835         default:
8836                 /* Don't know what's going on, just say it's not safe */
8837                 return false;
8838         }
8839
8840         /* Shouldn't get here; if we do, say it's not safe */
8841         WARN_ON_ONCE(1);
8842         return false;
8843 }
8844
8845 static bool stacksafe(struct bpf_func_state *old,
8846                       struct bpf_func_state *cur,
8847                       struct idpair *idmap)
8848 {
8849         int i, spi;
8850
8851         /* walk slots of the explored stack and ignore any additional
8852          * slots in the current stack, since explored(safe) state
8853          * didn't use them
8854          */
8855         for (i = 0; i < old->allocated_stack; i++) {
8856                 spi = i / BPF_REG_SIZE;
8857
8858                 if (!(old->stack[spi].spilled_ptr.live & REG_LIVE_READ)) {
8859                         i += BPF_REG_SIZE - 1;
8860                         /* explored state didn't use this */
8861                         continue;
8862                 }
8863
8864                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_INVALID)
8865                         continue;
8866
8867                 /* explored stack has more populated slots than current stack
8868                  * and these slots were used
8869                  */
8870                 if (i >= cur->allocated_stack)
8871                         return false;
8872
8873                 /* if old state was safe with misc data in the stack
8874                  * it will be safe with zero-initialized stack.
8875                  * The opposite is not true
8876                  */
8877                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC &&
8878                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_ZERO)
8879                         continue;
8880                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] !=
8881                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE])
8882                         /* Ex: old explored (safe) state has STACK_SPILL in
8883                          * this stack slot, but current has STACK_MISC ->
8884                          * this verifier states are not equivalent,
8885                          * return false to continue verification of this path
8886                          */
8887                         return false;
8888                 if (i % BPF_REG_SIZE)
8889                         continue;
8890                 if (old->stack[spi].slot_type[0] != STACK_SPILL)
8891                         continue;
8892                 if (!regsafe(&old->stack[spi].spilled_ptr,
8893                              &cur->stack[spi].spilled_ptr,
8894                              idmap))
8895                         /* when explored and current stack slot are both storing
8896                          * spilled registers, check that stored pointers types
8897                          * are the same as well.
8898                          * Ex: explored safe path could have stored
8899                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -8}
8900                          * but current path has stored:
8901                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -16}
8902                          * such verifier states are not equivalent.
8903                          * return false to continue verification of this path
8904                          */
8905                         return false;
8906         }
8907         return true;
8908 }
8909
8910 static bool refsafe(struct bpf_func_state *old, struct bpf_func_state *cur)
8911 {
8912         if (old->acquired_refs != cur->acquired_refs)
8913                 return false;
8914         return !memcmp(old->refs, cur->refs,
8915                        sizeof(*old->refs) * old->acquired_refs);
8916 }
8917
8918 /* compare two verifier states
8919  *
8920  * all states stored in state_list are known to be valid, since
8921  * verifier reached 'bpf_exit' instruction through them
8922  *
8923  * this function is called when verifier exploring different branches of
8924  * execution popped from the state stack. If it sees an old state that has
8925  * more strict register state and more strict stack state then this execution
8926  * branch doesn't need to be explored further, since verifier already
8927  * concluded that more strict state leads to valid finish.
8928  *
8929  * Therefore two states are equivalent if register state is more conservative
8930  * and explored stack state is more conservative than the current one.
8931  * Example:
8932  *       explored                   current
8933  * (slot1=INV slot2=MISC) == (slot1=MISC slot2=MISC)
8934  * (slot1=MISC slot2=MISC) != (slot1=INV slot2=MISC)
8935  *
8936  * In other words if current stack state (one being explored) has more
8937  * valid slots than old one that already passed validation, it means
8938  * the verifier can stop exploring and conclude that current state is valid too
8939  *
8940  * Similarly with registers. If explored state has register type as invalid
8941  * whereas register type in current state is meaningful, it means that
8942  * the current state will reach 'bpf_exit' instruction safely
8943  */
8944 static bool func_states_equal(struct bpf_func_state *old,
8945                               struct bpf_func_state *cur)
8946 {
8947         struct idpair *idmap;
8948         bool ret = false;
8949         int i;
8950
8951         idmap = kcalloc(ID_MAP_SIZE, sizeof(struct idpair), GFP_KERNEL);
8952         /* If we failed to allocate the idmap, just say it's not safe */
8953         if (!idmap)
8954                 return false;
8955
8956         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
8957                 if (!regsafe(&old->regs[i], &cur->regs[i], idmap))
8958                         goto out_free;
8959         }
8960
8961         if (!stacksafe(old, cur, idmap))
8962                 goto out_free;
8963
8964         if (!refsafe(old, cur))
8965                 goto out_free;
8966         ret = true;
8967 out_free:
8968         kfree(idmap);
8969         return ret;
8970 }
8971
8972 static bool states_equal(struct bpf_verifier_env *env,
8973                          struct bpf_verifier_state *old,
8974                          struct bpf_verifier_state *cur)
8975 {
8976         int i;
8977
8978         if (old->curframe != cur->curframe)
8979                 return false;
8980
8981         /* Verification state from speculative execution simulation
8982          * must never prune a non-speculative execution one.
8983          */
8984         if (old->speculative && !cur->speculative)
8985                 return false;
8986
8987         if (old->active_spin_lock != cur->active_spin_lock)
8988                 return false;
8989
8990         /* for states to be equal callsites have to be the same
8991          * and all frame states need to be equivalent
8992          */
8993         for (i = 0; i <= old->curframe; i++) {
8994                 if (old->frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
8995                         return false;
8996                 if (!func_states_equal(old->frame[i], cur->frame[i]))
8997                         return false;
8998         }
8999         return true;
9000 }
9001
9002 /* Return 0 if no propagation happened. Return negative error code if error
9003  * happened. Otherwise, return the propagated bit.
9004  */
9005 static int propagate_liveness_reg(struct bpf_verifier_env *env,
9006                                   struct bpf_reg_state *reg,
9007                                   struct bpf_reg_state *parent_reg)
9008 {
9009         u8 parent_flag = parent_reg->live & REG_LIVE_READ;
9010         u8 flag = reg->live & REG_LIVE_READ;
9011         int err;
9012
9013         /* When comes here, read flags of PARENT_REG or REG could be any of
9014          * REG_LIVE_READ64, REG_LIVE_READ32, REG_LIVE_NONE. There is no need
9015          * of propagation if PARENT_REG has strongest REG_LIVE_READ64.
9016          */
9017         if (parent_flag == REG_LIVE_READ64 ||
9018             /* Or if there is no read flag from REG. */
9019             !flag ||
9020             /* Or if the read flag from REG is the same as PARENT_REG. */
9021             parent_flag == flag)
9022                 return 0;
9023
9024         err = mark_reg_read(env, reg, parent_reg, flag);
9025         if (err)
9026                 return err;
9027
9028         return flag;
9029 }
9030
9031 /* A write screens off any subsequent reads; but write marks come from the
9032  * straight-line code between a state and its parent.  When we arrive at an
9033  * equivalent state (jump target or such) we didn't arrive by the straight-line
9034  * code, so read marks in the state must propagate to the parent regardless
9035  * of the state's write marks. That's what 'parent == state->parent' comparison
9036  * in mark_reg_read() is for.
9037  */
9038 static int propagate_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
9039                               const struct bpf_verifier_state *vstate,
9040                               struct bpf_verifier_state *vparent)
9041 {
9042         struct bpf_reg_state *state_reg, *parent_reg;
9043         struct bpf_func_state *state, *parent;
9044         int i, frame, err = 0;
9045
9046         if (vparent->curframe != vstate->curframe) {
9047                 WARN(1, "propagate_live: parent frame %d current frame %d\n",
9048                      vparent->curframe, vstate->curframe);
9049                 return -EFAULT;
9050         }
9051         /* Propagate read liveness of registers... */
9052         BUILD_BUG_ON(BPF_REG_FP + 1 != MAX_BPF_REG);
9053         for (frame = 0; frame <= vstate->curframe; frame++) {
9054                 parent = vparent->frame[frame];
9055                 state = vstate->frame[frame];
9056                 parent_reg = parent->regs;
9057                 state_reg = state->regs;
9058                 /* We don't need to worry about FP liveness, it's read-only */
9059                 for (i = frame < vstate->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
9060                         err = propagate_liveness_reg(env, &state_reg[i],
9061                                                      &parent_reg[i]);
9062                         if (err < 0)
9063                                 return err;
9064                         if (err == REG_LIVE_READ64)
9065                                 mark_insn_zext(env, &parent_reg[i]);
9066                 }
9067
9068                 /* Propagate stack slots. */
9069                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE &&
9070                             i < parent->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
9071                         parent_reg = &parent->stack[i].spilled_ptr;
9072                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
9073                         err = propagate_liveness_reg(env, state_reg,
9074                                                      parent_reg);
9075                         if (err < 0)
9076                                 return err;
9077                 }
9078         }
9079         return 0;
9080 }
9081
9082 /* find precise scalars in the previous equivalent state and
9083  * propagate them into the current state
9084  */
9085 static int propagate_precision(struct bpf_verifier_env *env,
9086                                const struct bpf_verifier_state *old)
9087 {
9088         struct bpf_reg_state *state_reg;
9089         struct bpf_func_state *state;
9090         int i, err = 0;
9091
9092         state = old->frame[old->curframe];
9093         state_reg = state->regs;
9094         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++, state_reg++) {
9095                 if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
9096                     !state_reg->precise)
9097                         continue;
9098                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
9099                         verbose(env, "propagating r%d\n", i);
9100                 err = mark_chain_precision(env, i);
9101                 if (err < 0)
9102                         return err;
9103         }
9104
9105         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
9106                 if (state->stack[i].slot_type[0] != STACK_SPILL)
9107                         continue;
9108                 state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
9109                 if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
9110                     !state_reg->precise)
9111                         continue;
9112                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
9113                         verbose(env, "propagating fp%d\n",
9114                                 (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
9115                 err = mark_chain_precision_stack(env, i);
9116                 if (err < 0)
9117                         return err;
9118         }
9119         return 0;
9120 }
9121
9122 static bool states_maybe_looping(struct bpf_verifier_state *old,
9123                                  struct bpf_verifier_state *cur)
9124 {
9125         struct bpf_func_state *fold, *fcur;
9126         int i, fr = cur->curframe;
9127
9128         if (old->curframe != fr)
9129                 return false;
9130
9131         fold = old->frame[fr];
9132         fcur = cur->frame[fr];
9133         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
9134                 if (memcmp(&fold->regs[i], &fcur->regs[i],
9135                            offsetof(struct bpf_reg_state, parent)))
9136                         return false;
9137         return true;
9138 }
9139
9140
9141 static int is_state_visited(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
9142 {
9143         struct bpf_verifier_state_list *new_sl;
9144         struct bpf_verifier_state_list *sl, **pprev;
9145         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state, *new;
9146         int i, j, err, states_cnt = 0;
9147         bool add_new_state = env->test_state_freq ? true : false;
9148
9149         cur->last_insn_idx = env->prev_insn_idx;
9150         if (!env->insn_aux_data[insn_idx].prune_point)
9151                 /* this 'insn_idx' instruction wasn't marked, so we will not
9152                  * be doing state search here
9153                  */
9154                 return 0;
9155
9156         /* bpf progs typically have pruning point every 4 instructions
9157          * http://vger.kernel.org/bpfconf2019.html#session-1
9158          * Do not add new state for future pruning if the verifier hasn't seen
9159          * at least 2 jumps and at least 8 instructions.
9160          * This heuristics helps decrease 'total_states' and 'peak_states' metric.
9161          * In tests that amounts to up to 50% reduction into total verifier
9162          * memory consumption and 20% verifier time speedup.
9163          */
9164         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed >= 2 &&
9165             env->insn_processed - env->prev_insn_processed >= 8)
9166                 add_new_state = true;
9167
9168         pprev = explored_state(env, insn_idx);
9169         sl = *pprev;
9170
9171         clean_live_states(env, insn_idx, cur);
9172
9173         while (sl) {
9174                 states_cnt++;
9175                 if (sl->state.insn_idx != insn_idx)
9176                         goto next;
9177                 if (sl->state.branches) {
9178                         if (states_maybe_looping(&sl->state, cur) &&
9179                             states_equal(env, &sl->state, cur)) {
9180                                 verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
9181                                 verbose(env, "infinite loop detected at insn %d\n", insn_idx);
9182                                 return -EINVAL;
9183                         }
9184                         /* if the verifier is processing a loop, avoid adding new state
9185                          * too often, since different loop iterations have distinct
9186                          * states and may not help future pruning.
9187                          * This threshold shouldn't be too low to make sure that
9188                          * a loop with large bound will be rejected quickly.
9189                          * The most abusive loop will be:
9190                          * r1 += 1
9191                          * if r1 < 1000000 goto pc-2
9192                          * 1M insn_procssed limit / 100 == 10k peak states.
9193                          * This threshold shouldn't be too high either, since states
9194                          * at the end of the loop are likely to be useful in pruning.
9195                          */
9196                         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed < 20 &&
9197                             env->insn_processed - env->prev_insn_processed < 100)
9198                                 add_new_state = false;
9199                         goto miss;
9200                 }
9201                 if (states_equal(env, &sl->state, cur)) {
9202                         sl->hit_cnt++;
9203                         /* reached equivalent register/stack state,
9204                          * prune the search.
9205                          * Registers read by the continuation are read by us.
9206                          * If we have any write marks in env->cur_state, they
9207                          * will prevent corresponding reads in the continuation
9208                          * from reaching our parent (an explored_state).  Our
9209                          * own state will get the read marks recorded, but
9210                          * they'll be immediately forgotten as we're pruning
9211                          * this state and will pop a new one.
9212                          */
9213                         err = propagate_liveness(env, &sl->state, cur);
9214
9215                         /* if previous state reached the exit with precision and
9216                          * current state is equivalent to it (except precsion marks)
9217                          * the precision needs to be propagated back in
9218                          * the current state.
9219                          */
9220                         err = err ? : push_jmp_history(env, cur);
9221                         err = err ? : propagate_precision(env, &sl->state);
9222                         if (err)
9223                                 return err;
9224                         return 1;
9225                 }
9226 miss:
9227                 /* when new state is not going to be added do not increase miss count.
9228                  * Otherwise several loop iterations will remove the state
9229                  * recorded earlier. The goal of these heuristics is to have
9230                  * states from some iterations of the loop (some in the beginning
9231                  * and some at the end) to help pruning.
9232                  */
9233                 if (add_new_state)
9234                         sl->miss_cnt++;
9235                 /* heuristic to determine whether this state is beneficial
9236                  * to keep checking from state equivalence point of view.
9237                  * Higher numbers increase max_states_per_insn and verification time,
9238                  * but do not meaningfully decrease insn_processed.
9239                  */
9240                 if (sl->miss_cnt > sl->hit_cnt * 3 + 3) {
9241                         /* the state is unlikely to be useful. Remove it to
9242                          * speed up verification
9243                          */
9244                         *pprev = sl->next;
9245                         if (sl->state.frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE) {
9246                                 u32 br = sl->state.branches;
9247
9248                                 WARN_ONCE(br,
9249                                           "BUG live_done but branches_to_explore %d\n",
9250                                           br);
9251                                 free_verifier_state(&sl->state, false);
9252                                 kfree(sl);
9253                                 env->peak_states--;
9254                         } else {
9255                                 /* cannot free this state, since parentage chain may
9256                                  * walk it later. Add it for free_list instead to
9257                                  * be freed at the end of verification
9258                                  */
9259                                 sl->next = env->free_list;
9260                                 env->free_list = sl;
9261                         }
9262                         sl = *pprev;
9263                         continue;
9264                 }
9265 next:
9266                 pprev = &sl->next;
9267                 sl = *pprev;
9268         }
9269
9270         if (env->max_states_per_insn < states_cnt)
9271                 env->max_states_per_insn = states_cnt;
9272
9273         if (!env->bpf_capable && states_cnt > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES)
9274                 return push_jmp_history(env, cur);
9275
9276         if (!add_new_state)
9277                 return push_jmp_history(env, cur);
9278
9279         /* There were no equivalent states, remember the current one.
9280          * Technically the current state is not proven to be safe yet,
9281          * but it will either reach outer most bpf_exit (which means it's safe)
9282          * or it will be rejected. When there are no loops the verifier won't be
9283          * seeing this tuple (frame[0].callsite, frame[1].callsite, .. insn_idx)
9284          * again on the way to bpf_exit.
9285          * When looping the sl->state.branches will be > 0 and this state
9286          * will not be considered for equivalence until branches == 0.
9287          */
9288         new_sl = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state_list), GFP_KERNEL);
9289         if (!new_sl)
9290                 return -ENOMEM;
9291         env->total_states++;
9292         env->peak_states++;
9293         env->prev_jmps_processed = env->jmps_processed;
9294         env->prev_insn_processed = env->insn_processed;
9295
9296         /* add new state to the head of linked list */
9297         new = &new_sl->state;
9298         err = copy_verifier_state(new, cur);
9299         if (err) {
9300                 free_verifier_state(new, false);
9301                 kfree(new_sl);
9302                 return err;
9303         }
9304         new->insn_idx = insn_idx;
9305         WARN_ONCE(new->branches != 1,
9306                   "BUG is_state_visited:branches_to_explore=%d insn %d\n", new->branches, insn_idx);
9307
9308         cur->parent = new;
9309         cur->first_insn_idx = insn_idx;
9310         clear_jmp_history(cur);
9311         new_sl->next = *explored_state(env, insn_idx);
9312         *explored_state(env, insn_idx) = new_sl;
9313         /* connect new state to parentage chain. Current frame needs all
9314          * registers connected. Only r6 - r9 of the callers are alive (pushed
9315          * to the stack implicitly by JITs) so in callers' frames connect just
9316          * r6 - r9 as an optimization. Callers will have r1 - r5 connected to
9317          * the state of the call instruction (with WRITTEN set), and r0 comes
9318          * from callee with its full parentage chain, anyway.
9319          */
9320         /* clear write marks in current state: the writes we did are not writes
9321          * our child did, so they don't screen off its reads from us.
9322          * (There are no read marks in current state, because reads always mark
9323          * their parent and current state never has children yet.  Only
9324          * explored_states can get read marks.)
9325          */
9326         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
9327                 for (i = j < cur->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++)
9328                         cur->frame[j]->regs[i].parent = &new->frame[j]->regs[i];
9329                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++)
9330                         cur->frame[j]->regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
9331         }
9332
9333         /* all stack frames are accessible from callee, clear them all */
9334         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
9335                 struct bpf_func_state *frame = cur->frame[j];
9336                 struct bpf_func_state *newframe = new->frame[j];
9337
9338                 for (i = 0; i < frame->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
9339                         frame->stack[i].spilled_ptr.live = REG_LIVE_NONE;
9340                         frame->stack[i].spilled_ptr.parent =
9341                                                 &newframe->stack[i].spilled_ptr;
9342                 }
9343         }
9344         return 0;
9345 }
9346
9347 /* Return true if it's OK to have the same insn return a different type. */
9348 static bool reg_type_mismatch_ok(enum bpf_reg_type type)
9349 {
9350         switch (type) {
9351         case PTR_TO_CTX:
9352         case PTR_TO_SOCKET:
9353         case PTR_TO_SOCKET_OR_NULL:
9354         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
9355         case PTR_TO_SOCK_COMMON_OR_NULL:
9356         case PTR_TO_TCP_SOCK:
9357         case PTR_TO_TCP_SOCK_OR_NULL:
9358         case PTR_TO_XDP_SOCK:
9359         case PTR_TO_BTF_ID:
9360         case PTR_TO_BTF_ID_OR_NULL:
9361                 return false;
9362         default:
9363                 return true;
9364         }
9365 }
9366
9367 /* If an instruction was previously used with particular pointer types, then we
9368  * need to be careful to avoid cases such as the below, where it may be ok
9369  * for one branch accessing the pointer, but not ok for the other branch:
9370  *
9371  * R1 = sock_ptr
9372  * goto X;
9373  * ...
9374  * R1 = some_other_valid_ptr;
9375  * goto X;
9376  * ...
9377  * R2 = *(u32 *)(R1 + 0);
9378  */
9379 static bool reg_type_mismatch(enum bpf_reg_type src, enum bpf_reg_type prev)
9380 {
9381         return src != prev && (!reg_type_mismatch_ok(src) ||
9382                                !reg_type_mismatch_ok(prev));
9383 }
9384
9385 static int do_check(struct bpf_verifier_env *env)
9386 {
9387         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
9388         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
9389         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
9390         struct bpf_reg_state *regs;
9391         int insn_cnt = env->prog->len;
9392         bool do_print_state = false;
9393         int prev_insn_idx = -1;
9394
9395         for (;;) {
9396                 struct bpf_insn *insn;
9397                 u8 class;
9398                 int err;
9399
9400                 env->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
9401                 if (env->insn_idx >= insn_cnt) {
9402                         verbose(env, "invalid insn idx %d insn_cnt %d\n",
9403                                 env->insn_idx, insn_cnt);
9404                         return -EFAULT;
9405                 }
9406
9407                 insn = &insns[env->insn_idx];
9408                 class = BPF_CLASS(insn->code);
9409
9410                 if (++env->insn_processed > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS) {
9411                         verbose(env,
9412                                 "BPF program is too large. Processed %d insn\n",
9413                                 env->insn_processed);
9414                         return -E2BIG;
9415                 }
9416
9417                 err = is_state_visited(env, env->insn_idx);
9418                 if (err < 0)
9419                         return err;
9420                 if (err == 1) {
9421                         /* found equivalent state, can prune the search */
9422                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
9423                                 if (do_print_state)
9424                                         verbose(env, "\nfrom %d to %d%s: safe\n",
9425                                                 env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
9426                                                 env->cur_state->speculative ?
9427                                                 " (speculative execution)" : "");
9428                                 else
9429                                         verbose(env, "%d: safe\n", env->insn_idx);
9430                         }
9431                         goto process_bpf_exit;
9432                 }
9433
9434                 if (signal_pending(current))
9435                         return -EAGAIN;
9436
9437                 if (need_resched())
9438                         cond_resched();
9439
9440                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2 ||
9441                     (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL && do_print_state)) {
9442                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
9443                                 verbose(env, "%d:", env->insn_idx);
9444                         else
9445                                 verbose(env, "\nfrom %d to %d%s:",
9446                                         env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
9447                                         env->cur_state->speculative ?
9448                                         " (speculative execution)" : "");
9449                         print_verifier_state(env, state->frame[state->curframe]);
9450                         do_print_state = false;
9451                 }
9452
9453                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
9454                         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
9455                                 .cb_print       = verbose,
9456                                 .private_data   = env,
9457                         };
9458
9459                         verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
9460                         verbose(env, "%d: ", env->insn_idx);
9461                         print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
9462                 }
9463
9464                 if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
9465                         err = bpf_prog_offload_verify_insn(env, env->insn_idx,
9466                                                            env->prev_insn_idx);
9467                         if (err)
9468                                 return err;
9469                 }
9470
9471                 regs = cur_regs(env);
9472                 env->insn_aux_data[env->insn_idx].seen = env->pass_cnt;
9473                 prev_insn_idx = env->insn_idx;
9474
9475                 if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
9476                         err = check_alu_op(env, insn);
9477                         if (err)
9478                                 return err;
9479
9480                 } else if (class == BPF_LDX) {
9481                         enum bpf_reg_type *prev_src_type, src_reg_type;
9482
9483                         /* check for reserved fields is already done */
9484
9485                         /* check src operand */
9486                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
9487                         if (err)
9488                                 return err;
9489
9490                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
9491                         if (err)
9492                                 return err;
9493
9494                         src_reg_type = regs[insn->src_reg].type;
9495
9496                         /* check that memory (src_reg + off) is readable,
9497                          * the state of dst_reg will be updated by this func
9498                          */
9499                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->src_reg,
9500                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
9501                                                BPF_READ, insn->dst_reg, false);
9502                         if (err)
9503                                 return err;
9504
9505                         prev_src_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
9506
9507                         if (*prev_src_type == NOT_INIT) {
9508                                 /* saw a valid insn
9509                                  * dst_reg = *(u32 *)(src_reg + off)
9510                                  * save type to validate intersecting paths
9511                                  */
9512                                 *prev_src_type = src_reg_type;
9513
9514                         } else if (reg_type_mismatch(src_reg_type, *prev_src_type)) {
9515                                 /* ABuser program is trying to use the same insn
9516                                  * dst_reg = *(u32*) (src_reg + off)
9517                                  * with different pointer types:
9518                                  * src_reg == ctx in one branch and
9519                                  * src_reg == stack|map in some other branch.
9520                                  * Reject it.
9521                                  */
9522                                 verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
9523                                 return -EINVAL;
9524                         }
9525
9526                 } else if (class == BPF_STX) {
9527                         enum bpf_reg_type *prev_dst_type, dst_reg_type;
9528
9529                         if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_XADD) {
9530                                 err = check_xadd(env, env->insn_idx, insn);
9531                                 if (err)
9532                                         return err;
9533                                 env->insn_idx++;
9534                                 continue;
9535                         }
9536
9537                         /* check src1 operand */
9538                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
9539                         if (err)
9540                                 return err;
9541                         /* check src2 operand */
9542                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
9543                         if (err)
9544                                 return err;
9545
9546                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
9547
9548                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
9549                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
9550                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
9551                                                BPF_WRITE, insn->src_reg, false);
9552                         if (err)
9553                                 return err;
9554
9555                         prev_dst_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
9556
9557                         if (*prev_dst_type == NOT_INIT) {
9558                                 *prev_dst_type = dst_reg_type;
9559                         } else if (reg_type_mismatch(dst_reg_type, *prev_dst_type)) {
9560                                 verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
9561                                 return -EINVAL;
9562                         }
9563
9564                 } else if (class == BPF_ST) {
9565                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM ||
9566                             insn->src_reg != BPF_REG_0) {
9567                                 verbose(env, "BPF_ST uses reserved fields\n");
9568                                 return -EINVAL;
9569                         }
9570                         /* check src operand */
9571                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
9572                         if (err)
9573                                 return err;
9574
9575                         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg)) {
9576                                 verbose(env, "BPF_ST stores into R%d %s is not allowed\n",
9577                                         insn->dst_reg,
9578                                         reg_type_str[reg_state(env, insn->dst_reg)->type]);
9579                                 return -EACCES;
9580                         }
9581
9582                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
9583                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
9584                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
9585                                                BPF_WRITE, -1, false);
9586                         if (err)
9587                                 return err;
9588
9589                 } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
9590                         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
9591
9592                         env->jmps_processed++;
9593                         if (opcode == BPF_CALL) {
9594                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
9595                                     insn->off != 0 ||
9596                                     (insn->src_reg != BPF_REG_0 &&
9597                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL) ||
9598                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
9599                                     class == BPF_JMP32) {
9600                                         verbose(env, "BPF_CALL uses reserved fields\n");
9601                                         return -EINVAL;
9602                                 }
9603
9604                                 if (env->cur_state->active_spin_lock &&
9605                                     (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL ||
9606                                      insn->imm != BPF_FUNC_spin_unlock)) {
9607                                         verbose(env, "function calls are not allowed while holding a lock\n");
9608                                         return -EINVAL;
9609                                 }
9610                                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
9611                                         err = check_func_call(env, insn, &env->insn_idx);
9612                                 else
9613                                         err = check_helper_call(env, insn->imm, env->insn_idx);
9614                                 if (err)
9615                                         return err;
9616
9617                         } else if (opcode == BPF_JA) {
9618                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
9619                                     insn->imm != 0 ||
9620                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
9621                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
9622                                     class == BPF_JMP32) {
9623                                         verbose(env, "BPF_JA uses reserved fields\n");
9624                                         return -EINVAL;
9625                                 }
9626
9627                                 env->insn_idx += insn->off + 1;
9628                                 continue;
9629
9630                         } else if (opcode == BPF_EXIT) {
9631                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
9632                                     insn->imm != 0 ||
9633                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
9634                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
9635                                     class == BPF_JMP32) {
9636                                         verbose(env, "BPF_EXIT uses reserved fields\n");
9637                                         return -EINVAL;
9638                                 }
9639
9640                                 if (env->cur_state->active_spin_lock) {
9641                                         verbose(env, "bpf_spin_unlock is missing\n");
9642                                         return -EINVAL;
9643                                 }
9644
9645                                 if (state->curframe) {
9646                                         /* exit from nested function */
9647                                         err = prepare_func_exit(env, &env->insn_idx);
9648                                         if (err)
9649                                                 return err;
9650                                         do_print_state = true;
9651                                         continue;
9652                                 }
9653
9654                                 err = check_reference_leak(env);
9655                                 if (err)
9656                                         return err;
9657
9658                                 err = check_return_code(env);
9659                                 if (err)
9660                                         return err;
9661 process_bpf_exit:
9662                                 update_branch_counts(env, env->cur_state);
9663                                 err = pop_stack(env, &prev_insn_idx,
9664                                                 &env->insn_idx, pop_log);
9665                                 if (err < 0) {
9666                                         if (err != -ENOENT)
9667                                                 return err;
9668                                         break;
9669                                 } else {
9670                                         do_print_state = true;
9671                                         continue;
9672                                 }
9673                         } else {
9674                                 err = check_cond_jmp_op(env, insn, &env->insn_idx);
9675                                 if (err)
9676                                         return err;
9677                         }
9678                 } else if (class == BPF_LD) {
9679                         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
9680
9681                         if (mode == BPF_ABS || mode == BPF_IND) {
9682                                 err = check_ld_abs(env, insn);
9683                                 if (err)
9684                                         return err;
9685
9686                         } else if (mode == BPF_IMM) {
9687                                 err = check_ld_imm(env, insn);
9688                                 if (err)
9689                                         return err;
9690
9691                                 env->insn_idx++;
9692                                 env->insn_aux_data[env->insn_idx].seen = env->pass_cnt;
9693                         } else {
9694                                 verbose(env, "invalid BPF_LD mode\n");
9695                                 return -EINVAL;
9696                         }
9697                 } else {
9698                         verbose(env, "unknown insn class %d\n", class);
9699                         return -EINVAL;
9700                 }
9701
9702                 env->insn_idx++;
9703         }
9704
9705         return 0;
9706 }
9707
9708 /* replace pseudo btf_id with kernel symbol address */
9709 static int check_pseudo_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
9710                                struct bpf_insn *insn,
9711                                struct bpf_insn_aux_data *aux)
9712 {
9713         const struct btf_var_secinfo *vsi;
9714         const struct btf_type *datasec;
9715         const struct btf_type *t;
9716         const char *sym_name;
9717         bool percpu = false;
9718         u32 type, id = insn->imm;
9719         s32 datasec_id;
9720         u64 addr;
9721         int i;
9722
9723         if (!btf_vmlinux) {
9724                 verbose(env, "kernel is missing BTF, make sure CONFIG_DEBUG_INFO_BTF=y is specified in Kconfig.\n");
9725                 return -EINVAL;
9726         }
9727
9728         if (insn[1].imm != 0) {
9729                 verbose(env, "reserved field (insn[1].imm) is used in pseudo_btf_id ldimm64 insn.\n");
9730                 return -EINVAL;
9731         }
9732
9733         t = btf_type_by_id(btf_vmlinux, id);
9734         if (!t) {
9735                 verbose(env, "ldimm64 insn specifies invalid btf_id %d.\n", id);
9736                 return -ENOENT;
9737         }
9738
9739         if (!btf_type_is_var(t)) {
9740                 verbose(env, "pseudo btf_id %d in ldimm64 isn't KIND_VAR.\n",
9741                         id);
9742                 return -EINVAL;
9743         }
9744
9745         sym_name = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
9746         addr = kallsyms_lookup_name(sym_name);
9747         if (!addr) {
9748                 verbose(env, "ldimm64 failed to find the address for kernel symbol '%s'.\n",
9749                         sym_name);
9750                 return -ENOENT;
9751         }
9752
9753         datasec_id = btf_find_by_name_kind(btf_vmlinux, ".data..percpu",
9754                                            BTF_KIND_DATASEC);
9755         if (datasec_id > 0) {
9756                 datasec = btf_type_by_id(btf_vmlinux, datasec_id);
9757                 for_each_vsi(i, datasec, vsi) {
9758                         if (vsi->type == id) {
9759                                 percpu = true;
9760                                 break;
9761                         }
9762                 }
9763         }
9764
9765         insn[0].imm = (u32)addr;
9766         insn[1].imm = addr >> 32;
9767
9768         type = t->type;
9769         t = btf_type_skip_modifiers(btf_vmlinux, type, NULL);
9770         if (percpu) {
9771                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_PERCPU_BTF_ID;
9772                 aux->btf_var.btf = btf_vmlinux;
9773                 aux->btf_var.btf_id = type;
9774         } else if (!btf_type_is_struct(t)) {
9775                 const struct btf_type *ret;
9776                 const char *tname;
9777                 u32 tsize;
9778
9779                 /* resolve the type size of ksym. */
9780                 ret = btf_resolve_size(btf_vmlinux, t, &tsize);
9781                 if (IS_ERR(ret)) {
9782                         tname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
9783                         verbose(env, "ldimm64 unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
9784                                 tname, PTR_ERR(ret));
9785                         return -EINVAL;
9786                 }
9787                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM;
9788                 aux->btf_var.mem_size = tsize;
9789         } else {
9790                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID;
9791                 aux->btf_var.btf = btf_vmlinux;
9792                 aux->btf_var.btf_id = type;
9793         }
9794         return 0;
9795 }
9796
9797 static int check_map_prealloc(struct bpf_map *map)
9798 {
9799         return (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_HASH &&
9800                 map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH &&
9801                 map->map_type != BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS) ||
9802                 !(map->map_flags & BPF_F_NO_PREALLOC);
9803 }
9804
9805 static bool is_tracing_prog_type(enum bpf_prog_type type)
9806 {
9807         switch (type) {
9808         case BPF_PROG_TYPE_KPROBE:
9809         case BPF_PROG_TYPE_TRACEPOINT:
9810         case BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT:
9811         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
9812                 return true;
9813         default:
9814                 return false;
9815         }
9816 }
9817
9818 static bool is_preallocated_map(struct bpf_map *map)
9819 {
9820         if (!check_map_prealloc(map))
9821                 return false;
9822         if (map->inner_map_meta && !check_map_prealloc(map->inner_map_meta))
9823                 return false;
9824         return true;
9825 }
9826
9827 static int check_map_prog_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
9828                                         struct bpf_map *map,
9829                                         struct bpf_prog *prog)
9830
9831 {
9832         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
9833         /*
9834          * Validate that trace type programs use preallocated hash maps.
9835          *
9836          * For programs attached to PERF events this is mandatory as the
9837          * perf NMI can hit any arbitrary code sequence.
9838          *
9839          * All other trace types using preallocated hash maps are unsafe as
9840          * well because tracepoint or kprobes can be inside locked regions
9841          * of the memory allocator or at a place where a recursion into the
9842          * memory allocator would see inconsistent state.
9843          *
9844          * On RT enabled kernels run-time allocation of all trace type
9845          * programs is strictly prohibited due to lock type constraints. On
9846          * !RT kernels it is allowed for backwards compatibility reasons for
9847          * now, but warnings are emitted so developers are made aware of
9848          * the unsafety and can fix their programs before this is enforced.
9849          */
9850         if (is_tracing_prog_type(prog_type) && !is_preallocated_map(map)) {
9851                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT) {
9852                         verbose(env, "perf_event programs can only use preallocated hash map\n");
9853                         return -EINVAL;
9854                 }
9855                 if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT)) {
9856                         verbose(env, "trace type programs can only use preallocated hash map\n");
9857                         return -EINVAL;
9858                 }
9859                 WARN_ONCE(1, "trace type BPF program uses run-time allocation\n");
9860                 verbose(env, "trace type programs with run-time allocated hash maps are unsafe. Switch to preallocated hash maps.\n");
9861         }
9862
9863         if (map_value_has_spin_lock(map)) {
9864                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER) {
9865                         verbose(env, "socket filter progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
9866                         return -EINVAL;
9867                 }
9868
9869                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
9870                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
9871                         return -EINVAL;
9872                 }
9873
9874                 if (prog->aux->sleepable) {
9875                         verbose(env, "sleepable progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
9876                         return -EINVAL;
9877                 }
9878         }
9879
9880         if ((bpf_prog_is_dev_bound(prog->aux) || bpf_map_is_dev_bound(map)) &&
9881             !bpf_offload_prog_map_match(prog, map)) {
9882                 verbose(env, "offload device mismatch between prog and map\n");
9883                 return -EINVAL;
9884         }
9885
9886         if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_STRUCT_OPS) {
9887                 verbose(env, "bpf_struct_ops map cannot be used in prog\n");
9888                 return -EINVAL;
9889         }
9890
9891         if (prog->aux->sleepable)
9892                 switch (map->map_type) {
9893                 case BPF_MAP_TYPE_HASH:
9894                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_HASH:
9895                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY:
9896                         if (!is_preallocated_map(map)) {
9897                                 verbose(env,
9898                                         "Sleepable programs can only use preallocated hash maps\n");
9899                                 return -EINVAL;
9900                         }
9901                         break;
9902                 default:
9903                         verbose(env,
9904                                 "Sleepable programs can only use array and hash maps\n");
9905                         return -EINVAL;
9906                 }
9907
9908         return 0;
9909 }
9910
9911 static bool bpf_map_is_cgroup_storage(struct bpf_map *map)
9912 {
9913         return (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE ||
9914                 map->map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE);
9915 }
9916
9917 /* find and rewrite pseudo imm in ld_imm64 instructions:
9918  *
9919  * 1. if it accesses map FD, replace it with actual map pointer.
9920  * 2. if it accesses btf_id of a VAR, replace it with pointer to the var.
9921  *
9922  * NOTE: btf_vmlinux is required for converting pseudo btf_id.
9923  */
9924 static int resolve_pseudo_ldimm64(struct bpf_verifier_env *env)
9925 {
9926         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
9927         int insn_cnt = env->prog->len;
9928         int i, j, err;
9929
9930         err = bpf_prog_calc_tag(env->prog);
9931         if (err)
9932                 return err;
9933
9934         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
9935                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
9936                     (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0)) {
9937                         verbose(env, "BPF_LDX uses reserved fields\n");
9938                         return -EINVAL;
9939                 }
9940
9941                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX &&
9942                     ((BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM &&
9943                       BPF_MODE(insn->code) != BPF_XADD) || insn->imm != 0)) {
9944                         verbose(env, "BPF_STX uses reserved fields\n");
9945                         return -EINVAL;
9946                 }
9947
9948                 if (insn[0].code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW)) {
9949                         struct bpf_insn_aux_data *aux;
9950                         struct bpf_map *map;
9951                         struct fd f;
9952                         u64 addr;
9953
9954                         if (i == insn_cnt - 1 || insn[1].code != 0 ||
9955                             insn[1].dst_reg != 0 || insn[1].src_reg != 0 ||
9956                             insn[1].off != 0) {
9957                                 verbose(env, "invalid bpf_ld_imm64 insn\n");
9958                                 return -EINVAL;
9959                         }
9960
9961                         if (insn[0].src_reg == 0)
9962                                 /* valid generic load 64-bit imm */
9963                                 goto next_insn;
9964
9965                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
9966                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
9967                                 err = check_pseudo_btf_id(env, insn, aux);
9968                                 if (err)
9969                                         return err;
9970                                 goto next_insn;
9971                         }
9972
9973                         /* In final convert_pseudo_ld_imm64() step, this is
9974                          * converted into regular 64-bit imm load insn.
9975                          */
9976                         if ((insn[0].src_reg != BPF_PSEUDO_MAP_FD &&
9977                              insn[0].src_reg != BPF_PSEUDO_MAP_VALUE) ||
9978                             (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD &&
9979                              insn[1].imm != 0)) {
9980                                 verbose(env,
9981                                         "unrecognized bpf_ld_imm64 insn\n");
9982                                 return -EINVAL;
9983                         }
9984
9985                         f = fdget(insn[0].imm);
9986                         map = __bpf_map_get(f);
9987                         if (IS_ERR(map)) {
9988                                 verbose(env, "fd %d is not pointing to valid bpf_map\n",
9989                                         insn[0].imm);
9990                                 return PTR_ERR(map);
9991                         }
9992
9993                         err = check_map_prog_compatibility(env, map, env->prog);
9994                         if (err) {
9995                                 fdput(f);
9996                                 return err;
9997                         }
9998
9999                         aux = &env->insn_aux_data[i];
10000                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD) {
10001                                 addr = (unsigned long)map;
10002                         } else {
10003                                 u32 off = insn[1].imm;
10004
10005                                 if (off >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
10006                                         verbose(env, "direct value offset of %u is not allowed\n", off);
10007                                         fdput(f);
10008                                         return -EINVAL;
10009                                 }
10010
10011                                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
10012                                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
10013                                         fdput(f);
10014                                         return -EINVAL;
10015                                 }
10016
10017                                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
10018                                 if (err) {
10019                                         verbose(env, "invalid access to map value pointer, value_size=%u off=%u\n",
10020                                                 map->value_size, off);
10021                                         fdput(f);
10022                                         return err;
10023                                 }
10024
10025                                 aux->map_off = off;
10026                                 addr += off;
10027                         }
10028
10029                         insn[0].imm = (u32)addr;
10030                         insn[1].imm = addr >> 32;
10031
10032                         /* check whether we recorded this map already */
10033                         for (j = 0; j < env->used_map_cnt; j++) {
10034                                 if (env->used_maps[j] == map) {
10035                                         aux->map_index = j;
10036                                         fdput(f);
10037                                         goto next_insn;
10038                                 }
10039                         }
10040
10041                         if (env->used_map_cnt >= MAX_USED_MAPS) {
10042                                 fdput(f);
10043                                 return -E2BIG;
10044                         }
10045
10046                         /* hold the map. If the program is rejected by verifier,
10047                          * the map will be released by release_maps() or it
10048                          * will be used by the valid program until it's unloaded
10049                          * and all maps are released in free_used_maps()
10050                          */
10051                         bpf_map_inc(map);
10052
10053                         aux->map_index = env->used_map_cnt;
10054                         env->used_maps[env->used_map_cnt++] = map;
10055
10056                         if (bpf_map_is_cgroup_storage(map) &&
10057                             bpf_cgroup_storage_assign(env->prog->aux, map)) {
10058                                 verbose(env, "only one cgroup storage of each type is allowed\n");
10059                                 fdput(f);
10060                                 return -EBUSY;
10061                         }
10062
10063                         fdput(f);
10064 next_insn:
10065                         insn++;
10066                         i++;
10067                         continue;
10068                 }
10069
10070                 /* Basic sanity check before we invest more work here. */
10071                 if (!bpf_opcode_in_insntable(insn->code)) {
10072                         verbose(env, "unknown opcode %02x\n", insn->code);
10073                         return -EINVAL;
10074                 }
10075         }
10076
10077         /* now all pseudo BPF_LD_IMM64 instructions load valid
10078          * 'struct bpf_map *' into a register instead of user map_fd.
10079          * These pointers will be used later by verifier to validate map access.
10080          */
10081         return 0;
10082 }
10083
10084 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
10085 static void release_maps(struct bpf_verifier_env *env)
10086 {
10087         __bpf_free_used_maps(env->prog->aux, env->used_maps,
10088                              env->used_map_cnt);
10089 }
10090
10091 /* convert pseudo BPF_LD_IMM64 into generic BPF_LD_IMM64 */
10092 static void convert_pseudo_ld_imm64(struct bpf_verifier_env *env)
10093 {
10094         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
10095         int insn_cnt = env->prog->len;
10096         int i;
10097
10098         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++)
10099                 if (insn->code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW))
10100                         insn->src_reg = 0;
10101 }
10102
10103 /* single env->prog->insni[off] instruction was replaced with the range
10104  * insni[off, off + cnt).  Adjust corresponding insn_aux_data by copying
10105  * [0, off) and [off, end) to new locations, so the patched range stays zero
10106  */
10107 static int adjust_insn_aux_data(struct bpf_verifier_env *env,
10108                                 struct bpf_prog *new_prog, u32 off, u32 cnt)
10109 {
10110         struct bpf_insn_aux_data *new_data, *old_data = env->insn_aux_data;
10111         struct bpf_insn *insn = new_prog->insnsi;
10112         u32 prog_len;
10113         int i;
10114
10115         /* aux info at OFF always needs adjustment, no matter fast path
10116          * (cnt == 1) is taken or not. There is no guarantee INSN at OFF is the
10117          * original insn at old prog.
10118          */
10119         old_data[off].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + off + cnt - 1);
10120
10121         if (cnt == 1)
10122                 return 0;
10123         prog_len = new_prog->len;
10124         new_data = vzalloc(array_size(prog_len,
10125                                       sizeof(struct bpf_insn_aux_data)));
10126         if (!new_data)
10127                 return -ENOMEM;
10128         memcpy(new_data, old_data, sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * off);
10129         memcpy(new_data + off + cnt - 1, old_data + off,
10130                sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * (prog_len - off - cnt + 1));
10131         for (i = off; i < off + cnt - 1; i++) {
10132                 new_data[i].seen = env->pass_cnt;
10133                 new_data[i].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + i);
10134         }
10135         env->insn_aux_data = new_data;
10136         vfree(old_data);
10137         return 0;
10138 }
10139
10140 static void adjust_subprog_starts(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 len)
10141 {
10142         int i;
10143
10144         if (len == 1)
10145                 return;
10146         /* NOTE: fake 'exit' subprog should be updated as well. */
10147         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++) {
10148                 if (env->subprog_info[i].start <= off)
10149                         continue;
10150                 env->subprog_info[i].start += len - 1;
10151         }
10152 }
10153
10154 static void adjust_poke_descs(struct bpf_prog *prog, u32 len)
10155 {
10156         struct bpf_jit_poke_descriptor *tab = prog->aux->poke_tab;
10157         int i, sz = prog->aux->size_poke_tab;
10158         struct bpf_jit_poke_descriptor *desc;
10159
10160         for (i = 0; i < sz; i++) {
10161                 desc = &tab[i];
10162                 desc->insn_idx += len - 1;
10163         }
10164 }
10165
10166 static struct bpf_prog *bpf_patch_insn_data(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
10167                                             const struct bpf_insn *patch, u32 len)
10168 {
10169         struct bpf_prog *new_prog;
10170
10171         new_prog = bpf_patch_insn_single(env->prog, off, patch, len);
10172         if (IS_ERR(new_prog)) {
10173                 if (PTR_ERR(new_prog) == -ERANGE)
10174                         verbose(env,
10175                                 "insn %d cannot be patched due to 16-bit range\n",
10176                                 env->insn_aux_data[off].orig_idx);
10177                 return NULL;
10178         }
10179         if (adjust_insn_aux_data(env, new_prog, off, len))
10180                 return NULL;
10181         adjust_subprog_starts(env, off, len);
10182         adjust_poke_descs(new_prog, len);
10183         return new_prog;
10184 }
10185
10186 static int adjust_subprog_starts_after_remove(struct bpf_verifier_env *env,
10187                                               u32 off, u32 cnt)
10188 {
10189         int i, j;
10190
10191         /* find first prog starting at or after off (first to remove) */
10192         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
10193                 if (env->subprog_info[i].start >= off)
10194                         break;
10195         /* find first prog starting at or after off + cnt (first to stay) */
10196         for (j = i; j < env->subprog_cnt; j++)
10197                 if (env->subprog_info[j].start >= off + cnt)
10198                         break;
10199         /* if j doesn't start exactly at off + cnt, we are just removing
10200          * the front of previous prog
10201          */
10202         if (env->subprog_info[j].start != off + cnt)
10203                 j--;
10204
10205         if (j > i) {
10206                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
10207                 int move;
10208
10209                 /* move fake 'exit' subprog as well */
10210                 move = env->subprog_cnt + 1 - j;
10211
10212                 memmove(env->subprog_info + i,
10213                         env->subprog_info + j,
10214                         sizeof(*env->subprog_info) * move);
10215                 env->subprog_cnt -= j - i;
10216
10217                 /* remove func_info */
10218                 if (aux->func_info) {
10219                         move = aux->func_info_cnt - j;
10220
10221                         memmove(aux->func_info + i,
10222                                 aux->func_info + j,
10223                                 sizeof(*aux->func_info) * move);
10224                         aux->func_info_cnt -= j - i;
10225                         /* func_info->insn_off is set after all code rewrites,
10226                          * in adjust_btf_func() - no need to adjust
10227                          */
10228                 }
10229         } else {
10230                 /* convert i from "first prog to remove" to "first to adjust" */
10231                 if (env->subprog_info[i].start == off)
10232                         i++;
10233         }
10234
10235         /* update fake 'exit' subprog as well */
10236         for (; i <= env->subprog_cnt; i++)
10237                 env->subprog_info[i].start -= cnt;
10238
10239         return 0;
10240 }
10241
10242 static int bpf_adj_linfo_after_remove(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
10243                                       u32 cnt)
10244 {
10245         struct bpf_prog *prog = env->prog;
10246         u32 i, l_off, l_cnt, nr_linfo;
10247         struct bpf_line_info *linfo;
10248
10249         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
10250         if (!nr_linfo)
10251                 return 0;
10252
10253         linfo = prog->aux->linfo;
10254
10255         /* find first line info to remove, count lines to be removed */
10256         for (i = 0; i < nr_linfo; i++)
10257                 if (linfo[i].insn_off >= off)
10258                         break;
10259
10260         l_off = i;
10261         l_cnt = 0;
10262         for (; i < nr_linfo; i++)
10263                 if (linfo[i].insn_off < off + cnt)
10264                         l_cnt++;
10265                 else
10266                         break;
10267
10268         /* First live insn doesn't match first live linfo, it needs to "inherit"
10269          * last removed linfo.  prog is already modified, so prog->len == off
10270          * means no live instructions after (tail of the program was removed).
10271          */
10272         if (prog->len != off && l_cnt &&
10273             (i == nr_linfo || linfo[i].insn_off != off + cnt)) {
10274                 l_cnt--;
10275                 linfo[--i].insn_off = off + cnt;
10276         }
10277
10278         /* remove the line info which refer to the removed instructions */
10279         if (l_cnt) {
10280                 memmove(linfo + l_off, linfo + i,
10281                         sizeof(*linfo) * (nr_linfo - i));
10282
10283                 prog->aux->nr_linfo -= l_cnt;
10284                 nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
10285         }
10286
10287         /* pull all linfo[i].insn_off >= off + cnt in by cnt */
10288         for (i = l_off; i < nr_linfo; i++)
10289                 linfo[i].insn_off -= cnt;
10290
10291         /* fix up all subprogs (incl. 'exit') which start >= off */
10292         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++)
10293                 if (env->subprog_info[i].linfo_idx > l_off) {
10294                         /* program may have started in the removed region but
10295                          * may not be fully removed
10296                          */
10297                         if (env->subprog_info[i].linfo_idx >= l_off + l_cnt)
10298                                 env->subprog_info[i].linfo_idx -= l_cnt;
10299                         else
10300                                 env->subprog_info[i].linfo_idx = l_off;
10301                 }
10302
10303         return 0;
10304 }
10305
10306 static int verifier_remove_insns(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 cnt)
10307 {
10308         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
10309         unsigned int orig_prog_len = env->prog->len;
10310         int err;
10311
10312         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
10313                 bpf_prog_offload_remove_insns(env, off, cnt);
10314
10315         err = bpf_remove_insns(env->prog, off, cnt);
10316         if (err)
10317                 return err;
10318
10319         err = adjust_subprog_starts_after_remove(env, off, cnt);
10320         if (err)
10321                 return err;
10322
10323         err = bpf_adj_linfo_after_remove(env, off, cnt);
10324         if (err)
10325                 return err;
10326
10327         memmove(aux_data + off, aux_data + off + cnt,
10328                 sizeof(*aux_data) * (orig_prog_len - off - cnt));
10329
10330         return 0;
10331 }
10332
10333 /* The verifier does more data flow analysis than llvm and will not
10334  * explore branches that are dead at run time. Malicious programs can
10335  * have dead code too. Therefore replace all dead at-run-time code
10336  * with 'ja -1'.
10337  *
10338  * Just nops are not optimal, e.g. if they would sit at the end of the
10339  * program and through another bug we would manage to jump there, then
10340  * we'd execute beyond program memory otherwise. Returning exception
10341  * code also wouldn't work since we can have subprogs where the dead
10342  * code could be located.
10343  */
10344 static void sanitize_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
10345 {
10346         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
10347         struct bpf_insn trap = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, -1);
10348         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
10349         const int insn_cnt = env->prog->len;
10350         int i;
10351
10352         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
10353                 if (aux_data[i].seen)
10354                         continue;
10355                 memcpy(insn + i, &trap, sizeof(trap));
10356         }
10357 }
10358
10359 static bool insn_is_cond_jump(u8 code)
10360 {
10361         u8 op;
10362
10363         if (BPF_CLASS(code) == BPF_JMP32)
10364                 return true;
10365
10366         if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP)
10367                 return false;
10368
10369         op = BPF_OP(code);
10370         return op != BPF_JA && op != BPF_EXIT && op != BPF_CALL;
10371 }
10372
10373 static void opt_hard_wire_dead_code_branches(struct bpf_verifier_env *env)
10374 {
10375         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
10376         struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
10377         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
10378         const int insn_cnt = env->prog->len;
10379         int i;
10380
10381         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
10382                 if (!insn_is_cond_jump(insn->code))
10383                         continue;
10384
10385                 if (!aux_data[i + 1].seen)
10386                         ja.off = insn->off;
10387                 else if (!aux_data[i + 1 + insn->off].seen)
10388                         ja.off = 0;
10389                 else
10390                         continue;
10391
10392                 if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
10393                         bpf_prog_offload_replace_insn(env, i, &ja);
10394
10395                 memcpy(insn, &ja, sizeof(ja));
10396         }
10397 }
10398
10399 static int opt_remove_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
10400 {
10401         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
10402         int insn_cnt = env->prog->len;
10403         int i, err;
10404
10405         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
10406                 int j;
10407
10408                 j = 0;
10409                 while (i + j < insn_cnt && !aux_data[i + j].seen)
10410                         j++;
10411                 if (!j)
10412                         continue;
10413
10414                 err = verifier_remove_insns(env, i, j);
10415                 if (err)
10416                         return err;
10417                 insn_cnt = env->prog->len;
10418         }
10419
10420         return 0;
10421 }
10422
10423 static int opt_remove_nops(struct bpf_verifier_env *env)
10424 {
10425         const struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
10426         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
10427         int insn_cnt = env->prog->len;
10428         int i, err;
10429
10430         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
10431                 if (memcmp(&insn[i], &ja, sizeof(ja)))
10432                         continue;
10433
10434                 err = verifier_remove_insns(env, i, 1);
10435                 if (err)
10436                         return err;
10437                 insn_cnt--;
10438                 i--;
10439         }
10440
10441         return 0;
10442 }
10443
10444 static int opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(struct bpf_verifier_env *env,
10445                                          const union bpf_attr *attr)
10446 {
10447         struct bpf_insn *patch, zext_patch[2], rnd_hi32_patch[4];
10448         struct bpf_insn_aux_data *aux = env->insn_aux_data;
10449         int i, patch_len, delta = 0, len = env->prog->len;
10450         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
10451         struct bpf_prog *new_prog;
10452         bool rnd_hi32;
10453
10454         rnd_hi32 = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_RND_HI32;
10455         zext_patch[1] = BPF_ZEXT_REG(0);
10456         rnd_hi32_patch[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, 0);
10457         rnd_hi32_patch[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_AX, 32);
10458         rnd_hi32_patch[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, 0, BPF_REG_AX);
10459         for (i = 0; i < len; i++) {
10460                 int adj_idx = i + delta;
10461                 struct bpf_insn insn;
10462
10463                 insn = insns[adj_idx];
10464                 if (!aux[adj_idx].zext_dst) {
10465                         u8 code, class;
10466                         u32 imm_rnd;
10467
10468                         if (!rnd_hi32)
10469                                 continue;
10470
10471                         code = insn.code;
10472                         class = BPF_CLASS(code);
10473                         if (insn_no_def(&insn))
10474                                 continue;
10475
10476                         /* NOTE: arg "reg" (the fourth one) is only used for
10477                          *       BPF_STX which has been ruled out in above
10478                          *       check, it is safe to pass NULL here.
10479                          */
10480                         if (is_reg64(env, &insn, insn.dst_reg, NULL, DST_OP)) {
10481                                 if (class == BPF_LD &&
10482                                     BPF_MODE(code) == BPF_IMM)
10483                                         i++;
10484                                 continue;
10485                         }
10486
10487                         /* ctx load could be transformed into wider load. */
10488                         if (class == BPF_LDX &&
10489                             aux[adj_idx].ptr_type == PTR_TO_CTX)
10490                                 continue;
10491
10492                         imm_rnd = get_random_int();
10493                         rnd_hi32_patch[0] = insn;
10494                         rnd_hi32_patch[1].imm = imm_rnd;
10495                         rnd_hi32_patch[3].dst_reg = insn.dst_reg;
10496                         patch = rnd_hi32_patch;
10497                         patch_len = 4;
10498                         goto apply_patch_buffer;
10499                 }
10500
10501                 if (!bpf_jit_needs_zext())
10502                         continue;
10503
10504                 zext_patch[0] = insn;
10505                 zext_patch[1].dst_reg = insn.dst_reg;
10506                 zext_patch[1].src_reg = insn.dst_reg;
10507                 patch = zext_patch;
10508                 patch_len = 2;
10509 apply_patch_buffer:
10510                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, adj_idx, patch, patch_len);
10511                 if (!new_prog)
10512                         return -ENOMEM;
10513                 env->prog = new_prog;
10514                 insns = new_prog->insnsi;
10515                 aux = env->insn_aux_data;
10516                 delta += patch_len - 1;
10517         }
10518
10519         return 0;
10520 }
10521
10522 /* convert load instructions that access fields of a context type into a
10523  * sequence of instructions that access fields of the underlying structure:
10524  *     struct __sk_buff    -> struct sk_buff
10525  *     struct bpf_sock_ops -> struct sock
10526  */
10527 static int convert_ctx_accesses(struct bpf_verifier_env *env)
10528 {
10529         const struct bpf_verifier_ops *ops = env->ops;
10530         int i, cnt, size, ctx_field_size, delta = 0;
10531         const int insn_cnt = env->prog->len;
10532         struct bpf_insn insn_buf[16], *insn;
10533         u32 target_size, size_default, off;
10534         struct bpf_prog *new_prog;
10535         enum bpf_access_type type;
10536         bool is_narrower_load;
10537
10538         if (ops->gen_prologue || env->seen_direct_write) {
10539                 if (!ops->gen_prologue) {
10540                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
10541                         return -EINVAL;
10542                 }
10543                 cnt = ops->gen_prologue(insn_buf, env->seen_direct_write,
10544                                         env->prog);
10545                 if (cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
10546                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
10547                         return -EINVAL;
10548                 } else if (cnt) {
10549                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, 0, insn_buf, cnt);
10550                         if (!new_prog)
10551                                 return -ENOMEM;
10552
10553                         env->prog = new_prog;
10554                         delta += cnt - 1;
10555                 }
10556         }
10557
10558         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
10559                 return 0;
10560
10561         insn = env->prog->insnsi + delta;
10562
10563         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
10564                 bpf_convert_ctx_access_t convert_ctx_access;
10565
10566                 if (insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B) ||
10567                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H) ||
10568                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W) ||
10569                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW))
10570                         type = BPF_READ;
10571                 else if (insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B) ||
10572                          insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H) ||
10573                          insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W) ||
10574                          insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW))
10575                         type = BPF_WRITE;
10576                 else
10577                         continue;
10578
10579                 if (type == BPF_WRITE &&
10580                     env->insn_aux_data[i + delta].sanitize_stack_off) {
10581                         struct bpf_insn patch[] = {
10582                                 /* Sanitize suspicious stack slot with zero.
10583                                  * There are no memory dependencies for this store,
10584                                  * since it's only using frame pointer and immediate
10585                                  * constant of zero
10586                                  */
10587                                 BPF_ST_MEM(BPF_DW, BPF_REG_FP,
10588                                            env->insn_aux_data[i + delta].sanitize_stack_off,
10589                                            0),
10590                                 /* the original STX instruction will immediately
10591                                  * overwrite the same stack slot with appropriate value
10592                                  */
10593                                 *insn,
10594                         };
10595
10596                         cnt = ARRAY_SIZE(patch);
10597                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patch, cnt);
10598                         if (!new_prog)
10599                                 return -ENOMEM;
10600
10601                         delta    += cnt - 1;
10602                         env->prog = new_prog;
10603                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
10604                         continue;
10605                 }
10606
10607                 switch (env->insn_aux_data[i + delta].ptr_type) {
10608                 case PTR_TO_CTX:
10609                         if (!ops->convert_ctx_access)
10610                                 continue;
10611                         convert_ctx_access = ops->convert_ctx_access;
10612                         break;
10613                 case PTR_TO_SOCKET:
10614                 case PTR_TO_SOCK_COMMON:
10615                         convert_ctx_access = bpf_sock_convert_ctx_access;
10616                         break;
10617                 case PTR_TO_TCP_SOCK:
10618                         convert_ctx_access = bpf_tcp_sock_convert_ctx_access;
10619                         break;
10620                 case PTR_TO_XDP_SOCK:
10621                         convert_ctx_access = bpf_xdp_sock_convert_ctx_access;
10622                         break;
10623                 case PTR_TO_BTF_ID:
10624                         if (type == BPF_READ) {
10625                                 insn->code = BPF_LDX | BPF_PROBE_MEM |
10626                                         BPF_SIZE((insn)->code);
10627                                 env->prog->aux->num_exentries++;
10628                         } else if (resolve_prog_type(env->prog) != BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS) {
10629                                 verbose(env, "Writes through BTF pointers are not allowed\n");
10630                                 return -EINVAL;
10631                         }
10632                         continue;
10633                 default:
10634                         continue;
10635                 }
10636
10637                 ctx_field_size = env->insn_aux_data[i + delta].ctx_field_size;
10638                 size = BPF_LDST_BYTES(insn);
10639
10640                 /* If the read access is a narrower load of the field,
10641                  * convert to a 4/8-byte load, to minimum program type specific
10642                  * convert_ctx_access changes. If conversion is successful,
10643                  * we will apply proper mask to the result.
10644                  */
10645                 is_narrower_load = size < ctx_field_size;
10646                 size_default = bpf_ctx_off_adjust_machine(ctx_field_size);
10647                 off = insn->off;
10648                 if (is_narrower_load) {
10649                         u8 size_code;
10650
10651                         if (type == BPF_WRITE) {
10652                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx access misconfigured\n");
10653                                 return -EINVAL;
10654                         }
10655
10656                         size_code = BPF_H;
10657                         if (ctx_field_size == 4)
10658                                 size_code = BPF_W;
10659                         else if (ctx_field_size == 8)
10660                                 size_code = BPF_DW;
10661
10662                         insn->off = off & ~(size_default - 1);
10663                         insn->code = BPF_LDX | BPF_MEM | size_code;
10664                 }
10665
10666                 target_size = 0;
10667                 cnt = convert_ctx_access(type, insn, insn_buf, env->prog,
10668                                          &target_size);
10669                 if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf) ||
10670                     (ctx_field_size && !target_size)) {
10671                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
10672                         return -EINVAL;
10673                 }
10674
10675                 if (is_narrower_load && size < target_size) {
10676                         u8 shift = bpf_ctx_narrow_access_offset(
10677                                 off, size, size_default) * 8;
10678                         if (ctx_field_size <= 4) {
10679                                 if (shift)
10680                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_RSH,
10681                                                                         insn->dst_reg,
10682                                                                         shift);
10683                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
10684                                                                 (1 << size * 8) - 1);
10685                         } else {
10686                                 if (shift)
10687                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_RSH,
10688                                                                         insn->dst_reg,
10689                                                                         shift);
10690                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
10691                                                                 (1ULL << size * 8) - 1);
10692                         }
10693                 }
10694
10695                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
10696                 if (!new_prog)
10697                         return -ENOMEM;
10698
10699                 delta += cnt - 1;
10700
10701                 /* keep walking new program and skip insns we just inserted */
10702                 env->prog = new_prog;
10703                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
10704         }
10705
10706         return 0;
10707 }
10708
10709 static int jit_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
10710 {
10711         struct bpf_prog *prog = env->prog, **func, *tmp;
10712         int i, j, subprog_start, subprog_end = 0, len, subprog;
10713         struct bpf_map *map_ptr;
10714         struct bpf_insn *insn;
10715         void *old_bpf_func;
10716         int err, num_exentries;
10717
10718         if (env->subprog_cnt <= 1)
10719                 return 0;
10720
10721         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
10722                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
10723                     insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
10724                         continue;
10725                 /* Upon error here we cannot fall back to interpreter but
10726                  * need a hard reject of the program. Thus -EFAULT is
10727                  * propagated in any case.
10728                  */
10729                 subprog = find_subprog(env, i + insn->imm + 1);
10730                 if (subprog < 0) {
10731                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
10732                                   i + insn->imm + 1);
10733                         return -EFAULT;
10734                 }
10735                 /* temporarily remember subprog id inside insn instead of
10736                  * aux_data, since next loop will split up all insns into funcs
10737                  */
10738                 insn->off = subprog;
10739                 /* remember original imm in case JIT fails and fallback
10740                  * to interpreter will be needed
10741                  */
10742                 env->insn_aux_data[i].call_imm = insn->imm;
10743                 /* point imm to __bpf_call_base+1 from JITs point of view */
10744                 insn->imm = 1;
10745         }
10746
10747         err = bpf_prog_alloc_jited_linfo(prog);
10748         if (err)
10749                 goto out_undo_insn;
10750
10751         err = -ENOMEM;
10752         func = kcalloc(env->subprog_cnt, sizeof(prog), GFP_KERNEL);
10753         if (!func)
10754                 goto out_undo_insn;
10755
10756         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
10757                 subprog_start = subprog_end;
10758                 subprog_end = env->subprog_info[i + 1].start;
10759
10760                 len = subprog_end - subprog_start;
10761                 /* BPF_PROG_RUN doesn't call subprogs directly,
10762                  * hence main prog stats include the runtime of subprogs.
10763                  * subprogs don't have IDs and not reachable via prog_get_next_id
10764                  * func[i]->aux->stats will never be accessed and stays NULL
10765                  */
10766                 func[i] = bpf_prog_alloc_no_stats(bpf_prog_size(len), GFP_USER);
10767                 if (!func[i])
10768                         goto out_free;
10769                 memcpy(func[i]->insnsi, &prog->insnsi[subprog_start],
10770                        len * sizeof(struct bpf_insn));
10771                 func[i]->type = prog->type;
10772                 func[i]->len = len;
10773                 if (bpf_prog_calc_tag(func[i]))
10774                         goto out_free;
10775                 func[i]->is_func = 1;
10776                 func[i]->aux->func_idx = i;
10777                 /* the btf and func_info will be freed only at prog->aux */
10778                 func[i]->aux->btf = prog->aux->btf;
10779                 func[i]->aux->func_info = prog->aux->func_info;
10780
10781                 for (j = 0; j < prog->aux->size_poke_tab; j++) {
10782                         u32 insn_idx = prog->aux->poke_tab[j].insn_idx;
10783                         int ret;
10784
10785                         if (!(insn_idx >= subprog_start &&
10786                               insn_idx <= subprog_end))
10787                                 continue;
10788
10789                         ret = bpf_jit_add_poke_descriptor(func[i],
10790                                                           &prog->aux->poke_tab[j]);
10791                         if (ret < 0) {
10792                                 verbose(env, "adding tail call poke descriptor failed\n");
10793                                 goto out_free;
10794                         }
10795
10796                         func[i]->insnsi[insn_idx - subprog_start].imm = ret + 1;
10797
10798                         map_ptr = func[i]->aux->poke_tab[ret].tail_call.map;
10799                         ret = map_ptr->ops->map_poke_track(map_ptr, func[i]->aux);
10800                         if (ret < 0) {
10801                                 verbose(env, "tracking tail call prog failed\n");
10802                                 goto out_free;
10803                         }
10804                 }
10805
10806                 /* Use bpf_prog_F_tag to indicate functions in stack traces.
10807                  * Long term would need debug info to populate names
10808                  */
10809                 func[i]->aux->name[0] = 'F';
10810                 func[i]->aux->stack_depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
10811                 func[i]->jit_requested = 1;
10812                 func[i]->aux->linfo = prog->aux->linfo;
10813                 func[i]->aux->nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
10814                 func[i]->aux->jited_linfo = prog->aux->jited_linfo;
10815                 func[i]->aux->linfo_idx = env->subprog_info[i].linfo_idx;
10816                 num_exentries = 0;
10817                 insn = func[i]->insnsi;
10818                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
10819                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
10820                             BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEM)
10821                                 num_exentries++;
10822                 }
10823                 func[i]->aux->num_exentries = num_exentries;
10824                 func[i]->aux->tail_call_reachable = env->subprog_info[i].tail_call_reachable;
10825                 func[i] = bpf_int_jit_compile(func[i]);
10826                 if (!func[i]->jited) {
10827                         err = -ENOTSUPP;
10828                         goto out_free;
10829                 }
10830                 cond_resched();
10831         }
10832
10833         /* Untrack main program's aux structs so that during map_poke_run()
10834          * we will not stumble upon the unfilled poke descriptors; each
10835          * of the main program's poke descs got distributed across subprogs
10836          * and got tracked onto map, so we are sure that none of them will
10837          * be missed after the operation below
10838          */
10839         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
10840                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
10841
10842                 map_ptr->ops->map_poke_untrack(map_ptr, prog->aux);
10843         }
10844
10845         /* at this point all bpf functions were successfully JITed
10846          * now populate all bpf_calls with correct addresses and
10847          * run last pass of JIT
10848          */
10849         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
10850                 insn = func[i]->insnsi;
10851                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
10852                         if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
10853                             insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
10854                                 continue;
10855                         subprog = insn->off;
10856                         insn->imm = BPF_CAST_CALL(func[subprog]->bpf_func) -
10857                                     __bpf_call_base;
10858                 }
10859
10860                 /* we use the aux data to keep a list of the start addresses
10861                  * of the JITed images for each function in the program
10862                  *
10863                  * for some architectures, such as powerpc64, the imm field
10864                  * might not be large enough to hold the offset of the start
10865                  * address of the callee's JITed image from __bpf_call_base
10866                  *
10867                  * in such cases, we can lookup the start address of a callee
10868                  * by using its subprog id, available from the off field of
10869                  * the call instruction, as an index for this list
10870                  */
10871                 func[i]->aux->func = func;
10872                 func[i]->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
10873         }
10874         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
10875                 old_bpf_func = func[i]->bpf_func;
10876                 tmp = bpf_int_jit_compile(func[i]);
10877                 if (tmp != func[i] || func[i]->bpf_func != old_bpf_func) {
10878                         verbose(env, "JIT doesn't support bpf-to-bpf calls\n");
10879                         err = -ENOTSUPP;
10880                         goto out_free;
10881                 }
10882                 cond_resched();
10883         }
10884
10885         /* finally lock prog and jit images for all functions and
10886          * populate kallsysm
10887          */
10888         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
10889                 bpf_prog_lock_ro(func[i]);
10890                 bpf_prog_kallsyms_add(func[i]);
10891         }
10892
10893         /* Last step: make now unused interpreter insns from main
10894          * prog consistent for later dump requests, so they can
10895          * later look the same as if they were interpreted only.
10896          */
10897         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
10898                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
10899                     insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
10900                         continue;
10901                 insn->off = env->insn_aux_data[i].call_imm;
10902                 subprog = find_subprog(env, i + insn->off + 1);
10903                 insn->imm = subprog;
10904         }
10905
10906         prog->jited = 1;
10907         prog->bpf_func = func[0]->bpf_func;
10908         prog->aux->func = func;
10909         prog->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
10910         bpf_prog_free_unused_jited_linfo(prog);
10911         return 0;
10912 out_free:
10913         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
10914                 if (!func[i])
10915                         continue;
10916
10917                 for (j = 0; j < func[i]->aux->size_poke_tab; j++) {
10918                         map_ptr = func[i]->aux->poke_tab[j].tail_call.map;
10919                         map_ptr->ops->map_poke_untrack(map_ptr, func[i]->aux);
10920                 }
10921                 bpf_jit_free(func[i]);
10922         }
10923         kfree(func);
10924 out_undo_insn:
10925         /* cleanup main prog to be interpreted */
10926         prog->jit_requested = 0;
10927         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
10928                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
10929                     insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
10930                         continue;
10931                 insn->off = 0;
10932                 insn->imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
10933         }
10934         bpf_prog_free_jited_linfo(prog);
10935         return err;
10936 }
10937
10938 static int fixup_call_args(struct bpf_verifier_env *env)
10939 {
10940 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
10941         struct bpf_prog *prog = env->prog;
10942         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
10943         int i, depth;
10944 #endif
10945         int err = 0;
10946
10947         if (env->prog->jit_requested &&
10948             !bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
10949                 err = jit_subprogs(env);
10950                 if (err == 0)
10951                         return 0;
10952                 if (err == -EFAULT)
10953                         return err;
10954         }
10955 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
10956         if (env->subprog_cnt > 1 && env->prog->aux->tail_call_reachable) {
10957                 /* When JIT fails the progs with bpf2bpf calls and tail_calls
10958                  * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
10959                  */
10960                 verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
10961                 return -EINVAL;
10962         }
10963         for (i = 0; i < prog->len; i++, insn++) {
10964                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL) ||
10965                     insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
10966                         continue;
10967                 depth = get_callee_stack_depth(env, insn, i);
10968                 if (depth < 0)
10969                         return depth;
10970                 bpf_patch_call_args(insn, depth);
10971         }
10972         err = 0;
10973 #endif
10974         return err;
10975 }
10976
10977 /* fixup insn->imm field of bpf_call instructions
10978  * and inline eligible helpers as explicit sequence of BPF instructions
10979  *
10980  * this function is called after eBPF program passed verification
10981  */
10982 static int fixup_bpf_calls(struct bpf_verifier_env *env)
10983 {
10984         struct bpf_prog *prog = env->prog;
10985         bool expect_blinding = bpf_jit_blinding_enabled(prog);
10986         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
10987         const struct bpf_func_proto *fn;
10988         const int insn_cnt = prog->len;
10989         const struct bpf_map_ops *ops;
10990         struct bpf_insn_aux_data *aux;
10991         struct bpf_insn insn_buf[16];
10992         struct bpf_prog *new_prog;
10993         struct bpf_map *map_ptr;
10994         int i, ret, cnt, delta = 0;
10995
10996         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
10997                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X) ||
10998                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
10999                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X) ||
11000                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
11001                         bool is64 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64;
11002                         struct bpf_insn mask_and_div[] = {
11003                                 BPF_MOV32_REG(insn->src_reg, insn->src_reg),
11004                                 /* Rx div 0 -> 0 */
11005                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JNE, insn->src_reg, 0, 2),
11006                                 BPF_ALU32_REG(BPF_XOR, insn->dst_reg, insn->dst_reg),
11007                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
11008                                 *insn,
11009                         };
11010                         struct bpf_insn mask_and_mod[] = {
11011                                 BPF_MOV32_REG(insn->src_reg, insn->src_reg),
11012                                 /* Rx mod 0 -> Rx */
11013                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, insn->src_reg, 0, 1),
11014                                 *insn,
11015                         };
11016                         struct bpf_insn *patchlet;
11017
11018                         if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
11019                             insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
11020                                 patchlet = mask_and_div + (is64 ? 1 : 0);
11021                                 cnt = ARRAY_SIZE(mask_and_div) - (is64 ? 1 : 0);
11022                         } else {
11023                                 patchlet = mask_and_mod + (is64 ? 1 : 0);
11024                                 cnt = ARRAY_SIZE(mask_and_mod) - (is64 ? 1 : 0);
11025                         }
11026
11027                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patchlet, cnt);
11028                         if (!new_prog)
11029                                 return -ENOMEM;
11030
11031                         delta    += cnt - 1;
11032                         env->prog = prog = new_prog;
11033                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
11034                         continue;
11035                 }
11036
11037                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LD &&
11038                     (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS ||
11039                      BPF_MODE(insn->code) == BPF_IND)) {
11040                         cnt = env->ops->gen_ld_abs(insn, insn_buf);
11041                         if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
11042                                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
11043                                 return -EINVAL;
11044                         }
11045
11046                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
11047                         if (!new_prog)
11048                                 return -ENOMEM;
11049
11050                         delta    += cnt - 1;
11051                         env->prog = prog = new_prog;
11052                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
11053                         continue;
11054                 }
11055
11056                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X) ||
11057                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X)) {
11058                         const u8 code_add = BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X;
11059                         const u8 code_sub = BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X;
11060                         struct bpf_insn insn_buf[16];
11061                         struct bpf_insn *patch = &insn_buf[0];
11062                         bool issrc, isneg;
11063                         u32 off_reg;
11064
11065                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
11066                         if (!aux->alu_state ||
11067                             aux->alu_state == BPF_ALU_NON_POINTER)
11068                                 continue;
11069
11070                         isneg = aux->alu_state & BPF_ALU_NEG_VALUE;
11071                         issrc = (aux->alu_state & BPF_ALU_SANITIZE) ==
11072                                 BPF_ALU_SANITIZE_SRC;
11073
11074                         off_reg = issrc ? insn->src_reg : insn->dst_reg;
11075                         if (isneg)
11076                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
11077                         *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit - 1);
11078                         *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_SUB, BPF_REG_AX, off_reg);
11079                         *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, BPF_REG_AX, off_reg);
11080                         *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_NEG, BPF_REG_AX, 0);
11081                         *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ARSH, BPF_REG_AX, 63);
11082                         if (issrc) {
11083                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_AND, BPF_REG_AX,
11084                                                          off_reg);
11085                                 insn->src_reg = BPF_REG_AX;
11086                         } else {
11087                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_AND, off_reg,
11088                                                          BPF_REG_AX);
11089                         }
11090                         if (isneg)
11091                                 insn->code = insn->code == code_add ?
11092                                              code_sub : code_add;
11093                         *patch++ = *insn;
11094                         if (issrc && isneg)
11095                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
11096                         cnt = patch - insn_buf;
11097
11098                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
11099                         if (!new_prog)
11100                                 return -ENOMEM;
11101
11102                         delta    += cnt - 1;
11103                         env->prog = prog = new_prog;
11104                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
11105                         continue;
11106                 }
11107
11108                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
11109                         continue;
11110                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
11111                         continue;
11112
11113                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_route_realm)
11114                         prog->dst_needed = 1;
11115                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_prandom_u32)
11116                         bpf_user_rnd_init_once();
11117                 if (insn->imm == BPF_FUNC_override_return)
11118                         prog->kprobe_override = 1;
11119                 if (insn->imm == BPF_FUNC_tail_call) {
11120                         /* If we tail call into other programs, we
11121                          * cannot make any assumptions since they can
11122                          * be replaced dynamically during runtime in
11123                          * the program array.
11124                          */
11125                         prog->cb_access = 1;
11126                         if (!allow_tail_call_in_subprogs(env))
11127                                 prog->aux->stack_depth = MAX_BPF_STACK;
11128                         prog->aux->max_pkt_offset = MAX_PACKET_OFF;
11129
11130                         /* mark bpf_tail_call as different opcode to avoid
11131                          * conditional branch in the interpeter for every normal
11132                          * call and to prevent accidental JITing by JIT compiler
11133                          * that doesn't support bpf_tail_call yet
11134                          */
11135                         insn->imm = 0;
11136                         insn->code = BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL;
11137
11138                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
11139                         if (env->bpf_capable && !expect_blinding &&
11140                             prog->jit_requested &&
11141                             !bpf_map_key_poisoned(aux) &&
11142                             !bpf_map_ptr_poisoned(aux) &&
11143                             !bpf_map_ptr_unpriv(aux)) {
11144                                 struct bpf_jit_poke_descriptor desc = {
11145                                         .reason = BPF_POKE_REASON_TAIL_CALL,
11146                                         .tail_call.map = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state),
11147                                         .tail_call.key = bpf_map_key_immediate(aux),
11148                                         .insn_idx = i + delta,
11149                                 };
11150
11151                                 ret = bpf_jit_add_poke_descriptor(prog, &desc);
11152                                 if (ret < 0) {
11153                                         verbose(env, "adding tail call poke descriptor failed\n");
11154                                         return ret;
11155                                 }
11156
11157                                 insn->imm = ret + 1;
11158                                 continue;
11159                         }
11160
11161                         if (!bpf_map_ptr_unpriv(aux))
11162                                 continue;
11163
11164                         /* instead of changing every JIT dealing with tail_call
11165                          * emit two extra insns:
11166                          * if (index >= max_entries) goto out;
11167                          * index &= array->index_mask;
11168                          * to avoid out-of-bounds cpu speculation
11169                          */
11170                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux)) {
11171                                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
11172                                 return -EINVAL;
11173                         }
11174
11175                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
11176                         insn_buf[0] = BPF_JMP_IMM(BPF_JGE, BPF_REG_3,
11177                                                   map_ptr->max_entries, 2);
11178                         insn_buf[1] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, BPF_REG_3,
11179                                                     container_of(map_ptr,
11180                                                                  struct bpf_array,
11181                                                                  map)->index_mask);
11182                         insn_buf[2] = *insn;
11183                         cnt = 3;
11184                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
11185                         if (!new_prog)
11186                                 return -ENOMEM;
11187
11188                         delta    += cnt - 1;
11189                         env->prog = prog = new_prog;
11190                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
11191                         continue;
11192                 }
11193
11194                 /* BPF_EMIT_CALL() assumptions in some of the map_gen_lookup
11195                  * and other inlining handlers are currently limited to 64 bit
11196                  * only.
11197                  */
11198                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
11199                     (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem ||
11200                      insn->imm == BPF_FUNC_map_update_elem ||
11201                      insn->imm == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
11202                      insn->imm == BPF_FUNC_map_push_elem   ||
11203                      insn->imm == BPF_FUNC_map_pop_elem    ||
11204                      insn->imm == BPF_FUNC_map_peek_elem)) {
11205                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
11206                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux))
11207                                 goto patch_call_imm;
11208
11209                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
11210                         ops = map_ptr->ops;
11211                         if (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
11212                             ops->map_gen_lookup) {
11213                                 cnt = ops->map_gen_lookup(map_ptr, insn_buf);
11214                                 if (cnt == -EOPNOTSUPP)
11215                                         goto patch_map_ops_generic;
11216                                 if (cnt <= 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
11217                                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
11218                                         return -EINVAL;
11219                                 }
11220
11221                                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta,
11222                                                                insn_buf, cnt);
11223                                 if (!new_prog)
11224                                         return -ENOMEM;
11225
11226                                 delta    += cnt - 1;
11227                                 env->prog = prog = new_prog;
11228                                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
11229                                 continue;
11230                         }
11231
11232                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_elem,
11233                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
11234                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_delete_elem,
11235                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
11236                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_update_elem,
11237                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
11238                                               u64 flags))NULL));
11239                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_push_elem,
11240                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value,
11241                                               u64 flags))NULL));
11242                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_pop_elem,
11243                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
11244                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_peek_elem,
11245                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
11246 patch_map_ops_generic:
11247                         switch (insn->imm) {
11248                         case BPF_FUNC_map_lookup_elem:
11249                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_lookup_elem) -
11250                                             __bpf_call_base;
11251                                 continue;
11252                         case BPF_FUNC_map_update_elem:
11253                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_update_elem) -
11254                                             __bpf_call_base;
11255                                 continue;
11256                         case BPF_FUNC_map_delete_elem:
11257                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_delete_elem) -
11258                                             __bpf_call_base;
11259                                 continue;
11260                         case BPF_FUNC_map_push_elem:
11261                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_push_elem) -
11262                                             __bpf_call_base;
11263                                 continue;
11264                         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
11265                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_pop_elem) -
11266                                             __bpf_call_base;
11267                                 continue;
11268                         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
11269                                 insn->imm = BPF_CAST_CALL(ops->map_peek_elem) -
11270                                             __bpf_call_base;
11271                                 continue;
11272                         }
11273
11274                         goto patch_call_imm;
11275                 }
11276
11277                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
11278                     insn->imm == BPF_FUNC_jiffies64) {
11279                         struct bpf_insn ld_jiffies_addr[2] = {
11280                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_0,
11281                                              (unsigned long)&jiffies),
11282                         };
11283
11284                         insn_buf[0] = ld_jiffies_addr[0];
11285                         insn_buf[1] = ld_jiffies_addr[1];
11286                         insn_buf[2] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0,
11287                                                   BPF_REG_0, 0);
11288                         cnt = 3;
11289
11290                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf,
11291                                                        cnt);
11292                         if (!new_prog)
11293                                 return -ENOMEM;
11294
11295                         delta    += cnt - 1;
11296                         env->prog = prog = new_prog;
11297                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
11298                         continue;
11299                 }
11300
11301 patch_call_imm:
11302                 fn = env->ops->get_func_proto(insn->imm, env->prog);
11303                 /* all functions that have prototype and verifier allowed
11304                  * programs to call them, must be real in-kernel functions
11305                  */
11306                 if (!fn->func) {
11307                         verbose(env,
11308                                 "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
11309                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
11310                         return -EFAULT;
11311                 }
11312                 insn->imm = fn->func - __bpf_call_base;
11313         }
11314
11315         /* Since poke tab is now finalized, publish aux to tracker. */
11316         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
11317                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
11318                 if (!map_ptr->ops->map_poke_track ||
11319                     !map_ptr->ops->map_poke_untrack ||
11320                     !map_ptr->ops->map_poke_run) {
11321                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
11322                         return -EINVAL;
11323                 }
11324
11325                 ret = map_ptr->ops->map_poke_track(map_ptr, prog->aux);
11326                 if (ret < 0) {
11327                         verbose(env, "tracking tail call prog failed\n");
11328                         return ret;
11329                 }
11330         }
11331
11332         return 0;
11333 }
11334
11335 static void free_states(struct bpf_verifier_env *env)
11336 {
11337         struct bpf_verifier_state_list *sl, *sln;
11338         int i;
11339
11340         sl = env->free_list;
11341         while (sl) {
11342                 sln = sl->next;
11343                 free_verifier_state(&sl->state, false);
11344                 kfree(sl);
11345                 sl = sln;
11346         }
11347         env->free_list = NULL;
11348
11349         if (!env->explored_states)
11350                 return;
11351
11352         for (i = 0; i < state_htab_size(env); i++) {
11353                 sl = env->explored_states[i];
11354
11355                 while (sl) {
11356                         sln = sl->next;
11357                         free_verifier_state(&sl->state, false);
11358                         kfree(sl);
11359                         sl = sln;
11360                 }
11361                 env->explored_states[i] = NULL;
11362         }
11363 }
11364
11365 /* The verifier is using insn_aux_data[] to store temporary data during
11366  * verification and to store information for passes that run after the
11367  * verification like dead code sanitization. do_check_common() for subprogram N
11368  * may analyze many other subprograms. sanitize_insn_aux_data() clears all
11369  * temporary data after do_check_common() finds that subprogram N cannot be
11370  * verified independently. pass_cnt counts the number of times
11371  * do_check_common() was run and insn->aux->seen tells the pass number
11372  * insn_aux_data was touched. These variables are compared to clear temporary
11373  * data from failed pass. For testing and experiments do_check_common() can be
11374  * run multiple times even when prior attempt to verify is unsuccessful.
11375  */
11376 static void sanitize_insn_aux_data(struct bpf_verifier_env *env)
11377 {
11378         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
11379         struct bpf_insn_aux_data *aux;
11380         int i, class;
11381
11382         for (i = 0; i < env->prog->len; i++) {
11383                 class = BPF_CLASS(insn[i].code);
11384                 if (class != BPF_LDX && class != BPF_STX)
11385                         continue;
11386                 aux = &env->insn_aux_data[i];
11387                 if (aux->seen != env->pass_cnt)
11388                         continue;
11389                 memset(aux, 0, offsetof(typeof(*aux), orig_idx));
11390         }
11391 }
11392
11393 static int do_check_common(struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
11394 {
11395         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
11396         struct bpf_verifier_state *state;
11397         struct bpf_reg_state *regs;
11398         int ret, i;
11399
11400         env->prev_linfo = NULL;
11401         env->pass_cnt++;
11402
11403         state = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state), GFP_KERNEL);
11404         if (!state)
11405                 return -ENOMEM;
11406         state->curframe = 0;
11407         state->speculative = false;
11408         state->branches = 1;
11409         state->frame[0] = kzalloc(sizeof(struct bpf_func_state), GFP_KERNEL);
11410         if (!state->frame[0]) {
11411                 kfree(state);
11412                 return -ENOMEM;
11413         }
11414         env->cur_state = state;
11415         init_func_state(env, state->frame[0],
11416                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
11417                         0 /* frameno */,
11418                         subprog);
11419
11420         regs = state->frame[state->curframe]->regs;
11421         if (subprog || env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
11422                 ret = btf_prepare_func_args(env, subprog, regs);
11423                 if (ret)
11424                         goto out;
11425                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++) {
11426                         if (regs[i].type == PTR_TO_CTX)
11427                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
11428                         else if (regs[i].type == SCALAR_VALUE)
11429                                 mark_reg_unknown(env, regs, i);
11430                 }
11431         } else {
11432                 /* 1st arg to a function */
11433                 regs[BPF_REG_1].type = PTR_TO_CTX;
11434                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_1);
11435                 ret = btf_check_func_arg_match(env, subprog, regs);
11436                 if (ret == -EFAULT)
11437                         /* unlikely verifier bug. abort.
11438                          * ret == 0 and ret < 0 are sadly acceptable for
11439                          * main() function due to backward compatibility.
11440                          * Like socket filter program may be written as:
11441                          * int bpf_prog(struct pt_regs *ctx)
11442                          * and never dereference that ctx in the program.
11443                          * 'struct pt_regs' is a type mismatch for socket
11444                          * filter that should be using 'struct __sk_buff'.
11445                          */
11446                         goto out;
11447         }
11448
11449         ret = do_check(env);
11450 out:
11451         /* check for NULL is necessary, since cur_state can be freed inside
11452          * do_check() under memory pressure.
11453          */
11454         if (env->cur_state) {
11455                 free_verifier_state(env->cur_state, true);
11456                 env->cur_state = NULL;
11457         }
11458         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
11459         if (!ret && pop_log)
11460                 bpf_vlog_reset(&env->log, 0);
11461         free_states(env);
11462         if (ret)
11463                 /* clean aux data in case subprog was rejected */
11464                 sanitize_insn_aux_data(env);
11465         return ret;
11466 }
11467
11468 /* Verify all global functions in a BPF program one by one based on their BTF.
11469  * All global functions must pass verification. Otherwise the whole program is rejected.
11470  * Consider:
11471  * int bar(int);
11472  * int foo(int f)
11473  * {
11474  *    return bar(f);
11475  * }
11476  * int bar(int b)
11477  * {
11478  *    ...
11479  * }
11480  * foo() will be verified first for R1=any_scalar_value. During verification it
11481  * will be assumed that bar() already verified successfully and call to bar()
11482  * from foo() will be checked for type match only. Later bar() will be verified
11483  * independently to check that it's safe for R1=any_scalar_value.
11484  */
11485 static int do_check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
11486 {
11487         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
11488         int i, ret;
11489
11490         if (!aux->func_info)
11491                 return 0;
11492
11493         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
11494                 if (aux->func_info_aux[i].linkage != BTF_FUNC_GLOBAL)
11495                         continue;
11496                 env->insn_idx = env->subprog_info[i].start;
11497                 WARN_ON_ONCE(env->insn_idx == 0);
11498                 ret = do_check_common(env, i);
11499                 if (ret) {
11500                         return ret;
11501                 } else if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
11502                         verbose(env,
11503                                 "Func#%d is safe for any args that match its prototype\n",
11504                                 i);
11505                 }
11506         }
11507         return 0;
11508 }
11509
11510 static int do_check_main(struct bpf_verifier_env *env)
11511 {
11512         int ret;
11513
11514         env->insn_idx = 0;
11515         ret = do_check_common(env, 0);
11516         if (!ret)
11517                 env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
11518         return ret;
11519 }
11520
11521
11522 static void print_verification_stats(struct bpf_verifier_env *env)
11523 {
11524         int i;
11525
11526         if (env->log.level & BPF_LOG_STATS) {
11527                 verbose(env, "verification time %lld usec\n",
11528                         div_u64(env->verification_time, 1000));
11529                 verbose(env, "stack depth ");
11530                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
11531                         u32 depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
11532
11533                         verbose(env, "%d", depth);
11534                         if (i + 1 < env->subprog_cnt)
11535                                 verbose(env, "+");
11536                 }
11537                 verbose(env, "\n");
11538         }
11539         verbose(env, "processed %d insns (limit %d) max_states_per_insn %d "
11540                 "total_states %d peak_states %d mark_read %d\n",
11541                 env->insn_processed, BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS,
11542                 env->max_states_per_insn, env->total_states,
11543                 env->peak_states, env->longest_mark_read_walk);
11544 }
11545
11546 static int check_struct_ops_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
11547 {
11548         const struct btf_type *t, *func_proto;
11549         const struct bpf_struct_ops *st_ops;
11550         const struct btf_member *member;
11551         struct bpf_prog *prog = env->prog;
11552         u32 btf_id, member_idx;
11553         const char *mname;
11554
11555         btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
11556         st_ops = bpf_struct_ops_find(btf_id);
11557         if (!st_ops) {
11558                 verbose(env, "attach_btf_id %u is not a supported struct\n",
11559                         btf_id);
11560                 return -ENOTSUPP;
11561         }
11562
11563         t = st_ops->type;
11564         member_idx = prog->expected_attach_type;
11565         if (member_idx >= btf_type_vlen(t)) {
11566                 verbose(env, "attach to invalid member idx %u of struct %s\n",
11567                         member_idx, st_ops->name);
11568                 return -EINVAL;
11569         }
11570
11571         member = &btf_type_member(t)[member_idx];
11572         mname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, member->name_off);
11573         func_proto = btf_type_resolve_func_ptr(btf_vmlinux, member->type,
11574                                                NULL);
11575         if (!func_proto) {
11576                 verbose(env, "attach to invalid member %s(@idx %u) of struct %s\n",
11577                         mname, member_idx, st_ops->name);
11578                 return -EINVAL;
11579         }
11580
11581         if (st_ops->check_member) {
11582                 int err = st_ops->check_member(t, member);
11583
11584                 if (err) {
11585                         verbose(env, "attach to unsupported member %s of struct %s\n",
11586                                 mname, st_ops->name);
11587                         return err;
11588                 }
11589         }
11590
11591         prog->aux->attach_func_proto = func_proto;
11592         prog->aux->attach_func_name = mname;
11593         env->ops = st_ops->verifier_ops;
11594
11595         return 0;
11596 }
11597 #define SECURITY_PREFIX "security_"
11598
11599 static int check_attach_modify_return(unsigned long addr, const char *func_name)
11600 {
11601         if (within_error_injection_list(addr) ||
11602             !strncmp(SECURITY_PREFIX, func_name, sizeof(SECURITY_PREFIX) - 1))
11603                 return 0;
11604
11605         return -EINVAL;
11606 }
11607
11608 /* list of non-sleepable functions that are otherwise on
11609  * ALLOW_ERROR_INJECTION list
11610  */
11611 BTF_SET_START(btf_non_sleepable_error_inject)
11612 /* Three functions below can be called from sleepable and non-sleepable context.
11613  * Assume non-sleepable from bpf safety point of view.
11614  */
11615 BTF_ID(func, __add_to_page_cache_locked)
11616 BTF_ID(func, should_fail_alloc_page)
11617 BTF_ID(func, should_failslab)
11618 BTF_SET_END(btf_non_sleepable_error_inject)
11619
11620 static int check_non_sleepable_error_inject(u32 btf_id)
11621 {
11622         return btf_id_set_contains(&btf_non_sleepable_error_inject, btf_id);
11623 }
11624
11625 int bpf_check_attach_target(struct bpf_verifier_log *log,
11626                             const struct bpf_prog *prog,
11627                             const struct bpf_prog *tgt_prog,
11628                             u32 btf_id,
11629                             struct bpf_attach_target_info *tgt_info)
11630 {
11631         bool prog_extension = prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT;
11632         const char prefix[] = "btf_trace_";
11633         int ret = 0, subprog = -1, i;
11634         const struct btf_type *t;
11635         bool conservative = true;
11636         const char *tname;
11637         struct btf *btf;
11638         long addr = 0;
11639
11640         if (!btf_id) {
11641                 bpf_log(log, "Tracing programs must provide btf_id\n");
11642                 return -EINVAL;
11643         }
11644         btf = tgt_prog ? tgt_prog->aux->btf : prog->aux->attach_btf;
11645         if (!btf) {
11646                 bpf_log(log,
11647                         "FENTRY/FEXIT program can only be attached to another program annotated with BTF\n");
11648                 return -EINVAL;
11649         }
11650         t = btf_type_by_id(btf, btf_id);
11651         if (!t) {
11652                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u is invalid\n", btf_id);
11653                 return -EINVAL;
11654         }
11655         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
11656         if (!tname) {
11657                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u doesn't have a name\n", btf_id);
11658                 return -EINVAL;
11659         }
11660         if (tgt_prog) {
11661                 struct bpf_prog_aux *aux = tgt_prog->aux;
11662
11663                 for (i = 0; i < aux->func_info_cnt; i++)
11664                         if (aux->func_info[i].type_id == btf_id) {
11665                                 subprog = i;
11666                                 break;
11667                         }
11668                 if (subprog == -1) {
11669                         bpf_log(log, "Subprog %s doesn't exist\n", tname);
11670                         return -EINVAL;
11671                 }
11672                 conservative = aux->func_info_aux[subprog].unreliable;
11673                 if (prog_extension) {
11674                         if (conservative) {
11675                                 bpf_log(log,
11676                                         "Cannot replace static functions\n");
11677                                 return -EINVAL;
11678                         }
11679                         if (!prog->jit_requested) {
11680                                 bpf_log(log,
11681                                         "Extension programs should be JITed\n");
11682                                 return -EINVAL;
11683                         }
11684                 }
11685                 if (!tgt_prog->jited) {
11686                         bpf_log(log, "Can attach to only JITed progs\n");
11687                         return -EINVAL;
11688                 }
11689                 if (tgt_prog->type == prog->type) {
11690                         /* Cannot fentry/fexit another fentry/fexit program.
11691                          * Cannot attach program extension to another extension.
11692                          * It's ok to attach fentry/fexit to extension program.
11693                          */
11694                         bpf_log(log, "Cannot recursively attach\n");
11695                         return -EINVAL;
11696                 }
11697                 if (tgt_prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
11698                     prog_extension &&
11699                     (tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FENTRY ||
11700                      tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FEXIT)) {
11701                         /* Program extensions can extend all program types
11702                          * except fentry/fexit. The reason is the following.
11703                          * The fentry/fexit programs are used for performance
11704                          * analysis, stats and can be attached to any program
11705                          * type except themselves. When extension program is
11706                          * replacing XDP function it is necessary to allow
11707                          * performance analysis of all functions. Both original
11708                          * XDP program and its program extension. Hence
11709                          * attaching fentry/fexit to BPF_PROG_TYPE_EXT is
11710                          * allowed. If extending of fentry/fexit was allowed it
11711                          * would be possible to create long call chain
11712                          * fentry->extension->fentry->extension beyond
11713                          * reasonable stack size. Hence extending fentry is not
11714                          * allowed.
11715                          */
11716                         bpf_log(log, "Cannot extend fentry/fexit\n");
11717                         return -EINVAL;
11718                 }
11719         } else {
11720                 if (prog_extension) {
11721                         bpf_log(log, "Cannot replace kernel functions\n");
11722                         return -EINVAL;
11723                 }
11724         }
11725
11726         switch (prog->expected_attach_type) {
11727         case BPF_TRACE_RAW_TP:
11728                 if (tgt_prog) {
11729                         bpf_log(log,
11730                                 "Only FENTRY/FEXIT progs are attachable to another BPF prog\n");
11731                         return -EINVAL;
11732                 }
11733                 if (!btf_type_is_typedef(t)) {
11734                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a typedef\n",
11735                                 btf_id);
11736                         return -EINVAL;
11737                 }
11738                 if (strncmp(prefix, tname, sizeof(prefix) - 1)) {
11739                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u points to wrong type name %s\n",
11740                                 btf_id, tname);
11741                         return -EINVAL;
11742                 }
11743                 tname += sizeof(prefix) - 1;
11744                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
11745                 if (!btf_type_is_ptr(t))
11746                         /* should never happen in valid vmlinux build */
11747                         return -EINVAL;
11748                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
11749                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
11750                         /* should never happen in valid vmlinux build */
11751                         return -EINVAL;
11752
11753                 break;
11754         case BPF_TRACE_ITER:
11755                 if (!btf_type_is_func(t)) {
11756                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
11757                                 btf_id);
11758                         return -EINVAL;
11759                 }
11760                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
11761                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
11762                         return -EINVAL;
11763                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
11764                 if (ret)
11765                         return ret;
11766                 break;
11767         default:
11768                 if (!prog_extension)
11769                         return -EINVAL;
11770                 fallthrough;
11771         case BPF_MODIFY_RETURN:
11772         case BPF_LSM_MAC:
11773         case BPF_TRACE_FENTRY:
11774         case BPF_TRACE_FEXIT:
11775                 if (!btf_type_is_func(t)) {
11776                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
11777                                 btf_id);
11778                         return -EINVAL;
11779                 }
11780                 if (prog_extension &&
11781                     btf_check_type_match(log, prog, btf, t))
11782                         return -EINVAL;
11783                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
11784                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
11785                         return -EINVAL;
11786
11787                 if ((prog->aux->saved_dst_prog_type || prog->aux->saved_dst_attach_type) &&
11788                     (!tgt_prog || prog->aux->saved_dst_prog_type != tgt_prog->type ||
11789                      prog->aux->saved_dst_attach_type != tgt_prog->expected_attach_type))
11790                         return -EINVAL;
11791
11792                 if (tgt_prog && conservative)
11793                         t = NULL;
11794
11795                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
11796                 if (ret < 0)
11797                         return ret;
11798
11799                 if (tgt_prog) {
11800                         if (subprog == 0)
11801                                 addr = (long) tgt_prog->bpf_func;
11802                         else
11803                                 addr = (long) tgt_prog->aux->func[subprog]->bpf_func;
11804                 } else {
11805                         addr = kallsyms_lookup_name(tname);
11806                         if (!addr) {
11807                                 bpf_log(log,
11808                                         "The address of function %s cannot be found\n",
11809                                         tname);
11810                                 return -ENOENT;
11811                         }
11812                 }
11813
11814                 if (prog->aux->sleepable) {
11815                         ret = -EINVAL;
11816                         switch (prog->type) {
11817                         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
11818                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can be sleepable only if they are
11819                                  * attached to ALLOW_ERROR_INJECTION and are not in denylist.
11820                                  */
11821                                 if (!check_non_sleepable_error_inject(btf_id) &&
11822                                     within_error_injection_list(addr))
11823                                         ret = 0;
11824                                 break;
11825                         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
11826                                 /* LSM progs check that they are attached to bpf_lsm_*() funcs.
11827                                  * Only some of them are sleepable.
11828                                  */
11829                                 if (bpf_lsm_is_sleepable_hook(btf_id))
11830                                         ret = 0;
11831                                 break;
11832                         default:
11833                                 break;
11834                         }
11835                         if (ret) {
11836                                 bpf_log(log, "%s is not sleepable\n", tname);
11837                                 return ret;
11838                         }
11839                 } else if (prog->expected_attach_type == BPF_MODIFY_RETURN) {
11840                         if (tgt_prog) {
11841                                 bpf_log(log, "can't modify return codes of BPF programs\n");
11842                                 return -EINVAL;
11843                         }
11844                         ret = check_attach_modify_return(addr, tname);
11845                         if (ret) {
11846                                 bpf_log(log, "%s() is not modifiable\n", tname);
11847                                 return ret;
11848                         }
11849                 }
11850
11851                 break;
11852         }
11853         tgt_info->tgt_addr = addr;
11854         tgt_info->tgt_name = tname;
11855         tgt_info->tgt_type = t;
11856         return 0;
11857 }
11858
11859 static int check_attach_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
11860 {
11861         struct bpf_prog *prog = env->prog;
11862         struct bpf_prog *tgt_prog = prog->aux->dst_prog;
11863         struct bpf_attach_target_info tgt_info = {};
11864         u32 btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
11865         struct bpf_trampoline *tr;
11866         int ret;
11867         u64 key;
11868
11869         if (prog->aux->sleepable && prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
11870             prog->type != BPF_PROG_TYPE_LSM) {
11871                 verbose(env, "Only fentry/fexit/fmod_ret and lsm programs can be sleepable\n");
11872                 return -EINVAL;
11873         }
11874
11875         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS)
11876                 return check_struct_ops_btf_id(env);
11877
11878         if (prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
11879             prog->type != BPF_PROG_TYPE_LSM &&
11880             prog->type != BPF_PROG_TYPE_EXT)
11881                 return 0;
11882
11883         ret = bpf_check_attach_target(&env->log, prog, tgt_prog, btf_id, &tgt_info);
11884         if (ret)
11885                 return ret;
11886
11887         if (tgt_prog && prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
11888                 /* to make freplace equivalent to their targets, they need to
11889                  * inherit env->ops and expected_attach_type for the rest of the
11890                  * verification
11891                  */
11892                 env->ops = bpf_verifier_ops[tgt_prog->type];
11893                 prog->expected_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
11894         }
11895
11896         /* store info about the attachment target that will be used later */
11897         prog->aux->attach_func_proto = tgt_info.tgt_type;
11898         prog->aux->attach_func_name = tgt_info.tgt_name;
11899
11900         if (tgt_prog) {
11901                 prog->aux->saved_dst_prog_type = tgt_prog->type;
11902                 prog->aux->saved_dst_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
11903         }
11904
11905         if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_RAW_TP) {
11906                 prog->aux->attach_btf_trace = true;
11907                 return 0;
11908         } else if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_ITER) {
11909                 if (!bpf_iter_prog_supported(prog))
11910                         return -EINVAL;
11911                 return 0;
11912         }
11913
11914         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM) {
11915                 ret = bpf_lsm_verify_prog(&env->log, prog);
11916                 if (ret < 0)
11917                         return ret;
11918         }
11919
11920         key = bpf_trampoline_compute_key(tgt_prog, prog->aux->attach_btf, btf_id);
11921         tr = bpf_trampoline_get(key, &tgt_info);
11922         if (!tr)
11923                 return -ENOMEM;
11924
11925         prog->aux->dst_trampoline = tr;
11926         return 0;
11927 }
11928
11929 struct btf *bpf_get_btf_vmlinux(void)
11930 {
11931         if (!btf_vmlinux && IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_INFO_BTF)) {
11932                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
11933                 if (!btf_vmlinux)
11934                         btf_vmlinux = btf_parse_vmlinux();
11935                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
11936         }
11937         return btf_vmlinux;
11938 }
11939
11940 int bpf_check(struct bpf_prog **prog, union bpf_attr *attr,
11941               union bpf_attr __user *uattr)
11942 {
11943         u64 start_time = ktime_get_ns();
11944         struct bpf_verifier_env *env;
11945         struct bpf_verifier_log *log;
11946         int i, len, ret = -EINVAL;
11947         bool is_priv;
11948
11949         /* no program is valid */
11950         if (ARRAY_SIZE(bpf_verifier_ops) == 0)
11951                 return -EINVAL;
11952
11953         /* 'struct bpf_verifier_env' can be global, but since it's not small,
11954          * allocate/free it every time bpf_check() is called
11955          */
11956         env = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_env), GFP_KERNEL);
11957         if (!env)
11958                 return -ENOMEM;
11959         log = &env->log;
11960
11961         len = (*prog)->len;
11962         env->insn_aux_data =
11963                 vzalloc(array_size(sizeof(struct bpf_insn_aux_data), len));
11964         ret = -ENOMEM;
11965         if (!env->insn_aux_data)
11966                 goto err_free_env;
11967         for (i = 0; i < len; i++)
11968                 env->insn_aux_data[i].orig_idx = i;
11969         env->prog = *prog;
11970         env->ops = bpf_verifier_ops[env->prog->type];
11971         is_priv = bpf_capable();
11972
11973         bpf_get_btf_vmlinux();
11974
11975         /* grab the mutex to protect few globals used by verifier */
11976         if (!is_priv)
11977                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
11978
11979         if (attr->log_level || attr->log_buf || attr->log_size) {
11980                 /* user requested verbose verifier output
11981                  * and supplied buffer to store the verification trace
11982                  */
11983                 log->level = attr->log_level;
11984                 log->ubuf = (char __user *) (unsigned long) attr->log_buf;
11985                 log->len_total = attr->log_size;
11986
11987                 ret = -EINVAL;
11988                 /* log attributes have to be sane */
11989                 if (log->len_total < 128 || log->len_total > UINT_MAX >> 2 ||
11990                     !log->level || !log->ubuf || log->level & ~BPF_LOG_MASK)
11991                         goto err_unlock;
11992         }
11993
11994         if (IS_ERR(btf_vmlinux)) {
11995                 /* Either gcc or pahole or kernel are broken. */
11996                 verbose(env, "in-kernel BTF is malformed\n");
11997                 ret = PTR_ERR(btf_vmlinux);
11998                 goto skip_full_check;
11999         }
12000
12001         env->strict_alignment = !!(attr->prog_flags & BPF_F_STRICT_ALIGNMENT);
12002         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS))
12003                 env->strict_alignment = true;
12004         if (attr->prog_flags & BPF_F_ANY_ALIGNMENT)
12005                 env->strict_alignment = false;
12006
12007         env->allow_ptr_leaks = bpf_allow_ptr_leaks();
12008         env->allow_ptr_to_map_access = bpf_allow_ptr_to_map_access();
12009         env->bypass_spec_v1 = bpf_bypass_spec_v1();
12010         env->bypass_spec_v4 = bpf_bypass_spec_v4();
12011         env->bpf_capable = bpf_capable();
12012
12013         if (is_priv)
12014                 env->test_state_freq = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_STATE_FREQ;
12015
12016         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
12017                 ret = bpf_prog_offload_verifier_prep(env->prog);
12018                 if (ret)
12019                         goto skip_full_check;
12020         }
12021
12022         env->explored_states = kvcalloc(state_htab_size(env),
12023                                        sizeof(struct bpf_verifier_state_list *),
12024                                        GFP_USER);
12025         ret = -ENOMEM;
12026         if (!env->explored_states)
12027                 goto skip_full_check;
12028
12029         ret = check_subprogs(env);
12030         if (ret < 0)
12031                 goto skip_full_check;
12032
12033         ret = check_btf_info(env, attr, uattr);
12034         if (ret < 0)
12035                 goto skip_full_check;
12036
12037         ret = check_attach_btf_id(env);
12038         if (ret)
12039                 goto skip_full_check;
12040
12041         ret = resolve_pseudo_ldimm64(env);
12042         if (ret < 0)
12043                 goto skip_full_check;
12044
12045         ret = check_cfg(env);
12046         if (ret < 0)
12047                 goto skip_full_check;
12048
12049         ret = do_check_subprogs(env);
12050         ret = ret ?: do_check_main(env);
12051
12052         if (ret == 0 && bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
12053                 ret = bpf_prog_offload_finalize(env);
12054
12055 skip_full_check:
12056         kvfree(env->explored_states);
12057
12058         if (ret == 0)
12059                 ret = check_max_stack_depth(env);
12060
12061         /* instruction rewrites happen after this point */
12062         if (is_priv) {
12063                 if (ret == 0)
12064                         opt_hard_wire_dead_code_branches(env);
12065                 if (ret == 0)
12066                         ret = opt_remove_dead_code(env);
12067                 if (ret == 0)
12068                         ret = opt_remove_nops(env);
12069         } else {
12070                 if (ret == 0)
12071                         sanitize_dead_code(env);
12072         }
12073
12074         if (ret == 0)
12075                 /* program is valid, convert *(u32*)(ctx + off) accesses */
12076                 ret = convert_ctx_accesses(env);
12077
12078         if (ret == 0)
12079                 ret = fixup_bpf_calls(env);
12080
12081         /* do 32-bit optimization after insn patching has done so those patched
12082          * insns could be handled correctly.
12083          */
12084         if (ret == 0 && !bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
12085                 ret = opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(env, attr);
12086                 env->prog->aux->verifier_zext = bpf_jit_needs_zext() ? !ret
12087                                                                      : false;
12088         }
12089
12090         if (ret == 0)
12091                 ret = fixup_call_args(env);
12092
12093         env->verification_time = ktime_get_ns() - start_time;
12094         print_verification_stats(env);
12095
12096         if (log->level && bpf_verifier_log_full(log))
12097                 ret = -ENOSPC;
12098         if (log->level && !log->ubuf) {
12099                 ret = -EFAULT;
12100                 goto err_release_maps;
12101         }
12102
12103         if (ret == 0 && env->used_map_cnt) {
12104                 /* if program passed verifier, update used_maps in bpf_prog_info */
12105                 env->prog->aux->used_maps = kmalloc_array(env->used_map_cnt,
12106                                                           sizeof(env->used_maps[0]),
12107                                                           GFP_KERNEL);
12108
12109                 if (!env->prog->aux->used_maps) {
12110                         ret = -ENOMEM;
12111                         goto err_release_maps;
12112                 }
12113
12114                 memcpy(env->prog->aux->used_maps, env->used_maps,
12115                        sizeof(env->used_maps[0]) * env->used_map_cnt);
12116                 env->prog->aux->used_map_cnt = env->used_map_cnt;
12117
12118                 /* program is valid. Convert pseudo bpf_ld_imm64 into generic
12119                  * bpf_ld_imm64 instructions
12120                  */
12121                 convert_pseudo_ld_imm64(env);
12122         }
12123
12124         if (ret == 0)
12125                 adjust_btf_func(env);
12126
12127 err_release_maps:
12128         if (!env->prog->aux->used_maps)
12129                 /* if we didn't copy map pointers into bpf_prog_info, release
12130                  * them now. Otherwise free_used_maps() will release them.
12131                  */
12132                 release_maps(env);
12133
12134         /* extension progs temporarily inherit the attach_type of their targets
12135            for verification purposes, so set it back to zero before returning
12136          */
12137         if (env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT)
12138                 env->prog->expected_attach_type = 0;
12139
12140         *prog = env->prog;
12141 err_unlock:
12142         if (!is_priv)
12143                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
12144         vfree(env->insn_aux_data);
12145 err_free_env:
12146         kfree(env);
12147         return ret;
12148 }